【技术实现步骤摘要】
一种VR跑步机的安全防护方法、系统及可读存储介质
本专利技术涉及一种安全防护方法，尤其涉及一种VR跑步机的安全防护方法、系统及可读存储介质。
技术介绍
虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，通过与计算机生成一种交互式的三维动态视景，使用户沉浸到虚拟的环境中，实现听觉和触觉的双重体验，随着虚拟现实技术的兴起，新的设备和解决方案层出不穷，步态参数的检测最主要的目的是评估人体运动能力，而人体重心轨迹是评价步态稳定性、平衡性，最基本、最有效的形式之一，通过传感器与计算机对肢体运动特征进行定量描述，建立运动空间，使运动对象与运动空间保持相对静止，从而实现在有限的空间内实现全向运动。传统的设备人体只能再一个方向以不同的速度行走，不能满足虚拟现实要求的人体可以以不同速度沿任意方向走动的要求，而现有的一些方法只能实现单向运动，无法做到全向运动，运动对象体验较差，且在进行跑步的过程中无法对用户进行步态空间信息的预判修正，误差较大。为了能够对VR跑步机实现精准的控制，及用户使用过程的安全性，需要开发一款与其相...
【技术保护点】
1.一种VR跑步机的安全防护方法，其特征在于，包括：/n利用标志点标定人体四肢关节，通过三维重心轨迹法测量人体四肢关节在运动空间内的轨迹，并建立轨迹模型；/n通过穿戴式设备进行人体重力加速度分析计算人体四肢关节的位置信息，然后将位置数据上传至云端服务器；/n云端服务器对位置数据进行预处理，并进行滤波处理，获取人体平衡信息；/n通过传感节点监测人体实际位姿，比对实际位姿与期望位姿，获取位姿误差及位姿变化率；/n当位姿变化率大于预定阈值时，通过滑模控制器调整增益，控制位姿变化率在预定阈值内；/n在运动过程中，通过最小二乘法优化技术抑制非线性因素及外界干扰的影响，输出防护信号，进行人体防护处理。/n
【技术特征摘要】
1.一种VR跑步机的安全防护方法，其特征在于，包括：
利用标志点标定人体四肢关节，通过三维重心轨迹法测量人体四肢关节在运动空间内的轨迹，并建立轨迹模型；
通过穿戴式设备进行人体重力加速度分析计算人体四肢关节的位置信息，然后将位置数据上传至云端服务器；
云端服务器对位置数据进行预处理，并进行滤波处理，获取人体平衡信息；
通过传感节点监测人体实际位姿，比对实际位姿与期望位姿，获取位姿误差及位姿变化率；
当位姿变化率大于预定阈值时，通过滑模控制器调整增益，控制位姿变化率在预定阈值内；
在运动过程中，通过最小二乘法优化技术抑制非线性因素及外界干扰的影响，输出防护信号，进行人体防护处理。
2.根据权利要求1所述的一种VR跑步机的安全防护方法，其特征在于：云端服务器对位置数据进行预处理，并进行滤波处理，获取人体平衡信息；具体包括：
通过卡尔曼滤波器进行四元数姿态解算，获取姿态信息；
根据递归观法进行位置数据的更新与校正，直至将数据误差降至预定阈值内；
通过雅克比偏导数，进行线性化操作，然后进行位置数据融合。
3.根据权利要求1所述的一种VR跑步机的安全防护方法，其特征在于：通过传感节点监测人体实际位姿，比对实际位姿与期望位姿，获取位姿误差及位姿变化率；还包括：
采用惯性测量单元接收人体四肢关节的位置信息；
通过多传感器信息融合解算人体运动关节的实际位姿信息；
利用实际位姿信息提取步态时域参数；
结合航位推算算法、惯性参数分析法分析人体实际位姿信息。
4.根据权利要求1所述的一种VR跑步机的安全防护方法，其特征在于：找出位移轨迹的特征点，在各个特征点将位移轨迹分割成若干个直线段；
每个线段均是沿直线匀速运动直到改变方向或速度；
改变方向或速度的节点记为下一段线性运动，记为下一个直线段，得到多维点数列M集合，分别计入数据库，轨迹在时空数据库中表示为一个多维点序列，记为M＝{Xi，vi，ti|1≤i≤n}；
其中n表示该轨迹中点的个数，Xi表示在ti时刻的空间物理位置，vi表示在ti和ti+1时间间隔中的速度，即从原轨迹中按顺序抽出的若干个点组成的多维点序列。
5.根据权利要求1所述的一种VR跑步机的安全防护方法，其特征在于：通过三维重心轨迹法获取步态空间信息，具体包括：
建立离散分布节点，获取分布数据；
分布数据迭代预处理、步态空间信息提取及算法识别节点信息，提取步态周期与步态空间参数；
通过步态空间参数，利用数值积分与去除趋势化算法提取实时位...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜守杰，田中达也，王静，王芳，
申请(专利权)人：孝感峰创智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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