[发明专利]一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备

说明书

【技术领域】

本发明涉及运动识别技术，特别涉及一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备。

【背景技术】

空间加速运动的轨迹和姿态识别是指检测到物体运动过程中每一个时刻的位置和转角，同时得到物体的实时速度。将空间加速运动轨迹和姿态识别技术与人体动作相结合，检测人体各部位的运动可以在体育、游戏、电影、医疗仿真或者动作技能培训等领域得到广泛应用。

目前的运动识别技术主要存在以下几种：

1)结合红外阵列和微电机系统(MEMS)传感器，检测用户在三维空间的运动。

2)结合视觉和MEMS传感器，提高对用户手部运动识别的精度。

3)采用视觉的方法，利用RGB相机，深度传感器以及麦克风阵列采样用户全身的三维运动、脸部动作和声音等信息。

以上三种方式由于都基于视觉，精度受到外界环境尤其是光线的影响很大。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备，以便于减小外界环境对于精度的影响。

具体技术方案如下：

一种运动参数确定方法，该方法包括：

S1、获取各采样时刻的运动数据并存储，所述运动数据包括：被识别物体的加速度、被识别物体的角速度和被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角；

S2、利用存储的各采样时刻的加速度进行运动静止检测，确定一段运动状态的运动开始时刻t₀和运动结束时刻t_e；

S3、根据存储的所述运动开始时刻t₀的夹角，确定所述运动开始时刻t₀相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵

S4、依次将处于所述运动状态中的各采样时刻分别作为当前采样时刻执行步骤S41至S43：

S41、根据存储的当前采样时刻及其前一采样时刻的角速度，以及所述前一采样时刻相对于所述运动开始时刻t₀的姿态变换矩阵确定并记录当前时刻相对于所述运动开始时刻t₀的姿态变换矩阵

S42、按照确定当前采样时刻相对于三维地磁坐标系的姿态矩阵

S43、利用所述对存储的当前采样时刻的加速度a^Cur进行调整后，将当前采样时刻的加速度a^Cur去除重力加速度的影响，得到当前采样时刻的实际加速度

一种运动参数确定装置，该装置包括：

运动数据获取单元，用于获取各采样时刻的运动数据并发送给所述数据存储单元，所述运动数据包括：三轴加速度传感器采样到的被识别物体的加速度、三轴陀螺仪采样到的被识别物体的角速度和三轴磁场传感器采样到的被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角；

数据存储单元，用于存储所述运动数据；

运动静止检测单元，用于利用所述数据存储单元存储的各采样时刻的加速度进行运动静止检测，确定一段运动状态的运动开始时刻t₀和运动结束时刻t_e；

初始姿态确定单元，用于根据所述数据存储单元存储的所述运动开始时刻t₀的夹角，确定所述运动开始时刻t₀相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵

运动参数确定单元，用于从所述运动开始时刻t₀的下一采样时刻开始至所述运动结束时刻t_e依次作为当前采样时刻确定出各采样时刻的加速度；

其中，所述运动参数确定单元具体包括：

姿态变换确定模块，用于根据所述数据存储单元存储的当前采样时刻及其前一采样时刻的角速度，以及所述前一采样时刻相对于所述运动开始时刻t₀的姿态变换矩阵确定并记录当前时刻相对于所述运动开始时刻t₀的姿态变换矩阵

实时姿态确定模块，用于按照确定当前采样时刻相对于三维地磁坐标系的姿态矩阵

去重力影响模块，用于利用所述对当前采样时刻的加速度a^Cur进行调整后，将当前采样时刻的加速度a^Cur去除重力加速度的影响，得到当前采样时刻的实际加速度

一种动作辅助设备，该动作辅助设备包括：传感装置和上述的运动参数确定装置；

所述传感装置，用于采样被识别物体各采样时刻的运动数据，并发送给所述运动参数确定装置，所述运动数据包括：被识别物体的加速度、被识别物体的角速度和被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角。