用于运动人体的步态识别的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于运动人体的步态识别方法、装置及系统，属于识别技术领域。该方法包括：获取通过多排光电探测器采集到的所述运动人体的运动电信号，至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号，至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置；分别二进制化每排的多个所述运动电信号并进行或运算合成运动二进制信号；根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别。本发明专利技术减小了计算的复杂度，提高了识别效率。

【技术实现步骤摘要】
用于运动人体的步态识别的方法、装置及系统
本专利技术实施例涉及识别
，尤其涉及一种用于运动人体的步态识别方法、装置及系统。
技术介绍
步态识别在实验室、医学界和日常生活中都有广泛应用，完整的人类步态运动包含各方面的信息，而要识别出步态的失调或病态，或基于步态进行人体识别则需提取其中的一些关键步态参数。目前用于人体步态分析的主要设备和方法是采用摄像头拍摄人类行走运动过程的照片或视频，然后通过图像处理方法提取其中的步态特征进行分析。此方法为现有技术中最成熟和常用的方法，但此种方法也存在诸多缺点，检测过程需要获取和传输的图像数据量大，步态特征提取过程复杂，涉及大量的图像处理和运算，需要较大的通信带宽和计算能力，给硬件性能提出了较高的要求且能耗较高。另外一种常见的方法是通过惯性传感器测量行走时肢体的运动探测到的直接数据是肢体运动的加速度，无法直接获取行走姿态，若要获得原本的姿态位置信息则需要对加速度信号进行二次积分，容易产生误差。同时惯性传感器系统属于侵入式系统，需要在目标人体上安装多个传感器，很多情况下不受用户欢迎，不方便推广应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于运动人体的步态识别方法、装置及系统，达到使用简单方便，减小计算复杂度，提高识别效率的目的。为达上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种用于运动人体的步态识别的方法，包括：获取通过多排光电探测器采集到的所述运动人体的运动电信号；至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号，且至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置；分别二进制化每排的多个所述运动电信号并进行或运算合成运动二进制信号；根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别。其中，每排激光器和每排光电探测器分别沿着所述运动人体的行进方向设置，同排的激光器和同排的光电探测器的设置高度相等。其中，根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别，具体包括：根据至少两个所述运动二进制信号提取并计算得到动态特征和静态特征；基于所述动态特征和静态特征计算对称性参数、平衡性参数和协调性参数；将所述对称性参数、平衡性参数和协调性参数分别与预设的阈值进行比较得出步态识别结果。其中，所述动态特征为每个所述运动二进制信号内部0和1信号交替出现的概率；所述静态特征为两个所述运动二进制信号之间0和1信号成对出现的概率。其中，根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别，具体包括：根据第一时间段的所述运动二进制信号提取并计算得到动态特征，合成动态特征向量，计算每个所述运动二进制信号的多个第一时间段的所述动态特征向量的方差得到平衡性参数；结合第一时间段的两个所述运动二进制信号提取并计算得到第一静态特征，合成静态特征向量，计算两个所述运动二进制信号的多个第一时间段的所述静态特征向量的方差得到协调性参数；根据第二时间段的两个所述运动二进制信号提取并计算得到第二静态特征，基于所述第二静态特征得到对称性参数；将所述对称性参数、平衡性参数和协调性参数分别与预设的阈值进行比较得出步态识别结果。第二方面，本专利技术实施例提供一种用于运动人体的步态识别的装置，包括：信号接收模块，用于获取通过多排光电探测器采集到的所述运动人体的运动电信号；至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号，且至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置；信号转换合成模块，用于分别二进制化每排的多个所述运动电信号并进行或运算合成运动二进制信号；识别模块，用于根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别。第三方面，本专利技术实施例提供一种用于运动人体的步态识别的系统，包括：至少两排光电探测器、至少两排激光器和如第二方面所述的装置；至少一排所述光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号并将手部的所述运动电信号发送给所述装置的信号接收模块，且至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号并将腿部的所述运动电信号发送给所述装置的信号接收模块；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置。其中，每排所述光电探测器和每排所述激光器分别沿着所述运动人体的行进方向设置，同排的激光器和同排的光电探测器的设置高度均相等。