基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，包括以下步驟：S1、建立包含多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫；S2、采集用戶運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；S3、將S2中采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與S1數(shù)據(jù)庫中運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)比，分析判斷得出具體的運(yùn)動(dòng)類型；S4、輸出判斷運(yùn)動(dòng)類型的結(jié)果。本發(fā)明從根本上解決了傳統(tǒng)穿戴電子設(shè)備監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)量只能手動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)類型的問題，基于儲(chǔ)存有各種運(yùn)動(dòng)類型的大數(shù)據(jù)庫，用戶在使用具有該技術(shù)的產(chǎn)品時(shí)只需按運(yùn)動(dòng)類型配戴在不同位置即可，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)加速度傳感器和角速率傳感器檢測(cè)到的用戶動(dòng)作自動(dòng)識(shí)別運(yùn)動(dòng)類型并記錄用戶所有動(dòng)作的數(shù)據(jù)以作后臺(tái)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。
【專利說明】基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及便攜式電子穿戴設(shè)備，具體是應(yīng)用于電子穿戴設(shè)備上并基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平不斷提高，人們對(duì)運(yùn)動(dòng)健身的重視度也在不斷加強(qiáng)，越來越多的人抽出時(shí)間進(jìn)行跑步、打球、瑜伽等健身活動(dòng)，但多少的運(yùn)動(dòng)量是最適合自己的呢？如何才能知道自己運(yùn)動(dòng)后所消耗的能量呢？這些都關(guān)系到自身的健康，因此市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多相關(guān)產(chǎn)品，如:計(jì)步器、智能手表、運(yùn)動(dòng)手環(huán)等，這些產(chǎn)品都能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)，目前市場(chǎng)上這類產(chǎn)品都存在不夠智能或需通過上位機(jī)輔助操作設(shè)定才能進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的監(jiān)測(cè)，即通過手動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)類型在穿戴電子產(chǎn)品上，但操作繁瑣，在科技日益發(fā)展的今天，顯然不夠智能化，因此亟待出現(xiàn)一種可自動(dòng)識(shí)別運(yùn)動(dòng)類型的技術(shù)來改變這一現(xiàn)狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法及其裝置。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，包括以下步驟:
51、建立包含多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫；
52、采集用戶運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；
53、將S2中采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與SI數(shù)據(jù)庫中運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)比，分析判斷得出具體的運(yùn)動(dòng)類型；
54、輸出判斷運(yùn)動(dòng)類型的結(jié)果。
[0005]進(jìn)一步的，所述步驟SI中數(shù)據(jù)庫是通過抽樣選取大量人群運(yùn)動(dòng)時(shí)的參數(shù)形成數(shù)據(jù)庫或直接引用現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫
更進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)基于不同性別、年齡、體重、身高的人群，即性別、年齡、體重、身高作為判斷運(yùn)動(dòng)類型時(shí)的變量。
[0006]其中，所述S2中運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為多組不同時(shí)間點(diǎn)的三軸加速度Ax, Ay, Az以及三軸角
速率 Θ X，Θ y, Θ Zo
[0007]進(jìn)一步，所述步驟S3中還對(duì)S2采集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理以匹配數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)類型。
[0008]本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法還包括步驟S5、通過聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行人機(jī)自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)更新，以增加新的運(yùn)動(dòng)類型數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫。
[0009]具體的，所述S4中輸出運(yùn)動(dòng)類型結(jié)果的方式為顯示輸出和/或語音輸出。
