[發(fā)明專利]一種基于云端的智能核桃運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011124307.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112274872B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金書易;丁珺淳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金書易;丁珺淳
• 主分類號(hào): A63B23/16
• 分類號(hào): A63B23/16;A63B23/12;A63B71/06;A61H39/04;G16H20/30;G06V10/764;G06V10/774;G06K9/62
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種基于云端的智能核桃運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟：

S601、利用智能核桃內(nèi)部傳感器實(shí)時(shí)采集用戶運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)包括智能核桃三個(gè)坐標(biāo)軸方向水平加速度和角加速度，從而構(gòu)成六個(gè)維度的智能核桃運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；

S602、按照固定的時(shí)間頻率，將六個(gè)維度的傳感器數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)化為時(shí)間序列，對(duì)構(gòu)建的時(shí)間序列進(jìn)行平滑預(yù)處理，將處理后的時(shí)間序列按照一定的區(qū)間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)提取；

S603、對(duì)三個(gè)坐標(biāo)軸方向分別計(jì)算加速度和角加速度，進(jìn)行智能核桃運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相關(guān)性分析；

S604、以步驟S603計(jì)算的智能核桃運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相關(guān)性結(jié)果構(gòu)造三個(gè)坐標(biāo)軸方向維度的相關(guān)系數(shù)特征；

S605、利用步驟S604構(gòu)造的三個(gè)坐標(biāo)軸方向維度的相關(guān)系數(shù)特征訓(xùn)練動(dòng)作識(shí)別模型；

S606、利用訓(xùn)練好的動(dòng)作識(shí)別模型對(duì)新采集用戶運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能核桃動(dòng)作識(shí)別，將識(shí)別結(jié)果反饋至用戶；所述智能核桃動(dòng)作分為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)模式和行走狀態(tài)模式；所述旋轉(zhuǎn)狀態(tài)模式是指用戶處于原地旋轉(zhuǎn)智能核桃以及用戶處于行走狀態(tài)同時(shí)旋轉(zhuǎn)智能核桃；所述行走狀態(tài)模式是指用戶處于行走狀態(tài)，但是智能核桃在手中并未轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云端的智能核桃運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方法，其特征在于：用戶利用所述智能核桃內(nèi)部加速度計(jì)和陀螺儀采集智能核桃三個(gè)坐標(biāo)軸方向水平加速度數(shù)據(jù)和角加速度數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于云端的智能核桃運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方法，其特征在于步驟S606智能核桃動(dòng)作識(shí)別具體包括以下步驟：

S801、對(duì)加速計(jì)和陀螺儀采集的加速度數(shù)據(jù)和角加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行三個(gè)坐標(biāo)軸方向時(shí)間序列建模；

S802、以窗函數(shù)均值平滑對(duì)步驟S801構(gòu)建的時(shí)間序列進(jìn)行平滑，窗的寬度由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別頻率決定；

S803、對(duì)步驟S802獲取的平滑后時(shí)間序列基于LOESS算法進(jìn)行分解，將各個(gè)坐標(biāo)軸方向時(shí)間序列分解成趨勢(shì)分量、周期分量和余項(xiàng)；

S804、計(jì)算同一坐標(biāo)軸方向的加速度數(shù)據(jù)和角加速度數(shù)據(jù)，采用局部相關(guān)系數(shù)衡量某個(gè)時(shí)刻沿這個(gè)坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)一致性；

S805、將步驟S804所計(jì)算的相關(guān)系數(shù)時(shí)間序列構(gòu)建基于不同坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)三維相關(guān)特征序列；

S806、以步驟S805中三維相關(guān)特征序列為數(shù)據(jù)集構(gòu)建分類器，分類器根據(jù)三維相關(guān)特征所表征的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相關(guān)性高低進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別，當(dāng)三維運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)強(qiáng)相關(guān)，則表示智能核桃處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)三維運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)弱相關(guān)，則表示智能核桃處于行走狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于云端的智能核桃運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方法，其特征在于：步驟S801以加速度計(jì)數(shù)據(jù)D表示三軸加速度，則加速度計(jì)時(shí)間序列用集合{D_m[T_i]}表示，其中m∈{x，y，z}，i∈{1，２，...，N}，x，y，z分別表示沿著X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向，N表示時(shí)間序列長(zhǎng)度；以陀螺儀數(shù)據(jù)G表示三軸角加速度，則角加速度時(shí)間序列用集合(G_m[T_i])表示，其中m∈{x，y，z}，i∈{1，２，...，N}，x，y，z分別表示沿著X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向，N表示時(shí)間序列長(zhǎng)度；步驟S804中X、Y、Z的坐標(biāo)方向加速度和角加速度之間的局部相關(guān)系數(shù)H_m[T_i]＝corr(d_m[T_i]，g_m[T_i])，其中m∈{x，y，z}，i∈(1，2，...，N)，corr為皮爾遜相關(guān)系數(shù)函數(shù)，N表示局部時(shí)間窗口，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)T_i均可計(jì)算相關(guān)系數(shù)，得到各個(gè)軸方向相關(guān)系數(shù)時(shí)間序列；步驟S805利用相關(guān)系數(shù)時(shí)間序列構(gòu)建三維相關(guān)特征序列，表示為{H_x[T_i]，H_y[T_i]，H_z[T_i]}，其中i∈[1，2，...，L)，L為時(shí)間序列長(zhǎng)度；步驟S806以步驟S805中H_m為數(shù)據(jù)集構(gòu)建分類器。