一种VR跑步机的参数修正方法、系统及可读存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种VR跑步机的参数修正方法、系统及可读存储介质，包括：通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；通过用户手臂动作数据，分析用户倾斜信息，进行用户状态预判，同时得到处理方式，获取处理信息；根据处理信息匹配跑步机参数信息，并实时调整跑步机参数信息；通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；根据防护处理信息调整防护气囊的状态，得到结果信息，将结果信息上传至云端服务器；通过云端服务器对结果信息进行迭代处理，得到优化信息；将优化信息建立模型，分析得到参数修正信息。

【技术实现步骤摘要】
一种VR跑步机的参数修正方法、系统及可读存储介质
本专利技术涉及一种参数修正方法，尤其涉及一种VR跑步机的参数修正方法、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匹配的系统进行控制，通过该系统对运动对象的步态空间信息进行检测，然后进行纠正处理，使得运动对象始终位于运动空间的中心位置，当用户在跑步过程中，出现即将摔倒的时候，通过该系统提前预判，提前干涉将跑步机停止运行，防止用户摔倒，通过对监测到的用户加速度进行零均值化处理，递归滤波器进行滤波处理，实现防护处理信息的降噪处理，减小检测到的信息的噪声干扰，但是在进行控制过程中，如何实现精准控制的同时，实现对步态空间信息的预判及修正都是亟不可待要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种VR跑步机的参数修正方法、系统及可读存储介质。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种VR跑步机的参数修正方法，包括：通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；通过用户手臂动作数据，分析用户倾斜信息，进行用户状态预判，同时得到处理方式，获取处理信息；根据处理信息匹配跑步机参数信息，并实时调整跑步机参数信息；通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；根据防护处理信息调整防护气囊的状态，得到结果信息，将结果信息上传至云端服务器；通过云端服务器对结果信息进行迭代处理，得到优化信息；将优化信息建立模型，分析得到参数修正信息。优选的，通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；具体包括：将用户腿部动作信息建立坐标，并通过数据节点进行预处理；通过功能平衡法建立动力学模型，并通过拉格朗日方程进行动力学建模；根据动力学模型筛选数据节点，然后将节点传输至云端服务器，进行迭代优化，得到用户实时腿部动作信息；其中拉格朗日方程表示为：式中：q为系统的广义坐标；L为拉格朗日函数，等于系统的动能减去势能；Φ为系统的耗散函数；Q为系统的广义力。优选的，由于跑步机平台为平面结构，故跑步机的势能为零；因此拉格朗日函数L为：式中:m为跑步机平台质量；I1为跑步机平台运动惯量；I2为用户运动惯量；θ1为平台转动角速度；θ2为用户移动角速度；x为用户在X轴方向的位移量,y为用户在Y轴方向的位移量，∑表示求和符号；耗散函数Φ为：D为用户与平台的摩擦系数；θ2为用户移动角速度，∑表示求和符号，平台质量m是由跑步机平台本身参数决定。优选的，通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；还包括：根据监测到的用户加速度进行零均值化处理；对处理后的加速度数据进行两次积分，得到用户重心移动轨迹，将重心移动轨迹通过最小二乘法进行拟合；通过递归滤波器进行滤波处理，实现防护处理信息的降噪处理。优选的，根据防护处理信息调整防护气囊的状态，得到结果信息，将结果信息上传至云端服务器；还包括：将采集的结果信息通过数据网关进行处理；处理后的数据与预设的气囊状态信息进行比对；若当前数据信息与预设状态信息的绝对值大于预设阈值时；则将结果信息上传至云端服务器；通过服务器进行气囊状态调整。优选的，通过云端服务器对结果信息进行迭代处理，得到优化信息；还包括：建立迭代关系式，将结果信息带入迭代关系式，进行迭代处理；判断迭代后的解是否收敛；若不收敛，则继续下一次迭代，直至解收敛；保留迭代结果收敛的解对应的结果信息，并存入数据库。本专利技术第二方面还提供了一种VR跑步机的参数修正系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括VR跑步机的参数修正方法程序，所述VR跑步机的参数修正方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：优选的，通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；具体包括：将用户腿部动作信息建立坐标，并通过数据节点进行预处理；通过功能平衡法建立动力学模型，并通过拉格朗日方程进行动力学建模；根据动力学模型筛选数据节点，然后将节点传输至云端服务器，进行迭代优化，得到用户实时腿部动作信息；其中拉格朗日方程表示为：式中：q为系统的广义坐标；L为拉格朗日函数，等于系统的动能减去势能；Φ为系统的耗散函数；Q为系统的广义力。优选的，通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；还包括：根据监测到的用户加速度进行零均值化处理；对处理后的加速度数据进行两次积分，得到用户重心移动轨迹，将重心移动轨迹通过最小二乘法进行拟合；通过递归滤波器进行滤波处理，实现防护处理信息的降噪处理。本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括VR跑步机的参数修正方法程序，所述VR跑步机的参数修正方法程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的VR跑步机的参数修正方法的步骤。本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：(1)通过不同的VR场景建立不同的运动空间，根据腿部动作信号实时监测位移轨迹及步态空间信息，增加预判修正的精确性，在运动的过程中，通过步态空间信息进行运动空间的反向修正，使得运动对象在运动空间内相对位移为零，从而实现运动对象全向运动，在修正过程中，跑步机根据重力信息及重心与平台夹角进行调整运行状态，使用户能够在跑步机上平稳的移动。(2)当检测到左腿或右腿信号出现异常时，说明用户身体倾斜率超过预定阈值，此时，需要判断是否停止跑步机运行还是调整跑步机运行参数，当用户身体倾斜较大时，需要被迫停止跑步机运行时，通过腿部信号偏差较大进行判断，在用户跑步过程中，左腿动作信号与右臂动作信号相匹配，右腿动作信号与左臂动作信号相匹配，不会出现同手同脚的情况，一旦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VR跑步机的参数修正方法，其特征在于，包括：/n通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；/n通过用户手臂动作数据，分析用户倾斜信息，进行用户状态预判，同时得到处理方式，获取处理信息；/n根据处理信息匹配跑步机参数信息，并实时调整跑步机参数信息；/n通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；/n根据防护处理信息调整防护气囊的状态，得到结果信息，将结果信息上传至云端服务器；/n通过云端服务器对结果信息进行迭代处理，得到优化信息；/n将优化信息建立模型，分析得到参数修正信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种VR跑步机的参数修正方法，其特征在于，包括：
通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；
通过用户手臂动作数据，分析用户倾斜信息，进行用户状态预判，同时得到处理方式，获取处理信息；
根据处理信息匹配跑步机参数信息，并实时调整跑步机参数信息；
通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；
根据防护处理信息调整防护气囊的状态，得到结果信息，将结果信息上传至云端服务器；
通过云端服务器对结果信息进行迭代处理，得到优化信息；
将优化信息建立模型，分析得到参数修正信息。