其中，所述光电探测器和所述激光器均布置于第一安装面，与所述第一安装面相对的第二安装面上相应位置布置反射镜阵列，以使所述激光器发出的激光经反射后回到所述光电探测器上。其中，每排所述光电探测器和与其对应设置的一排激光器布置于第一安装面的同一高度。本专利技术提供一种用于运动人体的步态识别方法、装置及系统，通过多个激光器形成激光传感网来测量运动人体的步态信息，不需要用户配合，使用简单方便；通过直接测量和提取运动人体步态的几何信息，获取各项统计学参数，来实现步态识别，减小了计算的复杂度，提高了识别效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一中的一种用于运动人体的步态识别的方法流程图；图2是本专利技术实施例中的动态特征ρij和静态特征Pij示意图；图3是本专利技术实施例二中的一种用于运动人体的步态识别的方法流程图；图4是本专利技术实施例三中的一种用于运动人体的步态识别的装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例四中的一种用于运动人体的步态识别的系统的结构示意图；图6是本专利技术实施例四中的激光传感网的俯视图；图7是本专利技术实施例四中的激光传感网的光电探测器的侧视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在不冲突的情况下，以下实施例和实施例中的特征可以相互组合。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种用于运动人体的步态识别的方法，本实施例适用于对运动人体进行步态识别的情况，该方法可以由本专利技术实施例提供的用于运动人体的步态识别的装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。本专利技术实施例提供了一种用于运动人体的步态识别的方法，包括：步骤101、获取通过多排光电探测器采集到的所述运动人体的运动电信号；至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号，且至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置。其中，在运动人体的探测空间布置多排光电探测器，每排光电探测器与一排激光器一一对应设置。每排激光器和每排光电探测器分别沿着运动人体的行进方向设置，同排的激光器和同排的光电探测器的设置高度相等。激光器用于发射激光，至少一排激光器的设置高度对应所述运动人体的手部，至少一排激光器的设置高度对应所述运动人体的腿部。相应地，多排光电探测器用于采集运动人体的手部或腿部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运动人体的步态识别的方法，其特征在于，包括：获取通过多排光电探测器采集到的所述运动人体的运动电信号；至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号，至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置；分别二进制化每排的多个所述运动电信号并进行或运算合成运动二进制信号；根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别。

【技术特征摘要】
1.一种用于运动人体的步态识别的方法，其特征在于，包括：获取通过多排光电探测器采集到的所述运动人体的运动电信号；至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的手部的运动电信号，至少一排光电探测器用于采集所述运动人体的腿部的运动电信号；每排光电探测器与一排激光器一一对应设置；分别二进制化每排的多个所述运动电信号并进行或运算合成运动二进制信号；根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每排激光器和每排光电探测器分别沿着所述运动人体的行进方向设置，同排的激光器和同排的光电探测器的设置高度相等。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别，具体包括：根据至少两个所述运动二进制信号提取并计算得到动态特征和静态特征；基于所述动态特征和静态特征计算对称性参数、平衡性参数和协调性参数；将所述对称性参数、平衡性参数和协调性参数分别与预设的阈值进行比较得出步态识别结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述动态特征为每个所述运动二进制信号内部0和1信号交替出现的概率；所述静态特征为两个所述运动二进制信号之间0和1信号成对出现的概率。5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据至少两个所述运动二进制信号进行特征提取并计算，根据计算结果进行步态识别，具体包括：根据第一时间段的所述运动二进制信号提取并计算得到动态特征，合成动态特征向量，计算每个所述运动二进制信号的多个第一时间段的所述动态特征向量的方差得到平衡性参数；结合第一时间段的两个所述运动二进制信号提取并计算得到第一静态特征，合成静态特征向量，计算两个所述运动二进制信号的多个第一时间段的所述静态特征向量的方差...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝祁，马睿，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44