[发明专利]一种可穿戴人体运动姿态轨迹记录与测评装置

说明书

技术领域

本发明属于人体运动检测技术领域，涉及一种可穿戴人体运动姿态轨迹记录与测评装置及其实现方法的结构和应用，特别是具有对运动者运动姿态轨迹的记录与测评的功能，提高对轨迹记录的准确性并对佩戴者运动姿态进行反馈与评价，可帮助运动者更准确了解自己的运动姿态。

背景技术

随着智能手机、可穿戴设备的发展，位置、加速度和角速度等运动数据的获取在当今变得越来越便捷，并且这些数据的准确性也能够得到一定的保证。由此，如何将这些数据运用到人们的生活，或者一些专业领域成为了现在的技术焦点。相应的技术在电视游戏，智能家居，机器人等领域均有一定的利用价值。本发明使用相似的技术解决运动员训练的问题和普通人日常生活中锻炼的问题。

在可穿戴设备方面，它是直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。携带方便，使用简单。

对于普通人的运动锻炼，运动姿势不正确，会对身体造成严重的损伤。而对于运动员来说，有时候很多细微的变化，教练是无法用肉眼看出来的，教练并不能及时给出最好建议。并且，运动员的运动状态有时候也不能得到精确的计数和统计。动作规范是一种很重要的教学法，可以使我们获得必要的直接感受，以提高掌握动作要领的效率，有利于形成正确的运动动作，防止错误动作定型。

基于视频的姿态检测系统数据采集量很大，所需处理数据计算量很大，同时计算的算法十分复杂，容易受到视频质量的影响。这类运动姿态检测系统所需要的计算量难以在移动设备上实现，而且从视频录制，视频剪辑到算法研究，数据分析耗费大量人力物力。现有的运动姿态检测系统，往往关注于人体运动的加速度，忽视人体运动关乎运动姿态的运动角速度。其他运动检测的实现方法，要求将传感器获得数据通过有线或者无线的方式将运动姿态数据传输到电脑或工作站处做数据处理，不能在移动设备上独立地计算和分析。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种有效的、简单的、低成本的可穿戴人体运动姿态轨迹记录与测评装置及其实现方法。本发明不依靠视频的数据进行运动分析，直接采集人体的运动数据进行分析更为直接准确，并且减少了无关的计算量和噪声影响。本发明结合人体的加速度和角速度进行分析，更为全面。此外，该发明可以独立的进行运算分析，能过得到即时的分析结果。

本发明提供的“可穿戴人体运动姿态轨迹记录与测评装置”包括：

传感器电路、存储器电路、输出与显示电路、评测与控制电路、比较器电路和数据预处理电路；

所述传感器电路有一个输出端，数据预处理电路有一个输入端和三个输出端，比较器电路有四个输入端、七个输出端和一个8位双向输入输出端，存储器电路有一个输出端、两个1位输入端、两个8位输入端和一个8位双向输入输出端，评测与控制电路有八个输入端、四个输出端和一个8位输出端，输出与显示电路有两个输入端；

传感器电路的输出端与数据预处理电路的输入端连接；

数据预处理电路的三个输出端A、B和C分别与比较器电路的三个输入端相连；

比较器电路的一个输入端与评测与控制电路的输出端相连，另三个输入端ABC与数据预处理电路相连，一个8位输出端与存储器电路对应的一个8位输入端相连，一个8位双向输入输出端与存储器电路的对应的8位双向输入输出端相连，比较器电路的另外六个输出端D1、D2、D3、D4、D5和D6与评测与控制电路的六个输入端相连。

评测与控制电路的一个8位输出端与存储器电路对应的一个8位输入端相连，评测与控制电路的一个输出端与输出与显示电路的一个输入端相连，一个输出端与比较器电路的一个输入端相连，两个输出端与存储器电路的两个输入端相连，两个输入端与外部开关信号K1和K2相连；

存储器电路的一个8位输入端与比较器电路的一个8位输出端相连，另一个8位输入端与评测与控制电路的一个8位输出端相连，两个1位输入端与评测与控制电路的两个输出端相连，一个8位双向输入输出端与比较器电路相连，一个输出端与输出与显示电路的输入端相连；

输出与显示电路的一个输入端与存储器电路相连，另一个输入端与评测与控制电路相连。

数据预处理电路，包括，滤波电路、信号分离电路和三个数据特征提取电路：

滤波电路的输入端与传感器电路的输出端相连，滤波电路的输出端与信号分离电路的输入端相连，信号分离电路的三个输出端分别与三个数据特征提取电路的输入端相连，三个数据特征提取电路的输出端各与比较器电路的一个输入端相连。