[发明专利]一种拳击动作识别方法、系统及电子设备

说明书

本发明提供一种拳击动作识别方法，包括如下步骤：利用设置在手腕处的传感器采集拳击动作数据，并进行数据预处理，得到预处理后的动作数据；对预处理后的动作数据采用动作段提取算法提取单次动作段；对提取出的单次动作段进行横向标准化和纵向标准化；实现单次动作段的识别、评价；本发明提供的方法能够解决拳击动作识别中的因类‑类相似性与类内差异性引起的识别率偏低、动作重复次数难记录、复杂的动作识别困难、任意动作之间切换的识别较困难的问题，能够实现对拳击动作的准确识别。

技术领域

本发明涉及可穿戴设备领域，特别是指一种拳击动作识别方法、系统及电子设备。

背景技术

可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。

可穿戴设备多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件形式存在，主流的产品形态包括以手腕为支撑的watch类(包括手表和腕带等产品)，以脚为支撑的shoes类(包括鞋、袜子或者将来的其他腿上佩戴产品)，以头部为支撑的Glass类(包括眼镜、头盔、头带等)，以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流产品形态。

复杂人体动作识别是可穿戴设备、智慧医疗领域、体育运动中技术发展的瓶颈之一，是当前国内外研究重点。特别地，在拳击运动领域的训练过程中，需要教练不断地对学员、运动员进行指导，记录训练过程、纠正错误动作。这对于教练来说，会加大授课的难度；对学员、运动员来说，也不能及时有效地得到训练的反馈，也不能在无教练指导的情况下有效地学习。

发明内容

本发明为解决拳击动作识别中的因类-类相似性与类内差异性引起的识别率偏低、动作重复次数难记录、复杂的动作识别困难、任意动作之间切换的识别较困难等问题，提出一种拳击动作识别方法，实现对拳击动作的准确识别。

本发明采用如下技术方案：

一种拳击动作识别方法，包括如下步骤：

利用设置在手腕处的传感器采集拳击动作数据，并进行数据预处理，得到预处理后的动作数据；

对预处理后的动作数据采用动作段提取算法提取单次动作段；

对提取出的单次动作段进行横向标准化和纵向标准化；

实现单次动作段的识别、评价。

具体地，所述利用设置在左右手手腕处的传感器采集拳击动作数据，并进行数据预处理，其中数据预处理包括N次加权移动平滑、巴特沃斯滤波器或均值滤波算法。

具体地，所述对预处理后的动作数据采用动作段提取算法提取单次动作段，其中动作段提取算法包括隐马尔可夫模型(HMM)无监督概率分割算法、滑动窗口方差或矢量和阈值法/角速度阈值法。

具体地，所述对提取出的单次动作段进行横向标准化和纵向标准化，具体包括：

横向标准化包括插值和运动周期横向标准化算法；对于动作段数据段长度小于设定值的动作段进行插值，使其扩展到设定值长度；对于动作段数据段长度大于设定值的动作段进行运动周期横向标准化算法进行处理，使其缩减到设定值长度；

纵向标准化为使用最小-最大定标器将数据缩放到[-1,1]中。

具体地，所述实现单次动作段的识别、评价，具体包括：

采用皮尔逊相关系数、动态时间规整的模板匹配算法进行模板匹配，得到各动作匹配度，确定动作类别及匹配度输出，并以匹配度作为动作标准性的评价指标。

具体地，所述实现单次动作段的识别，具体包括：

采用训练好的隐马尔科夫模型进行单次动作段的识别、评价。