[发明专利]一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统及其方法

权利要求书

1.一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统，其特征在于：包括信息采集单元、数据处理单元和识别与优化单元；所述信息采集单元由软件单元和硬件单元组成，用于采集正抽、反抽和扣杀三种动作信息；所述数据处理单元包括预处理、特征值提取、数据重组和主成分分析；所述识别与优化单元包括粒子群优化算法以及支持向量机识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统，其特征在于：所述硬件单元包括三轴加速度传感器，单片机，串口通信线和电脑，依次连接；所述软件单元包括三轴加速度传感器寄存器的设置和初始化、通信协议I²C和单片机串口编程及上位机接收软件。

3.根据权利要求2所述的一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统，其特征在于：所述的三轴加速度传感器为Freescale公司的MMA7660FC；单片机为STC89C52；串口通信线选用串口转USB接口线。

4.根据权利要求2所述的一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统，其特征在于：对三轴加速度传感器的设置即对按照其Datasheet 中各寄存器选项说明进行设置，先将芯片的模式设置为待机模式，在待机模式下设置其他寄存器的数值，其中设置的采样频率为128 每秒。

5.根据权利要求1所述的一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统，其特征在于：所述识别与优化单元先采用粒子群优化对支持向量机的参数进行优化，再采用支持向量机作为分类器，对玩家打球时基本运动模式进行识别判断。

6.根据权利要求5所述的一种基于三轴加速度传感器的网球运动模式识别系统，其特征在于：所述支持向量机的动作识别判断的具体步骤是指：

（6a）：输入训练样本，将采集到的数据或者特征值输入到支持向量机的训练样本矩阵；

（6b）：支持向量机SVM 初始化，对支持向量机参数的初始设置，支持向量机参数有惩罚因子C、核函数参数σ和核函数；

（6c）：训练样本矩阵利用核函数与特定空间建立一定关系；

（6d）：在特征空间内构造最优分类面；

（6e）：通过最优分类面进行分类；

（6f）：训练支持向量机SVM，通过训练样本数据，对支持向量机进行训练，

建立可识别判断的模型；

（6g）：对测试数据进行识别判断，对未知的测试样本进行判断分析，识别出测试数据对应的动作。