[发明专利]一种人体姿态检测识别系统及方法

说明书

本发明公开了一种人体姿态检测识别系统及方法，其中系统包括：数据采集模块，用于获取人体运动数据；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；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；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。本发明通过欧拉角与状态矩阵对人体姿态进行了特征分析，进而利用均值、方差等特征值对站立、坐、躺、行、走等人体姿态进行辨别，基于欧拉角与阈值辨别算法识别人体姿态解析与识别的功能。同时实现了远程检测和识别人体姿态的功能，对老年人居家健康监控具有积极的现实意义。

技术领域

本发明属于人体姿态识别领域，特别是涉及一种人体姿态检测识别系统及方法。

背景技术

随着社会的进一步发展，人口老龄化现象正在逐步加剧，在未来的很长一段时间内，人口老龄化现象将持续存在，老年人的人口数量将持续增长，越来越多的人开始关注老年人的身体健康问题。老年人摔倒现象经常发生，老年人摔倒后经常造成严重后果，摔倒是造成老年人受伤甚至死亡的重要原因之一，每年因为老年人跌倒而造成的扭伤、骨折甚至死亡的事件都有很多例，其中因为发现不及时而造成严重的事故更占了一大部分，因此，对老年人的身心健康监测与医疗保障系统的发展将刻不容缓。

近年来，随着微型电子元件的发展，传感器得到了巨大的提高，尺寸逐渐变小，精度逐渐提高，价格逐渐降低，这些特性使得可穿戴设备获得了巨大的发展潜力。同时，微电容、新型材料、无线传输技术的快速发展，也为可穿戴设备提供了更多的技术支持。除此之外，物联网技术以及发展为21世纪最强的通讯技术之一。如今，物联网技术已经广泛应用于人们的日常生活中，例如手机通讯、家用电器、医疗设备等。物联网技术也为可穿戴人体姿态检测设备与手机通讯之间提供了技术支持，方便了我们及时与设备交互。

发明内容

本发明的目的是提供一种人体姿态检测识别系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

一方面为实现上述目的，本发明提供了一种人体姿态检测识别系统，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。