專利名稱：一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)動識別領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在人們進(jìn)行各種運(yùn)動時，往往希望能夠直觀的看到自己進(jìn)行運(yùn)動時的運(yùn)動軌跡、力量、速度、位置等信息，尤其是對于專業(yè)的運(yùn)動員來說，這些信息能夠有助于提高訓(xùn)練效果，糾正一些不良的動作習(xí)慣等。對運(yùn)動的識別首先需要對運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行分析，運(yùn)動參數(shù)的分析指的是以一定時間間隔密集地收集運(yùn)動物體在一段運(yùn)動過程中的每一時刻的物體在三維空間的空間位置(空間坐標(biāo))，物體的姿態(tài)以及線速度等。對運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行定量分析的應(yīng)用領(lǐng)域不僅在于運(yùn)動輔助、運(yùn)動練習(xí)器材，同樣可以應(yīng)用在其他領(lǐng)域，如游戲，多媒體，機(jī)器人等?，F(xiàn)有技術(shù)中，運(yùn)動識別技術(shù)主要包括:圖像法、PSD (位置敏感探測)陣列加MEMS傳感器檢測法、激光定位和MEMS傳感器檢測法。圖像法指的是利用攝像頭來拍攝物體運(yùn)動時的一系列圖像，然后經(jīng)過圖像處理、特征提取、目標(biāo)特征點(diǎn)匹配從而獲取運(yùn)動參數(shù)；后面兩種方法都是檢測物體的三維運(yùn)動及運(yùn)動參數(shù)。但上述方法都存在一些不足:采樣外置攝像頭或外置定位檢測裝置，這不僅增加了圖像處理的預(yù)算量，還增加了成本，并且整個處理系統(tǒng)復(fù)雜、使用不方便，容易受到背景光及環(huán)境的影響?，F(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的運(yùn)動識別方法運(yùn)算量大、處理過程復(fù)雜、容易受到環(huán)境影響的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其中，包括步驟:
A、通過設(shè)置在運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動傳感器，以預(yù)定的時間間隙采集所述運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)，形成一段時間內(nèi)的多個采樣點(diǎn)；
B、對各個采樣點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，消除運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾；
C、根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，并根據(jù)所述姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息；
D、根據(jù)運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息得到用戶使用運(yùn)動練習(xí)拍的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡，并將得到的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡輸出顯示。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述步驟A中，所述運(yùn)動傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀及磁力計(jì)，運(yùn)動數(shù)據(jù)包括通過加速度計(jì)采集的加速度、陀螺儀采集的角速度以及磁力計(jì)采集的地磁場在運(yùn)動練習(xí)拍當(dāng)前時刻所處姿態(tài)下的三軸向分量。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括:
預(yù)先通過加速度計(jì)采集在不同姿態(tài)下的加速度預(yù)期值的預(yù)期值矩陣以及加速度測量值的測量值矩陣得到校準(zhǔn)矩陣，通過所述校準(zhǔn)矩陣對各個采樣點(diǎn)的加速度進(jìn)行校準(zhǔn)處理；預(yù)先多次測量陀螺儀在靜止?fàn)顟B(tài)下的角速度，并計(jì)算測量的多個角速度的平均值作為陀螺儀的零漂偏移量，將各個采樣點(diǎn)的角速度減去所述零漂偏移量得到預(yù)處理后的角速度；
預(yù)先通過磁力計(jì)采集運(yùn)動練習(xí)拍的磁場矩陣以及三軸平方和矩陣，通過最小均方誤差處理得到磁力計(jì)的硬磁干擾向量，將各個采樣點(diǎn)的三軸向分量減去所述硬磁干擾向量得到預(yù)處理后的三軸向分量。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述姿態(tài)角包括:翻滾角ROLL，俯仰角PITCH和方位角YAW ；
R0LL = -asin ( ACCx )，PITCH = atan2 ( ACCy,ACCz )，YAW=atan2 (MagJi * Magy ), MagJt, Magy
是磁力計(jì)測量值的X、Y軸向分量分別在參考水平面的投影值，Accx.AccyjAccz
是加速度計(jì)測量值在剛體坐標(biāo)系下的加速度三軸向分量。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述步驟C具體包括:
Cl、通過運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，計(jì)算出各個采樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣；
C2、通過每一采樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系下的加速度矩陣以及所述轉(zhuǎn)換矩陣，計(jì)算出每一采樣點(diǎn)在參考坐標(biāo)系的加速度矩陣；
C3、將每一采樣點(diǎn)的在參考坐標(biāo)系下的加速度矩陣減去重力加速度向量得到消除地球重力影響后的加速度矩陣，并計(jì)算每一采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的速度矩陣；
