本發(fā)明涉及生物識(shí)別領(lǐng)域，特別涉及一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備、系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

考慮到我國日趨嚴(yán)重的老齡化社會(huì)問題，同時(shí)考慮還有一大批行動(dòng)不方便的殘疾人，開發(fā)家庭服務(wù)機(jī)器人非常有必要。識(shí)別人的運(yùn)動(dòng)是服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主服務(wù)、人機(jī)交互的基礎(chǔ)，并成為近年來被廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，基于視覺傳感器的運(yùn)動(dòng)識(shí)別采用的方法主要有三類:第一類，基于時(shí)空特征的模式分析方法。這種方法是首先將提取人體區(qū)域圖像序列轉(zhuǎn)換為一組靜態(tài)形狀模式，然后在識(shí)別階段和預(yù)先存儲(chǔ)的行為樣本相比較。這類方法計(jì)算復(fù)雜度低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是對(duì)于噪聲和運(yùn)動(dòng)時(shí)間間隔的變化敏感。

第二類，基于模型的方法。該方法先采用人體2D或3D模型得到每一幀視頻中的人體姿勢(shì)，然后利用隨時(shí)間變化的姿勢(shì)來描述不同動(dòng)作。該方法準(zhǔn)確度高，但是計(jì)算量大，對(duì)設(shè)備要求高，實(shí)時(shí)性差。

第三類，基于圖像統(tǒng)計(jì)處理的方法。這類方法直接對(duì)視頻幀的低層信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而對(duì)視頻段進(jìn)行理解。比如，MaandLin通過對(duì)視頻幀進(jìn)行主成分分析，然后對(duì)各種動(dòng)作序列進(jìn)行分類和識(shí)別，但是圖像的大數(shù)據(jù)量導(dǎo)致計(jì)算量非常大。家庭環(huán)境下拍攝的圖像背景雜亂，人體姿態(tài)視角不一，衣著顏色風(fēng)格各異，運(yùn)動(dòng)時(shí)間間隔變化多樣，前面描述的行為分析方法都很難應(yīng)用于復(fù)雜家庭環(huán)境下的行為理解系統(tǒng)中。本文研究在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)人的日常典型動(dòng)作(如站起、躺下等)和突發(fā)異常動(dòng)作(摔倒)進(jìn)行識(shí)別。其中涉及的關(guān)鍵性問題是:人的運(yùn)動(dòng)表征與人的動(dòng)作識(shí)別，此問題的實(shí)質(zhì)是提取何種特征，采用什么樣的機(jī)制、模型對(duì)人的動(dòng)作進(jìn)行建模。

現(xiàn)有的人體姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)還存在以下的問題：

1、復(fù)雜：現(xiàn)有的人體姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)大都采用極其復(fù)雜的編程手段和復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)制作而成。整個(gè)系統(tǒng)非常的復(fù)雜，整個(gè)設(shè)備體積非常的大。導(dǎo)致了成本的提升。

2、智能近距離檢測(cè)：現(xiàn)有的人體檢測(cè)系統(tǒng)大都智能在穿戴設(shè)備的近距離進(jìn)行檢測(cè)，使用起來非常的不方便。

3、識(shí)別準(zhǔn)確率低：采用的識(shí)別方法都只是單純的對(duì)各個(gè)模塊獲取的人體數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單分析處理，沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和糾正，導(dǎo)致識(shí)別的準(zhǔn)確率大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提供了一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備、系統(tǒng)及控制方法，該發(fā)明具有識(shí)別準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、算法先進(jìn)和成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備，其特征在于，它包括：供電電路、慣性傳感器、主控制器、GPRS模塊、接口電路、晶振電路和復(fù)位電路；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述復(fù)位電路信號(hào)連接于主控制器；所述慣性傳感器信號(hào)連接于主控制器；所述GPRS模塊信號(hào)連接于主控制器；所述供電電路分別信號(hào)連接于慣性傳感器、主控制器和GPRS模塊。

所述供電電路，用于給穿戴設(shè)備提供能源支持；所述慣性傳感器，固定在人體特定部位，用于完成對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀的信息采集，然后通過串口發(fā)送到主控制器；所述主控制器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行卡爾曼濾波融合出人體特定部位的角度，然后根據(jù)特定部位的角度值完成姿態(tài)的檢測(cè)，最后GPRS模塊通過socket協(xié)議將姿態(tài)信息打包傳送到上位機(jī)。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端；所述上位機(jī)控制終端包括：數(shù)據(jù)傳輸模塊、系統(tǒng)配置模塊、讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；所述系統(tǒng)配置模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述讀取模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊了信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊。

