[发明专利]一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别方法及装置

权利要求书

1.一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别方法，其特征在于，包括：

利用姿态传感器获取用户的体态数据，所述姿态传感器包括三轴加速度传感器和陀螺仪传感器；

对所述体态数据进行预处理后，分析得到手腕方向的活动轨迹；

基于所述手腕方向的活动轨迹以及所述预处理后的数据从而识别游泳姿势，所述游泳姿势包括蛙泳、仰泳、蝶泳以及自由泳之中的任一一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别方法，其特征在于，所述对所述利用姿态传感器获取用户的体态数据，包括：

利用所述三轴加速度传感器和所述陀螺仪传感器，采集沿X轴方向、沿Y轴方向、沿Z轴方向的加速度和角速度。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别方法，其特征在于，所述对所述体态数据进行预处理，包括：

将所述体态数据传入低通滤波器滤除高频噪声，从而得到无高频噪声干扰的所述体态数据。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别方法，其特征在于，所述分析得到手腕方向的活动轨迹，包括：

利用四元数表示法融合所述三轴加速度传感器和所述陀螺仪传感器的X、Y、Z三轴的加速度和角速度进行姿态解算，从而将智能穿戴设备坐标系的三轴所转换至惯性坐标系的三轴，所述智能穿戴设备惯性坐标系的X轴重力方向为所述手腕方向活动轨迹的正方向；

基于所述惯性坐标系，将所述智能穿戴设备的三轴重力方向转换至所述惯性坐标系的三轴重力方向，从而获得所述手腕方向的活动轨迹。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别方法，其特征在于，所述基于所述手腕方向的活动轨迹以及所述预处理后的数据从而识别游泳姿势，包括：

根据所述手腕方向的活动轨迹以及所述预处理后的数据，判断所述Y轴的角速度是否始终为正；

若所述Y轴的角速度始终为正，则判定所述游泳姿势为蛙泳；

若所述Y轴的角速度不是始终为正，则当所述Y轴的角速度为负时，判断所述手腕轨迹值是否满足第一预设阈值区间，所述手腕轨迹值为所述智能穿戴设备惯性坐标系的X轴重力方向上的值；

若所述Y轴的角速度为负时，所述手腕轨迹值满足第一预设阈值区间，则判定所述游泳姿势为仰泳；

若所述Y轴的角速度为负时，所述手腕轨迹值不满足第一预设阈值区间，则当所述Y轴的角速度为负时且所述三轴加速度传感器获取的三轴合加速度满足第二预设阈值时，判断手腕轨迹值是否满足第三预设值且所述手腕轨迹的线性拟合斜率是否大于零；

若当所述Y轴的角速度为负时且所述三轴加速度传感器获取的三轴合加速度值满足第二预设阈值时，所述手腕轨迹值满足第三预设值且所述手腕轨迹的线性拟合斜率大于零，则判定所述游泳姿势为蝶泳；

若当所述Y轴的角速度为负时且所述三轴加速度传感器获取的三轴合加速度值满足第二预设阈值时，所述手腕轨迹值不满足第三预设值或所述手腕轨迹的线性拟合斜率不大于零，则判定所述游泳姿势为自由泳。

6.一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于利用姿态传感器获取用户的体态数据，所述姿态传感器包括三轴加速度传感器和陀螺仪传感器；

数据预处理模块，用于对对所述体态数据进行预处理；

数据分析模块，用于对所述体态数据进行预处理后，分析得到手腕方向的活动轨迹；

识别模块，用于基于所述手腕方向的活动轨迹以及所述预处理后的数据从而识别游泳姿势，所述游泳姿势至少包括蛙泳、仰泳、蝶泳以及自由泳。

7.根据权利要求6所述的一种基于智能穿戴设备的游泳姿势识别装置，其特征在于，数据获取模块还包括：

采集子模块，用于利用所述三轴加速度传感器和所述陀螺仪传感器，采集沿X轴方向、沿Y轴方向、沿Z轴方向的加速度和角速度。