C4、根據(jù)所述速度矩陣和消除地球重力影響后的加速度矩陣計(jì)算出每一采樣點(diǎn)的位移向量矩陣，由所述位移向量矩陣、消除重力影響后的加速度矩陣以及姿態(tài)角得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述步驟C4中，運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力F為:
F= *K, K是為運(yùn)動練習(xí)拍的轉(zhuǎn)換系數(shù)，I7ttO為消除重力影響后的加速度矩陣。一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，包括:
運(yùn)動數(shù)據(jù)采集模塊，用于通過設(shè)置在運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動傳感器，以預(yù)定的時間間隙采集所述運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)，形成一段時間內(nèi)的多個采樣點(diǎn)；
數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于對各個采樣點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，消除運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾；
采樣點(diǎn)信息獲取模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，并根據(jù)所述姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息；
運(yùn)動識別模塊，用于根據(jù)運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息得到用戶使用運(yùn)動練習(xí)拍的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡，并將得到的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡輸出顯示。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀及磁力計(jì)，運(yùn)動數(shù)據(jù)包括通過加速度計(jì)采集的加速度、陀螺儀采集的角速度以及磁力計(jì)采集的地磁場在運(yùn)動練習(xí)拍當(dāng)前時刻所處姿態(tài)下的三軸向分量。所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述采樣點(diǎn)信息獲取模塊包括: 第一計(jì)算單元，用于通過運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，計(jì)算
出各個米樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣；
第二計(jì)算單元，用于通過每一采樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系下的加速度矩陣以及所述轉(zhuǎn)換矩陣，計(jì)算出每一采樣點(diǎn)在參考坐標(biāo)系的加速度矩陣；
第三計(jì)算單元，用于將每一采樣點(diǎn)的在參考坐標(biāo)系下的加速度矩陣減去重力加速度向量得到消除地球重力影響后的加速度矩陣，并計(jì)算每一采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的速度矩陣；
信息獲取單元，用于根據(jù)所述速度矩陣和消除地球重力影響后的加速度矩陣計(jì)算出每一采樣點(diǎn)的位移向量矩陣，由所述位移向量矩陣、消除重力影響后的加速度矩陣以及姿態(tài)角得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息。有益效果:本發(fā)明通過對運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，從而消除了運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾，并且根據(jù)計(jì)算得到的姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)獲得了運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息，最后使用戶直觀的看到了用戶使用運(yùn)動練習(xí)拍的力量、速度、角速度信息以及運(yùn)動軌跡，本發(fā)明的方法數(shù)據(jù)處理量小，運(yùn)算簡單，在保證了一定精度的情況下，能夠快速獲得運(yùn)動練習(xí)拍在空間的姿態(tài)角，減少了積分誤差效應(yīng)，可長時間使用。


圖1為本發(fā)明運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法較佳實(shí)施例的流程圖。圖2為圖1所示方法中步驟S103的具體流程圖。圖3為本發(fā)明運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖4為圖3所示系統(tǒng)中采樣點(diǎn)信息獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法較佳實(shí)施例的流程圖，如圖所示，其包括:
5101、通過設(shè)置在運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動傳感器，以預(yù)定的時間間隙采集所述運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)形成一段時間內(nèi)的多個采樣點(diǎn)；
5102、對各個采樣點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，消除運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾；
5103、根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，并根據(jù)所述姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息；
