民权职业技术教育中心 张金栋

基于加速度传感器的人体前臂动作识别

民权职业技术教育中心 张金栋

【摘要】针对人体前臂运动识别困难，识别率低的问题，且为了有效并快速提取人体上肢前臂的运动特征，设计了一种基于加速度传感器的人体前臂动作识别系统。首先利用加速度传感器来获取的加速度原始数据矩阵，采用分段线性分类器对运动特征矩阵进行动作识别。实验表明，本系统能够有效识别人体右手前臂向上，向下，向左，向右四种动作，且动作识别率达98%。

【关键词】加速度传感器；滤波；运动识别；特征提取

0.引言

目前主流的手势识别技术有：（1）采用机器视觉方式来识别肢体运动模式［1］。此方法在于静态运动模式上广泛应用［2］，但成本较高，对硬件设备要求高且算法设计复杂难于推广［3］；（2）基于表面肌电信号来识别肢体运动模式［4］。此方法多用于医疗康复［5］、运动控制［6］等领域，但表面肌电信号微弱，易受干扰，获取难度大［7］；（3）基于惯性传感器来识别肢体运动模式［8］。此方法在实时运动模式识别中广泛应用［9］，且受外界干扰因素较少，易于获取，只需佩戴具有惯性传感器的体感设备，或是手持手机，即可满足需求，因而便于在日常生活中得到推广［10］。因此，本系统采用基于加速度传感器来实现人体上肢前臂动作识别。

1.人体前臂动作识别系统总体设计

前臂动作识别系统由加速度原始数据采集［11］、加速度原始数据预处理、手势运动模式分类以及后续处理五部分组成［12］。……