[发明专利]一种室内人体运动轨迹及姿态采集呈现方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于安全、医疗、通信技术领域，尤其是涉及一种基于九轴传感器的室内人体运动轨迹及姿态采集呈现方法和装置。

背景技术

在安全、医疗、通信等领域，对精确的室内人员的位置、运动轨迹及动作姿态，一直没有很好的解决方案。现在最先进的解决方案是通过在室内部署有源的定位天线，通过人身上的定位标签来精确采集室内人员的位置和轨迹。但是此方案有如下缺陷：

(1)需要在室内部署有源的定位天线，单楼部署复杂，而且成本大；

(2)全国范围内，楼宇数量大，全部部署不现实；

(3)有源定位天线+定位标签，只采集定位和轨迹，无法采集人体运动动作姿态。

以上弊端，造成在安全、医疗、通信等领域，在大规模全面采集、回放和分析室内人员的位置、运动轨迹和动作数据方面有较大的技术瓶颈。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于判断和回溯室内人员的位置、运动轨迹及动作姿态，为室内人员的安全、医疗和通信数据采集提供可靠的数据支撑的基于九轴传感器的室内人体运动轨迹及姿态采集呈现方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的方案是：该室内人体运动轨迹及姿态采集呈现方法，包括以下步骤：

(1)将三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁计组合构成的九轴传感器固定在人体的左右脚面、大腿和小腿上；

(2)根据人体小距离运动,采集计算出运动系数R；

(3)选择起始位置,根据所述步骤(2)中得到的运动系数R，九轴传感器按时间频率采集，输出自有空间向量X、Y和Z；

(4)根据时间按照室内图纸的固有空间向量输出室内人体运动轨迹及动作姿态；

(5)根据时间按照室内图纸的固有空间向量回放室内人体运动轨迹及动作姿态。

与现有技术相比，上述技术方案可广泛用于安全、医疗、通信等领域，用于判断和回溯室内人员的位置、运动轨迹及动作姿态，为室内人员的安全、医疗和通信数据采集提供可靠的数据支撑。

对于运动系数R，首先需要明确的是九轴传感器按照时间输出的X、Y和Z轴不是距离，而是一个变化量。比如第一个点我们记录为0点，经过行走运动，我们采集了99个值，走了10米，输出的值是：

0点：X₀＝1.0768，Y₀＝1.0768，Z₀＝0.0768；99点：X₉₉＝3.0768，Y₉₉＝4.0768，Z₉₉＝2.0768；

则运动系数R的计算公式：

一般是R值采集时，行走距离要超过5米，如果继续行走，走了输出到了9999值：X₉₉₉₉＝378.0738，Y₉₉₉₉＝245.0938，Z₉₉₉₉＝171.0869；

那实际走的距离为抬腿、跳跃等动作姿态，是根据X、Y、Z的变化量计算来展现出来的。

优选的，在所述步骤(1)中，固定在人体的左右脚面、大腿和小腿上的九轴传感器的传感器序号是唯一的；若固定错误，校正重置。

右大腿、左大腿、右小腿、右小腿、右脚面、左脚面均按顺序将传感器通过绑带、黏贴或裤子内置等方法固定好，传感器序号是唯一的，进一步提高了数据的准确性，

优选的，在所述步骤(1)中，确认固定在人体的左右脚面、大腿和小腿上的九轴传感器是否与动作姿态匹配；如不匹配情况下，校正匹配。

可通过人体小幅度动作姿态，确认九轴传感器与人体动作姿态是否匹配，主要判断传感器有没有固定错位。

优选的，在所述步骤(3)中，选择起始采集位置是基于固有空间向量，手动选择,起始采集位置选择室内或室外。

优选的，在所述步骤(3)中，在采集过程中，自动判断输出的自有空间向量X、Y和Z是否有较大偏差，如有较大偏差，校正九轴传感器。

确保采集数据的准确性，使得能够根据时间按照室内图纸的固有空间向量准确的输出室内人体运动轨迹及动作姿态。

优选的，在所述步骤(3)中，校正九轴传感器后，继续根据运动系数R，九轴传感器按时间频率实时采集输出自有空间向量X、Y和Z；所述步骤(4)完成后，采集结束，并上传数据结束,根据时间按照室内图纸的固有空间向量回放室内人体运动轨迹及动作姿态。