5104、根據(jù)運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息得到用戶使用運(yùn)動練習(xí)拍的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡，并將得到的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡輸出顯示。首先在步驟SlOl中，以預(yù)設(shè)的時間間隙即每隔預(yù)定時間采集運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)，其具體是通過讀取安裝在運(yùn)動練習(xí)拍上的各種運(yùn)動傳感器來的運(yùn)動數(shù)據(jù)，其中的運(yùn)動傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)，加速度計(jì)可以采集運(yùn)動練習(xí)拍的加速度，陀螺儀可以采集運(yùn)動練習(xí)拍的角速度，而磁力計(jì)則可以采集地磁場在運(yùn)動練習(xí)拍當(dāng)前時刻所處姿態(tài)下的三軸向分量，本發(fā)明中的加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)都是三軸傳感器，這些傳感器測量出的數(shù)據(jù)都是剛體坐標(biāo)系下的X、Y、Z (相互垂直)三個軸的數(shù)據(jù)值，稱之為三軸向分量。而所述的時間間隙可以根據(jù)硬件的運(yùn)行速度以及采樣精度綜合考慮，一般來說，采樣間隔時間越短越能真實(shí)反應(yīng)物體運(yùn)動特性，但考慮到運(yùn)算速度和存儲容量，本發(fā)明采用IOOHz的采樣頻率，即所述的時間間隙為10ms。在步驟S102中，通過各個傳感器采集了運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)后，需要對這些運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，以便消除傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾，使最后得到的運(yùn)動數(shù)據(jù)盡可能反映真實(shí)的運(yùn)動信息。下面分別描述各個運(yùn)動傳感器采集的運(yùn)動數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。對于加速度計(jì)的測量值即加速度，因?yàn)樵诘厍蛏希矬w的重力加速度是時刻存在的，物體在不同的姿態(tài)下，加速度計(jì)的測量值和預(yù)期值的偏移有較大的差異，所以在這種情況下，無法用測量值減去一個固定偏移值來對加速度計(jì)的測量值進(jìn)行校準(zhǔn)，否則在不同的姿態(tài)下的誤差就會不一致，影響整個數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用最小均方誤差法來對加速度計(jì)的測量值進(jìn)行校準(zhǔn)。預(yù)先加速度計(jì)采集運(yùn)動練習(xí)拍在不同姿態(tài)下的加速度預(yù)期值的預(yù)期矩陣以及加速度測量值的測量矩陣得到校準(zhǔn)矩陣，通過所述校準(zhǔn)矩陣對各個采樣點(diǎn)的加速度進(jìn)行校準(zhǔn)處理。具體計(jì)算公式為:Y=W*X，其中的Y即運(yùn)動練習(xí)拍在不同姿態(tài)下的加速度預(yù)期值的預(yù)期矩陣，該預(yù)期矩陣是指加速度計(jì)在靜止?fàn)顟B(tài)下所測得的測量值，在靜止?fàn)顟B(tài)下，加速度計(jì)只受地球重力影響，所以加速度的三個軸向分量是可知的，即可預(yù)期的，例如加速度計(jì)正面朝上、水平靜止放在桌面上，此時加速度預(yù)期值為:ACCx=0，ACCy=O, ACCz=I ;胃為加速度計(jì)實(shí)際測量的加速度測量值的測量矩陣加上一列I向量得到的實(shí)際矩陣，X為用于校準(zhǔn)用的校準(zhǔn)矩陣。本發(fā)明選取正上(運(yùn)動傳感器正面朝上)、正下(運(yùn)動傳感器正面朝下)、左上(運(yùn)動傳感器左側(cè)朝上)、左下(運(yùn)動傳感器左側(cè)朝下)、頂上(運(yùn)動傳感器右側(cè)朝上)、頂下(運(yùn)動傳感器右側(cè)朝下)這六種姿態(tài)來分別測量若干次，并求取每種姿態(tài)下的加速度測量值的平均
值，再加上一列I向量得到實(shí)際矩陣,那么可以通過
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括步驟: A、通過設(shè)置在運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動傳感器，以預(yù)定的時間間隙采集所述運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)，形成一段時間內(nèi)的多個采樣點(diǎn)； B、對各個采樣點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，消除運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾； C、根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，并根據(jù)所述姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息； D、根據(jù)運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息得到用戶使用運(yùn)動練習(xí)拍的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡，并將得到的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡輸出顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟A中，所述運(yùn)動傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀及磁力計(jì)，運(yùn)動數(shù)據(jù)包括通過加速度計(jì)采集的加速度、陀螺儀采集的角速度以及磁力計(jì)采集的地磁場在運(yùn)動練習(xí)拍當(dāng)前時刻所處姿態(tài)下的三軸向分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括:預(yù)先通過加速度計(jì)采集在不同姿態(tài)下的加速度預(yù)期值的預(yù)期值矩陣以及加速度測量值的測量值矩陣得到校準(zhǔn)矩陣，通過所述校準(zhǔn)矩陣對各個采樣點(diǎn)的加速度進(jìn)行校準(zhǔn)處理；預(yù)先多次測量陀螺儀在靜止?fàn)顟B(tài)下的角速度，并計(jì)算測量的多個角速度的平均值作為陀螺儀的零漂偏移量，將各個采樣點(diǎn)的角速度減去所述零漂偏移量得到預(yù)處理后的角速度； 