[发明专利]一种基于单姿态传感器识别投掷动作的方法及装置

摘要

一种基于单传感器投掷动作识别方法及装置，所述方法为相对于投掷者的右、前、下建立参考坐标系，右上臂矢量为从右肩指向右肘的单位矢量，参考矢量、和，分别表示投掷者的下、前、右，令右上臂矢量与的夹角为，右上臂矢量在与形成的平面上的投影与之间的夹角为；将参考坐标系右半空间划分成若干个姿态区域，将测量出来的投掷区域映射到参考区域中；将所测量到参考区域及时序与预定投掷顺序作比较，如果相同，则为投掷动作，否则为非投掷动作。本发明通过配置单个传感器，实时采集姿态信息并分析，实现在虚拟训练场景下单兵投掷姿态辨别，判别准确率在98%以上，易于在各类沉浸式虚拟训练系统中推广应用。

主权项

一种基于单传感器投掷动作识别方法，包括如下步骤：S110.参考坐标系建立步骤:分别相对于投掷者的下、前、右建立参考坐标系OXYZ，其中，OX轴指向下，其单位方向矢量在大地坐标系中用下矢量表示，OY轴指向前，其单位方向矢量在大地坐标系中用前矢量表示，OZ轴指向右，其单位方向矢量用右矢量表示，右上臂在参考坐标系OXYZ中的角位置可以描述右上臂的姿态，令右上臂矢量为从右肩指向右肘的单位矢量，右上臂矢量在传感器坐标中用表示，右上臂矢量在大地坐标系中用符号表示，令与的夹角为θ，0°≤θ≤90°，在与形成的平面上的投影与之间的夹角为φ，‑180°≤φ≤180°；S120.参考角度计算步骤:右上臂矢量、参考矢量右、前、下，在大地坐标系中分别表示为：和利用上述矢量通过如下公式计算θ和φ，$\mathrm{\θ}=\arccos ({\stackrel{\→}{u}}_2\·{\stackrel{\→}{u}}_R),$S130.参考区域建立以及映射步骤：根据上臂矢量在参考坐标系OXYZ可能经过的区域，将OXYZ右半空间的姿态划分成若干个姿态区域，其中，将姿态空间映射到单位极坐标圆内，若干个姿态区域对应单位极坐标圆内的若干个参考区域；将测量出来的投掷所经过的区域映射到所述参考区域中；S140.投掷动作判断步骤：将在预定时间T_MAX所测量到的映射的参考区域时序与预定投掷顺序作比较，如果相同，则判断为投掷动作，如果切换顺序不一致或到达T_MAX后切换未完成，判断为非投掷动作，其中，T_MAX为根据批量实验或经验得到的一次投掷动作的最大时长。