人体运动信号的标注方法、装置及计算设备制造方法及图纸

本申请提供一种人体运动信号的标注方法、装置及计算设备，涉及人体行为分析技术领域，其中，该方法包括：获取目标关节的惯性测量单元IMU信号和目标运动信号，并根据IMU信号标注目标运动信号，得到目标运动信号的标注结果，标注结果中包括目标运动信号与关节力矩的对应关系，关节力矩是基于IMU信号确定的。本申请提供的技术方案，由于关节力矩的变化不受个体差异的影响，也不受动作差异的影响，因此，采用关节力矩标注目标运动信号，可以提高标注结果的准确性；而且，可以选择任意的被测试者，也可以允许被测试者做任意时长的任意动作，因而适用范围广；此外，无需反复测试和人工标注，因而可以提高标注效率。

【技术实现步骤摘要】
人体运动信号的标注方法、装置及计算设备
本申请涉及人体行为分析技术，尤其涉及一种人体运动信号的标注方法、装置及计算设备，属于人体行为分析信号处理

技术介绍
随着微电子技术的发展，带动了人体行为分析技术的发展。人体行为分析技术目前广泛应用于医疗监护、辅助健康治疗、人型机器人和运动预测等领域。人体行为分析技术是一种通过识别人体的行为动作，将抽象的行为动作转化为具体的数据，再对数据进行分析的技术，其中，动作到数据的转换过程是该技术的关键。目前的人体行为分析技术常采用运动信号作为被分析的数据，以运动信号为肌肉运动时产生的肌电信号为例，为了获取高质量的肌电信号，需要对肌电信号进行标注，确定肌电信号对应的动作和起止点。现有的肌电信号标注工作主要根据个人经验来判断每段肌电信号的起止，但一个动作的完成需要多个肌肉参与，而不同肌肉的发力情况差异较大，因此，仅凭借个人经验来判断每段肌电信号的起止会有很大的误差，需要进行很多次的测试才能够准确找到动作对应的起止时刻，这就导致了现有的数据标注工作具有效率低下，费时费力的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种人体运动信号的标注方法、装置及计算设备，用于提高数据标注工作的效率。为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种人体运动信号的标注方法，包括：获取目标关节的惯性测量单元IMU信号和目标运动信号；根据IMU信号标注目标运动信号，得到目标运动信号的标注结果，标注结果中包括目标运动信号与关节力矩的对应关系，关节力矩是基于IMU信号确定的。可选的，根据IMU信号标注目标运动信号，得到目标运动信号的标注结果，包括：将IMU信号和目标运动信号输入至预先训练的运动信号标注模型中，得到目标运动信号的标注结果，运动信号标注模型用于根据IMU信号确定关节力矩，并基于关节力矩标注目标关节的目标运动信号。可选的，运动信号标注模型是基于训练样本集训练得到的，训练样本集包括多个训练样本，每个训练样本包括样本IMU信号、样本足底压力信号、样本目标运动信号和样本目标运动信号的标注结果，样本目标运动信号的标注结果中包括样本目标运动信号与关节力矩的对应关系，样本目标运动信号对应的关节力矩是根据样本IMU信号和样本足底压力信号确定的。可选的，根据IMU信号标注目标运动信号，得到目标运动信号的标注结果，包括：根据IMU信号和对应的足底压力信号确定目标关节的关节力矩；根据关节力矩标注目标关节的目标运动信号。可选的，根据IMU信号和足底压力信号确定目标关节的关节力矩，包括：根据预先确定的姿态旋转矩阵和IMU信号确定目标关节的关节角度，姿态旋转矩阵为惯性坐标系和关节坐标系之间的转换矩阵，关节坐标系为以目标关节为基准建立的坐标系，关节角度为关节坐标系下目标关节的运动角度；根据关节角度确定目标关节的关节角速度和关节角加速度；根据足底压力信号、关节角度、关节角速度和关节角加速度，基于逆动力学模型确定目标关节的关节力矩。可选的，目标运动信号为肌电信号或加速度信号。第二方面，本申请实施例提供一种人体运动信号的标注装置，包括：获取模块，用于获取目标关节的惯性测量单元IMU信号和目标运动信号；标注模块，用于根据IMU信号标注目标运动信号，得到目标运动信号的标注结果，标注结果中包括目标运动信号与关节力矩的对应关系，关节力矩是基于IMU信号确定的。可选的，标注模块具体用于：将IMU信号和目标运动信号输入至预先训练的运动信号标注模型中，得到目标运动信号的标注结果，运动信号标注模型用于根据IMU信号确定关节力矩，并基于关节力矩标注目标关节的目标运动信号。可选的，运动信号标注模型是基于训练样本集训练得到的，训练样本集包括多个训练样本，每个训练样本包括样本IMU信号、样本足底压力信号、样本目标运动信号和样本目标运动信号的标注结果，样本目标运动信号的标注结果中包括样本目标运动信号与关节力矩的对应关系，样本目标运动信号对应的关节力矩是根据样本IMU信号和样本足底压力信号确定的。可选的，标注模块具体用于：根据IMU信号和对应的足底压力信号确定目标关节的关节力矩；根据关节力矩标注目标关节的目标运动信号。可选的，标注模块具体用于：根据预先确定的姿态旋转矩阵和IMU信号确定目标关节的关节角度，姿态旋转矩阵为惯性坐标系和关节坐标系之间的转换矩阵，关节坐标系为以目标关节为基准建立的坐标系，关节角度为关节坐标系下目标关节的运动角度；根据关节角度确定目标关节的关节角速度和关节角加速度；根据足底压力信号、关节角度、关节角速度和关节角加速度，基于逆动力学模型确定目标关节的关节力矩。可选的，目标运动信号为肌电信号或加速度信号。第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。本申请实施例提供的人体运动信号的标注方法，可以获取目标关节的惯性测量单元IMU信号和目标运动信号，并根据IMU信号标注目标运动信号，得到目标运动信号的标注结果，标注结果中包括目标运动信号与关节力矩的对应关系，关节力矩是基于IMU信号确定的。由于关节力矩的变化不受个体差异的影响，也不受动作差异的影响，因此，采用关节力矩标注目标运动信号，可以提高标注结果的准确性；而且，可以选择任意的被测试者，也可以允许被测试者做任意时长的任意动作，因而适用范围广；此外，无需反复测试和人工标注，因而可以提高标注效率。另外，当目标运动信号是肌电信号时，在进行标注时，可以基于预先确定的提前标注量，根据关节力矩标注目标关节的肌电信号，这样可以进一步提高标注结果的准确性。附图说明图1为本申请实施例提供的人体运动信号的标注方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的确定关节力矩的方法流程示意图；图3为本申请实施例提供的肌电信号标注示意图；图4为本申请实施例提供的提前标注量对比示意图；图5为本申请实施例提供的一种人体运动信号的标注装置的结构示意图；图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式目前运动信号的标注主要根据个人经验判断每段运动信号的起止，但一个动作的完成需要多个肌肉参与，而不同肌肉的发力情况差异较大，且不同部位的肌肉产生运动信号的时刻也不相同，所以，需要进行多次测试才能够准确找到动作对应的起止时刻。另一方面，由于不同的被测试者在做动作时的习惯不同，这也会影响肌肉的发力情况，所以为了准确标注运动信号，常常只使用一个人当被测试者，并且采集时的动作都是标准动作，为了减少动作之间的差异，被测试者也不能长时间做动作，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体运动信号的标注方法，其特征在于，包括：/n获取目标关节的惯性测量单元IMU信号和目标运动信号；/n根据所述IMU信号标注所述目标运动信号，得到所述目标运动信号的标注结果，所述标注结果中包括所述目标运动信号与关节力矩的对应关系，所述关节力矩是基于所述IMU信号确定的。/n