2.根据权利要求1所述的一种VR跑步机的参数修正方法，其特征在于：
通过传感器检测到的用户左腿与右腿动作状态数据传输至数据节点进行预处理，得到用户实时腿部动作信息；具体包括：
将用户腿部动作信息建立坐标，并通过数据节点进行预处理；
通过功能平衡法建立动力学模型，并通过拉格朗日方程进行动力学建模；
根据动力学模型筛选数据节点，然后将节点传输至云端服务器，进行迭代优化，得到用户实时腿部动作信息；
其中拉格朗日方程表示为：



式中：q为系统的广义坐标；L为拉格朗日函数，等于系统的动能减去势能；Φ为系统的耗散函数；Q为系统的广义力。


3.根据权利要求2所述的一种VR跑步机的参数修正方法，其特征在于：由于跑步机平台为平面结构，故跑步机的势能为零；因此拉格朗日函数L为：



式中:m为跑步机平台质量；I1为跑步机平台运动惯量；I2为用户运动惯量；θ1为平台转动角速度；θ2为用户移动角速度；x为用户在X轴方向的位移量,y为用户在Y轴方向的位移量，∑表示求和符号；
耗散函数Φ为：



D为用户与平台的摩擦系数；θ2为用户移动角速度，∑表示求和符号，平台质量m是由跑步机平台本身参数决定。


4.根据权利要求1所述的一种VR跑步机的参数修正方法，其特征在于：通过用户腿部动作信息及用户倾斜信息，获取防护处理方式，并得到防护处理信息；还包括：
根据监测到的用户加速度进行零均值化处理；
对处理后的加速度数据进行两次积分，得到用户重心移动轨迹，将重心移动轨迹通过最小二乘法进行拟合；
通过递归滤波器进行滤波处理，实现防护处理信息的降噪处理。


5.根据权利要求3所述的一种VR跑步机的参数修正方法，其特征在于：根据防护处理信息调整防护气囊的状态，得到结果信息，将结果信息上传至云端服务器；还包括：
将采集的结果信息通过数据网关进行处理；
处理后的数据与预设的气囊状态信息进行比对；
若当前数据信息与预设状态...

【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