[0010]本發(fā)明的另一技術(shù)方案，即一種應(yīng)用上述運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法的穿戴電子裝置，用于穿戴于人體時(shí)檢測(cè)人體所運(yùn)動(dòng)的類型，其特征在于:包括一系統(tǒng)處理器以及與系統(tǒng)處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源模塊、加速度傳感器、角速率傳感器，其中，系統(tǒng)處理器為穿戴電子裝置的核心處理中心，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)，加速度傳感器、角速率傳感器分別檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的三軸加速度Ax, Ay, Az以及三軸角速率Θ X，Θ y, Θ z并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)處理器，該系統(tǒng)處理器針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷分析得出檢測(cè)到的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)類型；所述電源模塊為其他各模塊供電。
[0011]本發(fā)明的穿戴電子裝置還包括一無線聯(lián)網(wǎng)通信模塊，該無線聯(lián)網(wǎng)通信模塊與系統(tǒng)處理器連接以供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)更新。
[0012]上述穿戴電子裝置還包括與系統(tǒng)處理器連接的一顯示模塊和/或語音模塊。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明從根本上解決傳統(tǒng)穿戴電子設(shè)備監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)量只能手動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)類型的問題，基于儲(chǔ)存有各種運(yùn)動(dòng)類型的大數(shù)據(jù)庫，用戶在使用具有該技術(shù)的產(chǎn)品時(shí)只需按運(yùn)動(dòng)類型配戴在不同位置即可，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)加速度傳感器和角速率傳感器檢測(cè)到的用戶動(dòng)作自動(dòng)識(shí)別運(yùn)動(dòng)類型并記錄用戶所有動(dòng)作的數(shù)據(jù)以作后臺(tái)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0015]圖1是本發(fā)明電子穿戴設(shè)備的原理框圖；
圖2是本發(fā)明基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法流程圖；
圖3是加速度傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)模型圖；
圖4是角速率傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)模型圖；
圖5是軟件算法還原傳感器檢測(cè)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明所述的電子穿戴設(shè)備特指計(jì)步器、智能手表、運(yùn)動(dòng)手環(huán)等設(shè)備，其共同的特性是便攜性，即別于用戶隨身攜帶，利用此特性，這些設(shè)備便可在用戶運(yùn)動(dòng)時(shí)與其一起運(yùn)動(dòng)，基于此，用戶的運(yùn)動(dòng)量、運(yùn)動(dòng)軌跡便與檢測(cè)設(shè)備同步，所以檢測(cè)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)果與用戶所需的自身運(yùn)動(dòng)檢測(cè)實(shí)質(zhì)相同。
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明的穿戴電子裝置，包括一系統(tǒng)處理器100以及與系統(tǒng)處理器100連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器200、電源模塊300、加速度傳感器400、角速率傳感器500、一顯示模塊600和語音模塊700 ；
其中，系統(tǒng)處理器100為穿戴電子裝置的核心處理中心，用于數(shù)據(jù)的處理；加速度傳感器400、角速率傳感器500分別為三軸加速度傳感器、陀螺儀；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器200儲(chǔ)存有多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)，加速度傳感器400、角速率傳感器500分別檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的三軸加速度Ax, Ay, Az以及三軸角速率Θ X，Θ y, Θ z并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)處理器100，該系統(tǒng)處理器100針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器200中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷分析得出檢測(cè)到的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)類型；
顯示模塊600為顯示驅(qū)動(dòng)和相應(yīng)的終端顯示屏，用于顯示檢測(cè)結(jié)果以及其他常規(guī)顯示內(nèi)容；
語音模塊700為語音驅(qū)動(dòng)電路以及語音終端輸出的喇叭，用于語音提示檢測(cè)結(jié)果以及報(bào)警提示等語音輸出；
所述電源模塊300為電池以及相應(yīng)的電源供電電路，為其他各模塊提供低壓直流電源輸入。
