[发明专利]一种可动态增加运动识别姿态的装置和方法

权利要求书

1.一种可动态增加运动识别姿态的装置，包括硬件采集电路、上位机、服务器，其特征在于，所述硬件采集电路，包括探测电极、电荷传感器、放大滤波电路、单片机，用于采集人体运动姿态信号，并通过单片机串口连接上位机；所述上位机，设有串口设置区来设置串口信息，包括采集、识别、上传三种工作模式，采集模式下将新增运动姿态数据存储在本地，同时显示运动姿态波形，识别模式下应用BP神经网络算法实时识别运动姿态并给出识别结果，同时显示运动姿态波形，上传模式下将本地存储的新增运动姿态数据通过网络传送至服务器；所述服务器，应用BP神经网络算法对新上传的运动姿态数据进行姿态训练并给出对应的训练权重文件返回上位机。

2.根据权利要求1所述的一种可动态增加运动识别姿态的装置，其特征在于，硬件采集电路的探测电极为金属或其他导电材质，由三个组成，且按照等腰三角形在同一水平平面布放，三角形的边长范围为10cm-1m。

3.根据权利要求1所述的一种可动态增加运动识别姿态的装置，其特征在于，上位机用QT软件编写，运用“信号和槽”技术关联串口数据变化和数据处理。

4.根据权利要求1所述的一种可动态增加运动识别姿态的装置，其特征在于，BP神经网络采用三层结构，即输入层、一层隐藏层、输出层。输入层节点为硬件采集电路输出信号处理的数据段，隐藏层节点数与输入层相当，输出层节点数与输入样本的种类一致，且随着服务器数据库样本种类的动态增加而扩展。

5.根据权利要求1所述的一种可动态增加运动识别姿态的装置，其特征在于，服务器用Java语言编写，使用Springboot框架搭建web环境。

6.根据权利要求4所述的一种可动态增加运动识别姿态的装置，其特征在于，输入层节点的数据段由电极1的数据与电极2数据之差的结果，与电极3的数据相间排列而得到。

7.一种可动态增加运动识别姿态的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)搭建硬件采集电路：按照等腰三角形并在同一水平平面摆放电极，三角形的边长范围为10cm-1m，并开启硬件采集电路；

(2)上位机初始化：打开上位机后，设置串口信息；

(3)模式选择：可以选择“采集模式”、“识别模式”、“上传模式”；

(4)采集模式：根据上位机提示，重复在电极平面20cm-50cm范围处做一种运动姿态至少100组，并将相应的文件保存在本地，同时实时显示运动姿态波形；

(5)上传模式：点击上传按钮进入提交页面，填入采集模式下运动姿态名称和选择相应的文件后即可提交至服务器，服务器应用BP神经网络算法对新上传的运动姿态数据进行姿态训练并给出对应的训练权重返回上位机，完成该新运动姿态的训练；

(6)识别模式：选择“识别模式”，在电极平面20cm-50cm范围处做装置已训练运动姿态，装置会将识别结果输出在上位机界面，同时实时显示运动姿态波形。

8.根据权利要求7所述的一种可动态增加运动识别姿态的方法，其特征在于，不同运动姿态信号具有明显信号特征。

9.根据权利要求7所述的一种可动态增加运动识别姿态的方法，其特征在于，每个运动姿态的每次采集时间为固定时间4s。

10.根据权利要求7所述的一种可动态增加运动识别姿态的方法，其特征在于，“识别模式”下进行实时识别运动姿态不需要网络环境。

11.根据权利要求7所述的一种可动态增加运动识别姿态的方法，其特征在于，“上传模式”下新增运动姿态需要处于网络环境下，需连接服务器。