[发明专利]一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法

权利要求书

1.一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、连接包括上位机和下位机的多部位肢体动作捕捉装置，上位机与下位机之间通过无线数据传输模块进行无线数据传输；

上位机包括：数据处理模块、数据建模模块和动作识别模块；

下位机包括集成在PCB板上的单片机、阻抗测量模块和通道控制模块；

单片机的引脚通过数字信号导线连接通道控制模块，控制引脚的电平位高低变化，形成通道控制模块选通的通道参数；

单片机通过IIC协议与阻抗测量模块实现双向数据通信；阻抗测量模块对单片机选通的通道进行电阻抗的测量，并将测量数据返回单片机；

步骤二、针对某用户，将电极环带贴附在该用户的某个待测部位上，将电极环带导线连接通道控制模块；

所述的电极环带由粘连在基底的电极阵列组成，根据人体需求自由调节电极数量和间距，灵活安装到人体不同的待测部位；待测部位根据人体不同需求任意选择；

步骤三、将肢体动作捕捉装置加电，单片机依次选择电极环带的通道，构成电路回路，阻抗测量模块测量各回路中的电阻抗；

当前通道下的电阻抗数据测量完毕后，单片机继续控制引脚的电平高低位变化，改变通道参数，重复开始下一个通道的测量，直至完成一轮电阻抗数据测量；

步骤四、单片机将一轮测量得到的电阻抗形成一组数据流，通过无线数据传输模块发送到上位机的USB串口；

步骤五、人工对上位机的GUI界面进行初始化操控；

所述的GUI界面包括左右两部分，其中左边部分包括：数据量调节按钮以及对应的数值显示，校准按钮，删除校准动作按钮，添加校准动作按钮，可选动作标签label；右边部分包括判断按钮，校准完毕按钮，校准进度显示条和识别动作显示框；

初始化内容包括：使用数据量调节按钮调节每次校准从USB串口读取数据的组数量；使用删除校准动作按钮、添加校准动作按钮设置所有准备识别的所有动作对应的动作标签label；

步骤六、人工通过GUI界面操控，录入准备识别的动作对应的电阻抗数据；

操控流程为：首先选中一个动作标签label，安装好电极环带的部位做出与选中的动作标签对应对的动作并保持动作恒定，点击校准按钮；

步骤七、上位机的数据处理模块通过USB串口实时读取输入的字符串类型的电阻抗数据流，通过空格和换行分割出一组一组的电阻抗测量数据，并连同当前动作标签一起存入excel文件中；

步骤八、重复步骤六到步骤七，直到所有动作对应的电阻抗数据都录入完成，点击校准完毕按钮；

步骤九、数据建模模块运行，将excel文件中存储的数据作为训练集，进行随机森林的监督学习，生成训练模型；

步骤十、用户的待测部位重新作出已经录入过数据的各种动作，下位机仍然按照之前的流程重复测量并将数据发送到上位机，上位机通过USB串口读入实时数据，经数据处理模块分割提取后输入训练模型中，输出动作识别结果。

2.如权利要求1所述的一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法，其特征在于，步骤一中所述的无线数据传输模块分为上位机端与下位机端，下位机端通过串口连接到单片机，上位机端通过USB连接到上位机，实现上位机、下位机之间的无线数据传输。

3.如权利要求1所述的一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法，其特征在于，所述的电极选用黄铜片，任意两两电极组合，构成电极环带的对应通道。

4.如权利要求1所述的一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法，其特征在于，步骤三中所述的电极环带的通道选择是提前人为设定并加载到上位机中的；所述的一轮电阻抗数据量是根据通道的数量决定，通道的数量是人为提前设定并加载到上位机中的。

5.如权利要求1所述的一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法，其特征在于，步骤四中所述的单片机按照提前人为设定的顺序，重复测量各通道的电阻抗数据，并将形成的数据流持续发送到上位机。

6.如权利要求1所述的一种基于电阻抗的多部位肢体动作捕捉方法，其特征在于，步骤七中所述的组数是根据数据量调节按钮设置的；所述的excel文件的第一行存入的是测量通道序数，按照通道的数量设置列，最后一列通道中存储的是各组数据对应的动作标签label。