一种检测人体站姿的方法和装置制造方法及图纸

一种检测人体站姿的方法，包括：通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据，采样数据包括人体运动过程中的加速度信号；提取加速度信号的统计信息作为分类特征；利用该分类特征对分类器进行训练；获取人体的站姿参考值；当检测到人体在当前时间点之前处于连续运动状态时，更新站姿参考值；利用上述站姿参考值判定人体是否站立。本发明专利技术通过提供一种检测人体站姿的方法和装置，在进行人体姿态检测的过程中，可以自动更新站姿参考值，并准确分析判断人体在行走过程中的每一个时间点是否处于站立状态。

【技术实现步骤摘要】
一种检测人体站姿的方法和装置
本专利技术涉及医学检测
，且特别是涉及一种检测人体站姿的方法和装置。
技术介绍
平衡是指人体在运动或受到外力作用时，控制其重心在支撑面上以保持直立姿势不至于跌倒的一种能力。日常生活中人体倚靠前庭、视觉和本体觉个成的“平衡三联”维持平衡，然而许多疾病常可导致平衡障碍。平衡能力低下是老年人跌倒并由此引发一系列严重问题的主要原因。而且随着老年人的跌倒率随其年龄的增加而升高，及时救助跌倒的老年人将大大降低伤残率和死亡率。另外，对老年人人体姿态进行检测，是评价老年人平衡能力和机体功能水平的有效手段。目前人体姿态检测的主要手段有图像分析和加速度分析两种，图像分析的算法较复杂，系统庞大，实时性差；加速度分析的算法相对简便，系统小，实时性好。但是现有的可穿戴产品在用于不同的用户时，若采用加速度分析的算法，均需要进行人工标定来获取站姿参考值，即无法自动更新站姿参考值，不仅操作复杂，而且精确度不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测人体站姿的方法和装置，以解决现有技术中加速度分析的算法操作复杂且精确度不足的问题。一种检测人体站姿的方法，包括步骤：通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据，采样数据包括人体运动过程中的加速度信号；提取加速度信号的统计信息作为分类特征；获取人体的站姿参考值；当检测到人体处于连续运动状态时，更新站姿参考值；利用站姿参考值判定人体是否站立。进一步地，加速度信号为单轴加速度信号、二轴加速度信号或三轴加速度信号。进一步地，通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据后，还包括，获取加速度信号形成的波形曲线中的极值并保存多个极值相应的时间间隔值。进一步地，极值包括加速度形成的波形曲线中的波峰或波谷。进一步地，提取加速度信号的统计信息作为分类特征后，还包括利用分类特征对分类器进行训练。进一步地，统计信息为多个极值绝对值的均值和标准差以及多个时间间隔值的均值和标准差。进一步地，对加速度信号进行低通滤波。进一步地，获取人体的站姿参考值后，还包括，在进行站姿检测之前标定站立时的加速度，加速度为站姿参考值。进一步地，当检测到人体处于连续运动状态时，更新站姿参考值还包括，以保存的连续出现的多个极值作为一个观测窗口，在采集到的最后一个极值中找到对应的时间点作为第一时间点，在采集到的离该最后一个极值最近的另一个极值对应的时间点作为第二时间点，选择第一时间点与该第二时间点的中间点所对应的原始加速度作为站姿参考值的更新值。进一步地，利用站姿参考值判定人体是否站立还包括，计算人体运动状态的实时加速度与站姿参考值的空间夹角，当空间夹角小于或等于预设角时判断检测到人体站姿，当空间夹角大于预设角时判断未检测到人体站姿。进一步地，预设角的取值为0～45度。进一步地，实时加速度为滑动均值。本专利技术还提供一种检测人体站姿的装置，其包括传感模块、分类模块、和电源模块，传感模块用于获取各个采样时间点的采样数据，采样数据包括人体运动过程中的加速度信号；分类模块用于对人体运动状态实时进行运动识别；电源模块为传感模块和控制模块供电。进一步地，分类模块包括分类器，用于提取加速度信号的统计信息作为分类特征，传感模块包括加速度传感器。进一步地，检测人体站姿的装置还包括通信模块，通信模块用于将人体的姿态信息传送至数据终端。进一步地，检测人体站姿的装置贴合于人体躯干。本专利技术通过提供一种检测人体站姿的方法和装置，在进行人体姿态检测的过程中，可以自动更新站姿参考值，并准确分析判断人体在行走过程中的每一个时间点是否处于站立状态。附图说明图1为本专利技术实施例中检测人体站姿的方法的工作流程图。图2为本专利技术实施例中检测人体站姿的装置的结构示意框图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。图1为本专利技术实施例中检测人体站姿的方法的工作流程图，图2为本专利技术实施例中检测人体站姿的装置的结构示意框图。本实施例中，在采样阶段和测试阶段，均以采集人体三个轴向的加速度信号为例进行说明。请参考图1和图2，本实施例提供一种检测人体站姿的方法，包括步骤：通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据，采样数据包括人体运动过程中的三个轴向的加速度信号；提取加速度信号的统计信息作为分类特征；利用分类特征对分类模块进行训练；获取人体的站姿参考值；当检测到人体在当前时间点之前处于连续运动状态时，更新所述站姿参考值，当检测到人体在当前时间点之前不处于连续运动状态时，不更新所述站姿参考值；利用站姿参考值判定人体是否站立。上述实施例提供的检测人体站姿的方法具体包括：一、获取训练数据：通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据，该采样数据为人体运动过程中至少一个轴向的合加速度信号。具体地，该采样数据包括正样本和负样本，该正样本包括人体跑步和行走时至少一个轴向的合加速度信号；该负样本包括人体进行日常活动(例如刷牙、洗脸等)时至少一个轴向的合加速度信号。本实施例中，该传感器模块例如利用三轴加速度传感器获取人体运动过程中的三个轴向的加速度信号。该三个轴向的加速度分别为冠状轴的加速度ax、矢状轴的加速度ay和垂直轴的加速度az，该三轴合加速度在人体运动过程中，每一个步态行为都是一个周期性的运动，采集每个时间点的三轴合加速度g，以该三轴合加速度g为纵轴、该时间为横轴形成的波形曲线中会存在波峰与波谷。在其他实施例中，该采样数据也可以为人体运动过程中的单轴加速度信号或者二轴加速度信号。二、极值检测：提取三轴合加速度g和时间形成的波形曲线中的极值作为行走的状态认定。本实施例中，以提取该波形曲线中的波峰为例进行说明。具体地，还需要对三轴合加速度g的信号进行低通滤波以去掉高频噪音并得到真实的波峰。保存连续出现的多个波峰中每个波峰的绝对值Peak及多个波峰中每个波峰出现的时间点与前一个波峰出现的时间点之间的时间间隔值Interval。本实施例中，例如可以保存连续出现的10个波峰中每个波峰的绝对值以及该10个波峰中每个波峰出现的时间点与前一个波峰出现的时间点之间的时间间隔值：该10个波峰的绝对值分别为：Peak1,Peak2,Peak3,...,Peak10；该10个时间间隔值分别为：Interval1,Interval2,Interval3,...,Interval10。在其他实施例中，可以根据需要选取保存的绝对值Peak的个数和时间间隔值Interval的个数，该绝对值Peak和时间间隔值Interval的个数不限于10个。在其他实施例中，本步骤中的波峰检测也可以替换为波谷检测。三、特征值提取：提取上述多个绝对值Peak和多个时间间隔值Interval的统计信息，该统计信息包括多个绝对值Peak的均值μpeak和标准差σpeak以及多个时间间隔值Interval的均值μInterval和标准差σInterval。以10个绝对值Peak和10个时间间隔值Interval为例：波峰的均值波峰的标准差时间间隔值的均值时间间隔值的标准差以上统计信息的均值还可以用中值来替换。四、分类器的训练：以步骤三中获得的四个参数(绝对值Peak的均值μpeak和标准差σpeak和时间间隔值Inter本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测人体站姿的方法，其特征在于，包括步骤：通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据，所述采样数据包括人体运动过程中的加速度信号；提取所述加速度信号的统计信息作为分类特征；获取人体的站姿参考值；当检测到人体处于连续运动状态时，更新所述站姿参考值；利用所述站姿参考值判定人体是否站立。

