[发明专利]一种上下肢运动训练康健器及其控制方法

权利要求书

1.一种上下肢运动训练康健器的控制方法，其特征在于，所述上下肢运动训练康健器的控制方法包括：

第一步，康健器接收声纹信息并检测人体特征数据，确定声纹信息在无线信号领域上的若干特征参数CP，并基于特征参数形成对应的声纹空间模型，基于建立的声纹空间模型，确定待分析的声纹信息特征矢量与参照信号特征矢量

第二步，基于声纹空间模型，针对声纹信息特征矢量定义对参照信号特征矢量的位移矢量

第三步，定义位移矢量在声纹空间中对某个维度坐标轴的投影，为声纹信息特征矢量到参照信号特征矢量在该CP维度上的距离，即有：

其中PRJ(·)算子表示针对某一CP维度的投影运算；

第四步，定义声纹信息对参照信号的声纹状态为S，用以表示声纹信息对参照信号的声纹关系；

第五步，对第四步形成的声纹通过信号放大器对放大后的声音信号进行过滤，对过滤后的声音信号通过声强识别器进行识别，其中，声强模型：

式中v[n]代表高斯白噪声，a∈R为信号的衰减因子，s[n]代表声强信号，h^r[n]代表信号进行多路径传播时与传感器间的脉冲响应，τ代表声达时间；

噪声遵循均值为零，且方差为的正态分布，则：

式中为声达时间之前采样信号的概率密度模型；极短时间的信号和噪声都近似遵循高斯分布，为减小在每个传感器节点上的计算量，用高斯分布方式对n≥τ的采样信号进行建模，声达时间后的采样信号概率密度模型表示为：

式中

定义传感器节点监听到到声目标的信号为声事件发生，假设：

——声事件已经发生；

——没有声事件发生；

节点在0到k的采样时间之间捕捉到的离散信号x[n]的概率密度函数表示为：

“没有事件发生的时候”概率密度函数：

“有事件发生的时候”概率密度函数：

运用对数似然比：

设定一个阈值η，则当Λx＞η时出现假设当Λx≤η时出现假设

第六步，对第五步声强进行定位，声强S的坐标为：

式中(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，(x₄,y₄)分别为节点M₁、M₂、M₃和M₄的坐标，d₁、d₂、d₃、d₄分别为节点M₁、M₂、M₃、M₄到M₀的距离；

第七步，第一步检测到人体特征后，开启语音控制功能，通过语音控制康健器的通电开启。

2.如权利要求1所述的上下肢运动训练康健器的控制方法，其特征在于，第一步，检测人体特征时需进行心率采集模块的心率采集，具体如下：

(1)心率传感器输出端电性连接有单片机，但单片机输出端通过串口线分别与预处理器、无线收发器、存储器连接；

(2)心率传感器通过脉搏进行采集心率，并将心率信息传输给单片机，单片机检测心率的速度，过快或过低时通过预处理器进行提醒用户，并且单片机将心率信息存储到存储器中；

(3)同时，单片机将采集到的心率信息通过无线收发器传输到康健器的控制器中，控制器经过处理使其在显示屏上进行显示心率信息。

3.如权利要求1所述的上下肢运动训练康健器的控制方法，其特征在于，第七步中，通过语音控制模块的语音开启康健器的方法，具体如下：

(1)康健器在接收到声纹信息时，触发采集实时图像信息，并检测采集到的实时图像信息中是否具有人体特征信息；

(2)在检测到具有人体特征信息时，触发开启语音控制功能，并在开启语音控制功能后，解析声纹信息中的语音信息，并与康健器中预存的语音控制指令进行对比；

(3)若匹配，则执行语音信息对应的预存语音控制指令，通过增加采集实时图像功能以及对语音控制指令的甄别，降低对康健器误操作。