[发明专利]一种人体三维姿态和行为状态传感监测方法与装置

摘要

发明公开了一种人体三维姿态和行为状态传感检测方法和装置。检测在计算机控制下进行，装置中有多组人体传感器装置，每组均有三轴磁力传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，安装在人体的不同部位。通过建立三维空间参考坐标系、人体三维空间坐标系、传感器集成电路三维坐标系以及传感器集成电路对三维参考坐标系的姿态角，确定立正状态下头顶以及人体各关节的坐标点，计算校准姿态角和测量姿态角进而计算头顶和人体各关节在人体三维空间坐标系中的坐标并确定人体三维姿态。根据三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器的输出初始值和任意姿态下输出测量值计算肢体的运动方向和运动路径。本发明不受监视区域限制，不需体外连线、监测点多、人体姿态测量精确、实时。

主权项

一种人体三维姿态和行为状态传感检测方法，其特征在于：利用人体三维姿态和行为状态传感检测装置在计算机控制下进行检测，检测装置中有多组人体传感器装置，每组人体传感装置中有三轴磁力传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器三种不同的传感器，人体三维传感装置安装在人体的不同部位；检测过程是： 建立三维空间参考坐标系，以三维空间参考坐标系为基础建立人体三维空间坐标系、传感器集成电路三维坐标系以及传感器集成电路对三维参考坐标系的姿态角；以头顶和人体各关节为人体姿态定位点，测量人体头顶以及各关节间的间距，确定立正状态下头顶以及人体各关节在人体三维空间坐标系中的坐标点；在人体不同部位安装人体三维传感装置，在立正状态向正北站立下测量人体三维传感装置三轴磁力传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器输出校准值；人体任意姿态下测量得到人体三维传感装置中三轴磁力传感器、三轴加速度传感器的输出测量值；根据输出校准值和任意姿态下输出测量值，计算人体三维传感装置校准姿态角和测量姿态角，根据人体三维传感装置校准姿态角和测量姿态角计算头顶和人体各关节在人体三维空间坐标系中的坐标，根据头顶和人体各关节在人体三维空间坐标系中的坐标确定人体三维姿态；根据人体三维传感装置中三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器的输出初始值和任意姿态下输出测量值计算肢体的运动方向和运动路径，综合人体三维姿态、肢体运动方向、肢体运动路径，确定人体行为状态。