[0018]由于運(yùn)動(dòng)的種類多種多樣，產(chǎn)品在出廠時(shí)難以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器200預(yù)先存儲(chǔ)所有運(yùn)動(dòng)類別的數(shù)據(jù)，因此，本發(fā)明的穿戴電子裝置設(shè)置有一無線聯(lián)網(wǎng)通信模塊800，該無線聯(lián)網(wǎng)通信模塊800與系統(tǒng)處理器100連接以供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器200的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)更新，可及時(shí)完成新的運(yùn)動(dòng)種類的數(shù)據(jù)錄入。
[0019]本發(fā)明的原理基于每種運(yùn)動(dòng)都是由固定的一些動(dòng)作組組成，所有的連貫性動(dòng)作都是由一個(gè)個(gè)分解了的單體動(dòng)作組成，不同體型或身高的人在做相同運(yùn)動(dòng)時(shí)他們的動(dòng)作軌跡曲線是類似的，我們可以根據(jù)用戶輸入的身高、體重、性別、年齡用計(jì)算機(jī)程序算法模擬出一個(gè)接近用戶體形的虛擬人的運(yùn)動(dòng)曲線數(shù)據(jù)庫，再根據(jù)用戶使用產(chǎn)品時(shí)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作數(shù)據(jù)分析結(jié)果去完善修正虛擬運(yùn)動(dòng)曲線就形成了一個(gè)和用戶非常接近的標(biāo)準(zhǔn)用戶運(yùn)動(dòng)動(dòng)作數(shù)據(jù)庫，在產(chǎn)品使用時(shí)只要用戶有運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)品上的加速度模塊和角速率測(cè)量模塊就可以將用戶的每一個(gè)動(dòng)的加速度和角速率變化值檢測(cè)試出并轉(zhuǎn)換成數(shù)值，系統(tǒng)處理再根據(jù)人體動(dòng)作監(jiān)測(cè)識(shí)別技術(shù)算法將加速度和角速率變化值還原成人體動(dòng)作運(yùn)動(dòng)曲線再同數(shù)據(jù)庫中修正后的虛擬人的運(yùn)動(dòng)曲線數(shù)據(jù)庫對(duì)比就可得出用戶當(dāng)前所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)類型，從而智能的識(shí)別出用戶所從事的運(yùn)動(dòng)。
[0020]參考圖2所示，為本發(fā)明一種基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，包括以下步驟:
51、建立包含多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫；
該數(shù)據(jù)庫是通過抽樣選取大量人群運(yùn)動(dòng)時(shí)的參數(shù)形成數(shù)據(jù)庫或直接引用現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫，所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)基于不同性別、年齡、體重、身高的人群，即性別、年齡、體重、身高作為判斷運(yùn)動(dòng)類型時(shí)的變量，因此在初次使用時(shí)需要輸入性別、年齡、體重、身高燈參數(shù)以確定用戶的人體參數(shù)；
當(dāng)產(chǎn)品上電初始化后，無線同步時(shí)鐘日期時(shí)間，并確認(rèn)時(shí)間；
52、采集用戶運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；
該運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過加速度傳感器400、角速率傳感器500分別檢測(cè)而來的多組不同時(shí)間點(diǎn)的三軸加速度Ax，Ay，Az以及三軸角速率θχ，θy, θζ，見圖3、圖4;
53、將S2中采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與SI數(shù)據(jù)庫中運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)比，分析判斷得出具體的運(yùn)動(dòng)類型；若無運(yùn)動(dòng)則休眠，本方案主要著重于有運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)類型判斷；
由于S2采集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為模擬電信號(hào)，而數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，因此還需在系統(tǒng)用處理器中集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換處理以匹配數(shù)據(jù)庫中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)類型，以便于在相同數(shù)據(jù)類型下進(jìn)行對(duì)比分析判斷；
如圖5所示，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換后的多組運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以時(shí)間為橫向坐標(biāo)軸變量，以三軸加速度Ax, Ay以及三軸角速率Θ X，Θ y, θ ζ為縱軸變量，構(gòu)成運(yùn)動(dòng)曲線，通過運(yùn)動(dòng)曲線的各組坐標(biāo)點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)曲線坐標(biāo)對(duì)比，當(dāng)數(shù)據(jù)之間的匹配度在預(yù)設(shè)的公差范圍內(nèi)，即判定所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)類型為數(shù)據(jù)庫內(nèi)該組坐標(biāo)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)；其中加速度Az與Ax, Ay是呈函數(shù)關(guān)系的，本發(fā)明軟件算法采用Ax，Ay代替Az的參與運(yùn)動(dòng)類型的判斷；
