[发明专利]一种人体姿态检测识别系统及方法

权利要求书

1.一种人体姿态检测识别系统，其特征在于，包括依次连接的数据采集模块、传输处理模块、姿态解算模块、姿态识别模块；

所述数据采集模块用于获取人体运动数据；

所述传输处理模块用于对所述人体运动数据进行预处理，获取姿态坐标数据，并将所述姿态坐标数据进行传输；

所述姿态解算模块用于根据所述姿态坐标数据进行姿态解算，获取人体姿态；

所述姿态识别模块用于对所述人体运动数据进行特征提取，获取精确人体姿态。

2.根据权利要求1所述的人体姿态检测识别系统，其特征在于，所述人体运动数据包括加速度值和原始陀螺仪值，所述数据采集模块包括加速度传感器与陀螺仪，所述加速度传感器与所述陀螺仪的数量均为一，且设置于人体腹部位置；所述加速度传感器与所述陀螺仪分别用于获取所述加速度值和所述原始陀螺仪值。

3.根据权利要求1所述的人体姿态检测识别系统，其特征在于，所述姿态坐标数据包括重力加速度与角速度值，所述角速度值包括俯仰角速度、偏航角速度、滚转角速度；所述传输处理模块将所述人体运动数据中的加速度值转换为所述重力加速度，将所述人体运动数据中的原始陀螺仪值转换为所述角速度值。

4.根据权利要求3所述的人体姿态检测识别系统，其特征在于，所述人体姿态包括直立状态、平躺状态；所述姿态解算模块通过构建余弦矩阵并基于四元数表示所述余弦矩阵，获取四元数余弦矩阵；对所述姿态坐标数据中的重力加速度进行归一化，获取实际重力加速度；根据所述四元数余弦矩阵与所述实际重力加速度获取机位坐标系下的重力单位向量；对所述姿态坐标数据中的角速度值进行积分，获取推算重力向量；根据向量叉乘对所述推算重力向量与重力单位向量的误差进行计算，获取重力误差，并根据所述重力误差对所述角速度值进行补偿；根据补偿后的角速度值，采用一阶龙哥库塔求解所述四元数余弦矩阵；将求解后的四元数余弦矩阵转化为姿态欧拉角，并根据所述姿态欧拉角获取所述人体姿态。

5.根据权利要求1所述的人体姿态检测识别系统，其特征在于，所述精确人体姿态包括坐下、站立、行走；所述姿态识别模块对所述人体运动数据提取特征值，所述特征值包括最大加速度、最小加速度、加速度极差、平均加速度、加速度方差；

根据所述加速度方差区分所述精确人体姿态中的坐下与站立，并根据所述加速度极差区分所述精确人体姿态中的站立与行走。

6.一种人体姿态检测识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取人体运动数据；

对所述人体运动数据进行预处理，获取姿态坐标数据；

基于所述姿态坐标数据进行姿态解算，获取人体姿态；

对所述人体运动数据进行特征提取，获取精确人体姿态。

7.根据权利要求6所述的人体姿态检测识别方法，其特征在于，所述人体运动数据包括加速度值和原始陀螺仪值；

获取所述人体运动数据的过程包括：

分别基于加速度传感器与陀螺仪获取所述加速度值和所述原始陀螺仪值。

8.根据权利要求6所述的人体姿态检测识别方法，其特征在于，所述姿态坐标数据包括重力加速度与角速度值，所述角速度值包括俯仰角速度、偏航角速度、滚转角速度；对所述人体运动数据进行预处理的过程包括：

将所述人体运动数据中的加速度值转换为所述重力加速度，将所述人体运动数据中的原始陀螺仪值转换为所述角速度值。