【技术特征摘要】
1.一种检测人体站姿的方法，其特征在于，包括步骤：通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据，所述采样数据包括人体运动过程中的加速度信号；提取所述加速度信号的统计信息作为分类特征；获取人体的站姿参考值；当检测到人体处于连续运动状态时，更新所述站姿参考值；利用所述站姿参考值判定人体是否站立。2.如权利要求1所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，所述加速度信号为单轴合速度信号、二轴加速度信号或三轴加速度信号。3.如权利要求1所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，通过传感模块获取各个采样时间点的采样数据后，还包括，获取所述加速度信号形成的波形曲线中的极值并保存多个极值相应的时间间隔值。4.如权利要求3所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，所述极值包括所述加速度信号形成的波形曲线中的波峰或波谷。5.如权利要求1所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，提取所述加速度信号的统计信息作为分类特征后，还包括利用所述分类特征对分类器进行训练。6.如权利要求5所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，所述统计信息为所述多个极值绝对值的均值和标准差以及所述多个时间间隔值的均值和标准差。7.如权利要求5所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，对所述加速度信号进行低通滤波。8.如权利要求1所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，获取人体的站姿参考值后，还包括，在进行站姿检测之前标定站立时的加速度ac，所述加速度ac为所述站姿参考值。9.如权利要求1所述的检测人体站姿的方法，其特征在于，当检测到人体处于连续运动状态时，更新所述站姿参考值还包括，以保存...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈同，李东，
申请(专利权)人：浙江智柔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33