54、輸出判斷運(yùn)動(dòng)類型的結(jié)果，當(dāng)?shù)贸鲞\(yùn)動(dòng)類型的結(jié)果后便可使得穿戴電子設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能量的計(jì)算，而不用入傳統(tǒng)設(shè)備那樣每次都要手動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)類型，此外，運(yùn)動(dòng)類型結(jié)果的直觀輸出方式為顯示輸出或語音輸出，當(dāng)運(yùn)動(dòng)量或時(shí)間超標(biāo)時(shí)，可以給用戶發(fā)出異常提不，如閃光或鳴笛聲；
S5、當(dāng)遇到有數(shù)據(jù)庫中沒有數(shù)據(jù)的新運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行人機(jī)自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)更新，以增加新的運(yùn)動(dòng)類型數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫；
具體的，DHM為人機(jī)自學(xué)習(xí)模式三維路徑曲線；
DAUTO為自動(dòng)識(shí)別模式三維路徑曲線，即檢測(cè)到的用戶運(yùn)動(dòng)曲線；
當(dāng):IDHM-DAUT01 < AD，時(shí)判定識(shí)別成功；
其中，AD:公差范圍；
【權(quán)利要求】
1.基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟: 51、建立包含多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫； 52、采集用戶運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)； 53、將S2中采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與SI數(shù)據(jù)庫中運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)比，分析判斷得出具體的運(yùn)動(dòng)類型； 54、輸出判斷運(yùn)動(dòng)類型的結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所述步驟SI中數(shù)據(jù)庫是通過抽樣選取大量人群運(yùn)動(dòng)時(shí)的參數(shù)形成數(shù)據(jù)庫或直接引用現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)基于不同性別、年齡、體重、身高的人群，即性別、年齡、體重、身高作為判斷運(yùn)動(dòng)類型時(shí)的變量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所述S2中運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為多組不同時(shí)間點(diǎn)的三軸加速度Ax, Ay, Az以及三軸角速率Θ X，Θ y, Θ Z0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所述步驟S3中還對(duì)S2采集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理以匹配數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:其還包括步驟S5、通過聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行人機(jī)自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)更新，以增加新的運(yùn)動(dòng)類型數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)庫的運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所述S4中輸出運(yùn)動(dòng)類型結(jié)果的方式為顯示輸出和/或語音輸出。
8.一種應(yīng)用上述運(yùn)動(dòng)識(shí)別方法的穿戴電子裝置，用于穿戴于人體時(shí)檢測(cè)人體所運(yùn)動(dòng)的類型，其特征在于:包括一系統(tǒng)處理器以及與系統(tǒng)處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源模塊、力口速度傳感器、角速率傳感器，其中，系統(tǒng)處理器為穿戴電子裝置的核心處理中心，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有多種運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)，加速度傳感器、角速率傳感器分別檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的三軸加速度Ax, Ay, Az以及三軸角速率Θ X，Θ y, Θ z并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)處理器，該系統(tǒng)處理器針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷分析得出檢測(cè)到的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)類型；所述電源模塊為其他各模塊供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的穿戴電子裝置，其特征在于:其還包括一無線聯(lián)網(wǎng)通信模塊，該無線聯(lián)網(wǎng)通信模塊與系統(tǒng)處理器連接以供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)更新。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的穿戴電子裝置，其特征在于:其還包括與系統(tǒng)處理器連接的一顯不模塊和/或語音模塊。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK104007822SQ201410240299
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】盧軍營 申請(qǐng)人:中山市永衡互聯(lián)科技有限公司