預(yù)先通過磁力計(jì)采集運(yùn)動練習(xí)拍的磁場矩陣以及三軸平方和矩陣，通過最小均方誤差處理得到磁力計(jì)的硬磁干擾向量，將各個采樣點(diǎn)的三軸向分量減去所述硬磁干擾向量得到預(yù)處理后的三軸向分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述姿態(tài)角包括:翻滾角ROLL，俯仰角PITCH和方位角YAW ； R0LL = -asin ( ACCx )，PITCH = a`tan2 ( ACCy, ACCz )，YAff=atan2 (MagJt Magy ),Mag； Magy是磁力計(jì)的測量值的x、Y軸向分量分別在參考水平面的投影值，Accx , AccyiAccz是加速度計(jì)測量值在剛體坐標(biāo)系下的加速度三軸向分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟C具體包括: Cl、通過運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，計(jì)算出各個采樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，并計(jì)算每一采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的速度矩陣；C2、通過每一采樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系下的加速度矩陣以及所述轉(zhuǎn)換矩陣，計(jì)算出每一采樣點(diǎn)在參考坐標(biāo)系的加速度矩陣； C3、將每一采樣點(diǎn)的在參考坐標(biāo)系下的加速度矩陣減去重力加速度向量得到消除地球重力影響后的加速度矩陣； C4、根據(jù)所述速度矩陣和消除地球重力影響后的加速度矩陣計(jì)算出每一采樣點(diǎn)的位移向量矩陣，由所述位移向量矩陣、消除重力影響后的加速度矩陣以及姿態(tài)角得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟C4中，運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力F為: F= *K, K是為運(yùn)動練習(xí)拍的轉(zhuǎn)換系數(shù)，為消除重力影響后的加速度矩陣。
7.—種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 運(yùn)動數(shù)據(jù)采集模塊，用于通過設(shè)置在運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動傳感器，以預(yù)定的時間間隙采集所述運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)，形成一段時間內(nèi)的多個采樣點(diǎn)； 數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于對各個采樣點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，消除運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾； 采樣點(diǎn)信息獲取模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐 標(biāo)系的姿態(tài)角，并根據(jù)所述姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息； 運(yùn)動識別模塊，用于根據(jù)運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息得到用戶使用運(yùn)動練習(xí)拍的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡，并將得到的力量、速度、角度信息以及運(yùn)動軌跡輸出顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀及磁力計(jì)，運(yùn)動數(shù)據(jù)包括通過加速度計(jì)采集的加速度、陀螺儀采集的角速度以及磁力計(jì)采集的地磁場在運(yùn)動練習(xí)拍當(dāng)前時刻所處姿態(tài)下的三軸向分量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣點(diǎn)信息獲取模塊包括: 第一計(jì)算單元，用于通過運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，計(jì)算出各個米樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，并計(jì)算每一米樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的速度矩陣； 第二計(jì)算單元，用于通過每一采樣點(diǎn)在載體坐標(biāo)系下的加速度矩陣以及所述轉(zhuǎn)換矩陣，計(jì)算出每一采樣點(diǎn)在參考坐標(biāo)系的加速度矩陣； 第三計(jì)算單元，用于將每一采樣點(diǎn)的在參考坐標(biāo)系下的加速度矩陣減去重力加速度向量得到消除地球重力影響后的加速度矩陣； 信息獲取單元，用于根據(jù)所述速度矩陣和消除地球重力影響后的加速度矩陣計(jì)算出每一采樣點(diǎn)的位移向量矩陣，由所述位移向量矩陣、消除重力影響后的加速度矩陣以及姿態(tài)角得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開一種運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，其中，所述方法包括步驟通過設(shè)置在運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動傳感器，以預(yù)定的時間間隙采集所述運(yùn)動練習(xí)拍的運(yùn)動數(shù)據(jù)，形成一段時間內(nèi)的多個采樣點(diǎn)；對各個采樣點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，消除運(yùn)動傳感器的自身零飄以及周圍環(huán)境的電磁干擾；根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，并根據(jù)所述姿態(tài)角以及運(yùn)動數(shù)據(jù)得到運(yùn)動練習(xí)拍在各個采樣點(diǎn)的受力信息、轉(zhuǎn)動信息以及空間位置信息。
文檔編號G01C21/20GK103105166SQ20131002916
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者肖署輝 申請人:深圳市爾思電子有限公司