[发明专利]腰部姿态检测方法及检测结果的触觉反馈方法

说明书

技术领域

本发明属于腰部姿态检测技术领域，具体涉及一种腰部姿态检测方法及利用该方法获得的检测结果对佩戴者施加触觉反馈的方法。

背景技术

随着大众生活水平的提高，健康越来越受到大众的关注。对自身各项健康指标的关注、监控，并且及时作出调整，可以提高大众自身的健康状态。人体姿态对人的身体健康具有较大影响，长期不正确的身姿例如走路、跑步、弯腰、下蹲或者落座等的不正确姿态可能导致对人体肌肉和骨骼的损伤，导致人体出现各种病变，严重威胁人体健康。其中，腰部姿态是人体姿态中最关键的姿态，腰姿的正确与否是影响身姿从而影响人体健康的主要因素，走路、跑步、弯腰、下蹲或落座等人体日常行为中的姿态主要通过腰姿影响或体现，因此日常行为中对腰姿的检测或矫正就尤为重要。

目前，对腰姿的检测或矫正主要是通过人体佩戴专门的矫正器来实现，例如专利文献CN102573711A公开了一种用于检测和/或影响身体姿态的装置，其具有柔性的载体元件，在所述载体元件上设有用于将所述装置布置在所述装置的佩戴者的腰部高度中的固定装置，夹紧带利用第一端部固定在所述固定装置上且在背部区域中彼此交叉，其中，所述夹紧带利用其第二端部在前肩部或胸部区域中固定在所述载体元件上。载体元件、夹紧带和/或加强元件配置至少一个传感器，所述传感器用于检测力、变形、角度、温度和/或加速度。该装置可以实现对人体姿态的矫正。但是，上述方案的装置整体长期穿戴在使用者身上，一是舒适度和美观度不够，二是使用者无法实时观测到自己的身体姿态状况，无法根据个体自身特点对检测装置进行适应性匹配，通用性较差。

如今，随着智能终端感应器的发展，现在出现了与智能终端匹配的检测矫正装置，其通过与使用者随身的诸如手机等终端感应器的匹配，利用其上的APP与装置中的传感器等器件进行通讯，实现中终端感应器上实时进行使用者姿态数据的采集、处理和检测，并可以进行提示以便于使用者进行姿态纠正。

但是，目前这种检测矫正方法或装置中，传感器计算姿态的算法只能适用在静止状态下，这种姿态传感器在运动状态的输出结果非常不准确，偏差甚至可以达到10几度甚至几十度。另外，使用者的姿态除了静止状态，还包括步行、慢跑和快跑等，目前的姿态检测传感器或装置中这些动态状态下的腰部姿态检测存在较大的测量误差，从而无法获得真实的姿态。特别是，使用者偶尔的弯腰、侧身、晃动都会对检测过程产生干扰，目前的装置无法识别上述干扰并进行处理，导致姿态矫正的准确度大为降低。

另外，实时获得的检测结果如何反馈给使用者，以便于提示使用者继续保持或者纠正姿态，也是一个问题。目前常规的提示方法例如声音、图像等，其会产生不必要的噪声，或者需要使用者实时关注，不适用于各种场合，而且给使用者的反馈不够直观和友好，导致姿态反馈效果无法满足使用要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种腰部姿态检测方法和利用该方法获得的检测结果对佩戴者施加触觉反馈的控制方法。其中检测方法通过识别使用者不同的状态，进而采用不同的方式计算腰部姿态，并识别和去除干扰运动状态，从而获得准确的腰部姿态；反馈方法则采用触觉反馈方式，并结合人体不同部位感应特点和不同的腰部姿态，给出不同类型的触觉反馈结果，从而给使用者不同的提示。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种腰部姿态检测方法，其通过对使用者不同运动状态的识别，并去除干扰运动，从而实现各种不同状态下腰部姿态检测，其特征在于，该方法包括：

对穿戴于使用者身上的感应器中六轴MEMS传感器的数据进行采样，获得使用者的状态数据，包括加速度和角速度数据；

对采集的状态数据进行分析，确定使用者的状态，其中使用者状态包括静止和运动两种，其中运动状态包括步行、慢跑和快跑；

识别用户偶尔的晃动、弯腰和/或侧身这些不规则的运动，并作为干扰进而予以去除；

计算使用者佩戴感应器的部位在设定时间段内的平均姿态，包括侧翻角(roll)和俯仰角(pitch)，依次作为腰部姿态角，进而获得腰部姿态。

作为本发明的改进，计算一定时间段内的加速度数据模、加速度数据的方差，以及角速度数据的模，并在加速度方差大于给定的阈值TH1(例如优选0.3)、或加速度数据的模与重力加速度的偏差大于给定阈值TH2(优选0.5)、或角速度数据的模大于给定阈值TH3(优选50)时，认定使用者处于运动状态，否则处于静止状态。