基于MEMS传感器的助老型机构人体姿态识别方法
2021-10-23崔建国朱江平哈尔滨商业大学轻工学院哈尔滨150028
哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 2021年5期
付 斌,付 鑫,崔建国,朱江平(哈尔滨商业大学 轻工学院, 哈尔滨 150028)
随着社会的发展,人口老龄化现象也愈加明显,老人的健康安全成为了人们关注的焦点,为了判断老人是否处在异常状态[1],需要对老人的日常行为进行监测.常见的监测方法有两种[2]:基于图像分析和基于可穿戴传感器设备,前者成本高、系统局限性大,本文选择后者.
人体运动分析,指的是通过MEMS传感器获取人体运动的信息,再经过理论分析来解释人体的运动[3-5].中科院自动化所吴健康教授的运动捕捉研究小组[6-7],其团队研制的MMocap动作捕捉系统,由16个惯性传感器(包含加速度计、陀螺仪、磁强计)节点和一个主控元件组成,数据通过蓝牙装置传到计算机中,利用贝叶斯算法进行数据融合,计算出单个节点姿态,但是受到了测量距离的限制.
本文采用WIFI通讯的MEMS传感器采集运动数据,不仅使用方便而且增加了测量距离.将7个传感器模块置于老人的7个相关部位,再通过坐标变换将四元数信息转化到腰部坐标系下,并组建标准矩阵,提取标准矩阵中的特征,用支持向量机完成动作的识别.
1 运动识别系统搭建
本文采用型号为WT901WIFIC的九轴WIFI姿态传感器作为人体运动数据的采集装置,ICM42605作为主控芯片,其中集成了三轴加速度计、三轴陀螺仪以及型号为AK8963的磁强计,WT901模块利用卡尔曼滤波技术可输出三轴加速度、三轴角速度、三轴姿态角、四元数信息,微处理器以50Hz的采样频率采集WT901模块输出的信……
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