【技术特征摘要】
1.一种人体运动信号的标注方法，其特征在于，包括：
获取目标关节的惯性测量单元IMU信号和目标运动信号；
根据所述IMU信号标注所述目标运动信号，得到所述目标运动信号的标注结果，所述标注结果中包括所述目标运动信号与关节力矩的对应关系，所述关节力矩是基于所述IMU信号确定的。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述IMU信号标注所述目标运动信号，得到所述目标运动信号的标注结果，包括：
将所述IMU信号和所述目标运动信号输入至预先训练的运动信号标注模型中，得到所述目标运动信号的标注结果，所述运动信号标注模型用于根据所述IMU信号确定关节力矩，并基于所述关节力矩标注所述目标关节的目标运动信号。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运动信号标注模型是基于训练样本集训练得到的，所述训练样本集包括多个训练样本，每个训练样本包括样本IMU信号、样本足底压力信号、样本目标运动信号和所述样本目标运动信号的标注结果，所述样本目标运动信号的标注结果中包括样本目标运动信号与关节力矩的对应关系，所述样本目标运动信号对应的关节力矩是根据所述样本IMU信号和所述样本足底压力信号确定的。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述IMU信号标注所述目标运动信号，得到所述目标运动信号的标注结果，包括：
根据所述IMU信号和对应的足底压力信号确定所述目标关节的关节力矩；
根据所述关节力矩标注所述目标关节的目标运动信号。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述IMU信号和对应的足底...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶大鹏，林旭，
申请(专利权)人：深圳市联合视觉创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44