一种通过智能手环实现自动跳跃拍照的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过智能手环实现自动跳跃拍照的方法。自动跳跃拍照方法包含阈值判断，加速度积分求和，实验得出时间预估量等关键步骤。其主要优点：为集成有加速度计的智能手环引入智能控制方法，创新性地加入跳跃自动拍照的功能，解决了因为跳跃过程非静止而导致拍出模糊照片的问题。智能手环在使用者跳跃过程中最高点给出触发信息，控制智能手机上的相机进行拍照从而获取清晰的跳跃瞬间。本发明专利技术极大地拓展了智能手机移动平台的应用范围，提高了用户的实际使用体验，具有广阔的商业价值与发展空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种可应用在智能手机平台引入自动跳跃拍照方法的IMU智能手环。
技术介绍
智能手环随着智能手机的普及开始进入日常生活，常见的智能手环除了具有时间 显示的功能，只具有运动检测与睡眠分析等较为单一的功能。 在生活中，人们常喜欢拍出跳跃动作的照片，但是因为人在运动中会导致照片出 现模糊的情况。为了解决运个问题，市场上现有的=套方法分别是1)设置相机为连拍模式， 例如通过连续拍摄10张照片来获取一张人在空中并清晰的照片，但是运没有从根本上解决 问题，通常得到的照片依然是模糊的，而且运种方法会大量占用相机的存储空间；2)设置相 机的快口的速度达到最高值，使得拍照过程极为短暂来获得较为清晰的动态照片，但是该 方法对相机的要求高，一般手机的拍照功能无法实现，并且因为拍照时间很短引起了其他 新的问题，包括时间短而无法清楚对焦等;3)通过相机获得的连续多帖的画面，通过机器视 觉的方法提取人类轮廓并判断跳跃最高点，自动计算最高点的时刻再触发相机抓拍，但运 种方法要求相机计算性能高，并且运种方法严重依赖于图片的图像质量。为了解决运个问 题，我们使用佩戴在人体手臂的智能手环，根据传感器的跳跃数据计算最高时刻，并在此时 自动触发手机拍出清晰的照片。
技术实现思路
本专利技术目的是解决手机在跳跃时拍照无法获得清晰图像的问题，提供一种通过智 能手环实现自动跳跃拍照的方法。[000引本专利技术将集成了加速度计的IMU设备与智能手机有机结合，拓展了通常智能手环 的控制方法。它实现了在智能手机平台上的自动跳跃拍照功能。 本专利技术的技术方案是： -种通过智能手环实现自动跳跃拍照的方法，该方法利用IMU的传感器数据，通过 阔值设定法和加速度积分来完成自动跳跃拍照； 第1、根据实验测试和拍照设备的反应速度给出拍照时间的预估量； 第2、利用IMU的传感器数据，通过加速度值的阔值判断，使用逆序的方法对跳跃完 整动作进行截取； 第3、利用加速度值的积分求和，获取跳跃者最高点的时刻； 第4、根据第3步获取的跳跃者最高点的时刻并结合第1步拍照时间的预估量控制 设备拍照时间，完成自动跳跃拍照。[001引本专利技术所述的自动跳跃拍照的具体方法是：步骤SI,将直接由加速度计获取的手环加速度信息经过预处理，完成进制转换与 单位换算，之后利用实验归纳出的高加速度阔值ath划定出使用者的起跳阶段，进而回溯到 起跳时刻start;步骤S2,当使用者双脚离地的瞬间end,竖直方向的加速度由正值转为-g，利用运 一特性，用积分计算出使用者在起跳前加速过程所具有的初始速度，由下面公式表示： 其中a(t)为由加速度计获取的竖直方向加速度，ts为传感器采样时间；在使用者 双脚离地之后，在竖直方向上作加速度为-g的匀加速直线运动，利用公式Vo = gti计算出最 终速度为零也即起跳后跳跃最高点时刻ti; 步骤S3,在获取到使用者跳跃最高点的瞬间，使用智能手环向手机的摄像机发出 触发信号，通知镜头拍摄，从而完成跳跃最高点的拍照功能。 本专利技术通过对加速度值的阔值判断，使用逆序的方法对跳跃完整动作进行截取； 对加速度做积分求和处理，求出速度为零的时刻;根据实验和拍照设备的反应速度给出拍 照时间的预估量;完成跳跃拍照最高处时自动控制设备抓拍。 本专利技术的优点和积极效果： 本专利技术提出了一种具有自动跳跃拍照控制方法的IMU智能手环，该功能解决了手 机在跳跃拍照时无法获得清晰图像的实际问题。并为相应的手机产品增加了许多内置的配 套功能。使用本控制方法解决跳跃拍照不清晰的问题的优点有：1)低成本，区别于其他市场 的现有解决方法，本方法可W使用普通手机拍出清晰的照片，只依靠市场常见的智能手环， 而不要求价格昂贵的高性能相机;2)可靠性，本方法通过检测人体速度的物理量来计算跳 跃最高点的时刻，对图像的光线等外部条件没有要求，并且基于精确的传感器数据本方法 的准确性很高。例如连拍方法等有可能全部都是模糊的照片，而本方法可W消除运种风险。【附图说明】图1为自动跳跃拍照控制算法的流程示意图； 图2为基于智能手机平台的系统架构图； 图3为智能手机平台上软件程序流程图； 图4为跳跃过程加速度曲线； 图5为跳跃实例示意图； 图6为跳跃实验高度对比图； 图7为本专利技术跳跃拍照结果实例。【具体实施方式】 [002引 实施例1 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图提供的具体 实施例旨在作为本专利技术示例的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本发 明，并不用于限定本专利技术。 本专利技术公开，该方法利用佩戴在身体 上的智能手环，测量手环处的加速度数据，基于跳跃最高点获取方法实现跳跃拍照的功能。 在实例的实施过程中，为了准确区分使用者W及手环器件所达到的最高点高度， 将手环(IMU设备）固定在使用者胸前，并利用由红、黄、蓝、绿四种有明显区别的颜色标识出 的2cm等分色带作为测量标尺，该标尺的最小刻度为I厘米。通过辨识最高点位置所在的色 带区域，可W清晰明了地获取最高点的实际高度。 实施前，将智能手机正对标尺摆放并由最高点获取方法控制进行抓拍，在其附近 同一高度的另一架摄像机全程记录整个跳跃过程。对比由本方法控制抓拍到的最高点与跳 跃视频慢放获取的实际最高点之间的差值，验证基于本跳跃最高点获取方法的智能手环的 准确性与可靠性，如图5所示。 经过20次实际跳跃测试，获取到由本方法控制的抓拍高度与实际高度的数据，见 表1。 表1、跳跃实例结果 如图6所示跳跃实验高度对比图，由抓拍高度与实际最高点的对比可W看出，本跳 跃最高点获取方法准确地计算出了手环器件抛出过程的最高位置，相比于实当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过智能手环实现自动跳跃拍照的方法，其特征在于：该方法利用IMU的传感器数据，通过阈值设定法和加速度积分来完成自动跳跃拍照；第1、根据实验测试和拍照设备的反应速度给出拍照时间的预估量；第2、利用IMU的传感器数据，通过加速度值的阈值判断，使用逆序的方法对跳跃完整动作进行截取；第3、利用加速度值的积分求和，获取跳跃者最高点的时刻；第4、根据第3步获取的跳跃者最高点的时刻并结合第1步拍照时间的预估量控制设备拍照时间，完成自动跳跃拍照。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许林，张瑒，常文男，李高峰，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12