[發(fā)明專利]動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110348524.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN115137353A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐斌陽(yáng);張彭朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 翰數(shù)科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/11
• 分類號(hào): A61B5/11;A01K29/00
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 周念沙

1.一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括穿戴式數(shù)據(jù)采集終端及數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述穿戴式數(shù)據(jù)終端穿戴于動(dòng)物體，以設(shè)定的采集周期T0采集并存儲(chǔ)動(dòng)物的三維加速度數(shù)據(jù){Gx,Gy,Gz}，并通過(guò)通信接口與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信，最終以設(shè)定的通信周期Tx將采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和體態(tài)分析判別，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物體態(tài)跟蹤管理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述穿戴式數(shù)據(jù)采集終端包括三軸運(yùn)動(dòng)傳感器、微處理器MCU、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及電源模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述微處理器MCU用于控制所述三軸運(yùn)動(dòng)傳感器的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集，所述電源模塊用于所述穿戴式數(shù)據(jù)采集終端供電，所述通信模塊用于連接通信接口實(shí)現(xiàn)通信。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述三軸運(yùn)動(dòng)傳感器以設(shè)定的采集周期T0采集動(dòng)物的三維加速度數(shù)據(jù){Gx,Gy,Gz}，并存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備包含數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、體態(tài)特征數(shù)據(jù)庫(kù)、體態(tài)判決器及通信模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器對(duì)三軸運(yùn)動(dòng)傳感器采集的三維加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選濾波，并對(duì)三維加速度數(shù)據(jù){Gx,Gy,Gz}做空間角度方位轉(zhuǎn)換，得到當(dāng)前數(shù)據(jù)采集樣本時(shí)刻動(dòng)物體態(tài)的三維空間角度{θx，θy，θz}。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備的體態(tài)特征數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有動(dòng)物典型體態(tài)的三維空間角度分布特征數(shù)據(jù)表，其中第G_i類體態(tài)對(duì)應(yīng)的三維角度識(shí)別區(qū)間為：

[θ_i_xmin，θ_i_xmax]；

[θ_i_ymin，θ_i_ymax]；

[θ_i_zmin，θ_i_zmax]；

其中θ_i_xmin為G_i類體態(tài)在x軸上的判決角度下限，θ_i_xmax為G_i類體態(tài)在x軸上的判決角度上限。

8.一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)方法，所述方法被執(zhí)行時(shí)使用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1于待測(cè)動(dòng)物體佩戴穿戴式數(shù)據(jù)采集終端，對(duì)終端上電，完成系統(tǒng)初始化；

S2通過(guò)數(shù)據(jù)采集終端實(shí)時(shí)采集動(dòng)物運(yùn)動(dòng)三維加速度數(shù)據(jù){Gx,Gy,Gz}，并定期上傳至數(shù)據(jù)處理設(shè)備；

S3對(duì)三維加速度數(shù)據(jù){Gx,Gy,Gz}做空間角度方位轉(zhuǎn)換，得到當(dāng)前數(shù)據(jù)采集樣本時(shí)刻動(dòng)物體態(tài)的三維空間角度{θx，θy，θz}；

S4將三維空間角度{θx，θy，θz}與每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)各個(gè)典型體態(tài)的三維空間特征值進(jìn)行匹配，得出當(dāng)前周期內(nèi)的體態(tài)判定，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物體態(tài)跟蹤管理。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法中，體態(tài)的三維空間角度分布特征數(shù)據(jù)表通過(guò)下述統(tǒng)計(jì)分析方法得到，選取一定數(shù)量的待測(cè)動(dòng)物作為樣本，以T為運(yùn)動(dòng)加速度采集周期收集樣本動(dòng)物各種體態(tài)下的三維空間角度{θx，θy，θz}樣本數(shù)值，給定K類典型的動(dòng)物體態(tài)，選取每類動(dòng)物體態(tài)G_i下的M組樣本數(shù)據(jù)，以η為置信度，得到該類體態(tài)G_i三維空間角度{θx，θy，θz}置信區(qū)間，其中對(duì)于體態(tài)G_i有:

Pr{θ_i_xminθx_iθ_i_xmax}＝η；

Pr{θ_i_yminθy_iθ_i_ymax}＝η；

Pr{θ_i_zminθz_iθ_i_zmax}＝η。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種動(dòng)物體態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法中，對(duì)體態(tài)G_i的三維空間判斷標(biāo)準(zhǔn)描述為：

G_i∈{θ_i_xminθxθ_i_xmax}∩{θ_i_yminθyθ_i_ymax}∩{θ_i_zminθzθ_i_zmax}；

類似的，得到K類體態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)：

G_1∈{θ_1_xminθxθ_1_xmax}∩{θ_1_yminθyθ_1_ymax}∩{θ_1_zminθzθ_1_zmax}；

…

G_K∈{θ_K_xminθxθ_K_xmax}∩{θ_K_yminθyθ_K_ymax}∩{θ_K_zminθzθ_K_zmax}；

將各個(gè)體態(tài)的三維空間角度分布特征數(shù)據(jù)存入體態(tài)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，完成對(duì)數(shù)據(jù)分析設(shè)備的初始化。