所述數(shù)據(jù)傳輸模所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述系統(tǒng)配置模塊，用于進(jìn)行時(shí)鐘配置、串口配置和慣性傳感器配置；所述讀取模塊，用于發(fā)送數(shù)據(jù)讀取命令至穿戴設(shè)備，觸發(fā)穿戴設(shè)備獲取磁力原始數(shù)據(jù)、加速度計(jì)原始數(shù)據(jù)和陀螺儀原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)穿戴設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

所述慣性傳感為iNEMO模塊。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)；

步驟2：開始進(jìn)行時(shí)鐘配置和串口配置，配置完成后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)；

步驟3：注冊(cè)成功后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并對(duì)慣性傳感器進(jìn)行配置；

步驟4：配置完成后，通過讀取模塊發(fā)送讀取命令至穿戴設(shè)備；

步驟5：穿戴設(shè)備的慣性傳感器開始對(duì)磁力計(jì)、加速度計(jì)和陀螺儀的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取；

步驟6：穿戴設(shè)備開始對(duì)磁力計(jì)、陀螺儀和加速度儀獲取到的值進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至主控制器；

步驟7：主控制器開始對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲取角度值，將融合結(jié)果和角度值進(jìn)行數(shù)據(jù)打包；

步驟8：將打包后的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位控制機(jī)，上位控制機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。

所述主控制器對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的方法包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)從陀螺儀中獲取到的數(shù)據(jù)信息，求取四元數(shù)，然后采用如下公式，將四元數(shù)轉(zhuǎn)換成姿態(tài)角：

其中，w_x，w_y，w_z為三軸加速度的橫坐標(biāo)

步驟2：然后利用從加速度計(jì)獲取到的數(shù)據(jù)信息，采用卡爾曼濾波的方法對(duì)四元數(shù)進(jìn)行修正，采用的狀態(tài)空間方程為：

X(k)＝AX(k-1)+BU(k)+W(k)；

Z(k)＝HX(k)+V(k)；

其中X(k)是k時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)，U(k)是k時(shí)刻的系統(tǒng)的控制量，A和B是系統(tǒng)參數(shù)，Z(k)是k時(shí)刻的測(cè)量值，H是測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)，W(k)和V(k)分別表示過程和測(cè)量的噪聲。

步驟3：隨后讀取磁力計(jì)輸出的三軸磁場(chǎng)強(qiáng)度為：然后用加速度計(jì)對(duì)磁力計(jì)進(jìn)行傾斜補(bǔ)償：

根據(jù)傾斜補(bǔ)償后的磁力輸出，可以求得偏航角為：

$\mathrm{\τ}=atan\left(\frac{M_y^n}{M_x^n}\right).$

采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生了以下有益效果：

1、識(shí)別準(zhǔn)確率高：本發(fā)明采用的識(shí)別算法中，除了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以外，還對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)融合。

2、傳輸距離大：本發(fā)明采用了GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，能夠大大擴(kuò)展傳輸距離和傳輸質(zhì)量。保證了能夠在很遠(yuǎn)的地方對(duì)人體進(jìn)行檢測(cè)。

3、體積小巧方便，應(yīng)用性強(qiáng)：本發(fā)明的穿戴設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，同時(shí)也保證了穿戴設(shè)備整體小巧方便，具有極強(qiáng)的應(yīng)用性。

4、算法先進(jìn)：本發(fā)明改進(jìn)后的算法除了對(duì)直接獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理外，還對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合和糾偏。在傳統(tǒng)的算法基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，使其更能適應(yīng)姿態(tài)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備、系統(tǒng)及控制方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

本發(fā)明實(shí)施例1中提供了一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備：

一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備，其特征在于，它包括：供電電路、慣性傳感器、主控制器、GPRS模塊、接口電路、晶振電路和復(fù)位電路；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述復(fù)位電路信號(hào)連接于主控制器；所述慣性傳感器信號(hào)連接于主控制器；所述GPRS模塊信號(hào)連接于主控制器；所述供電電路分別信號(hào)連接于慣性傳感器、主控制器和GPRS模塊。

所述供電電路，用于給穿戴設(shè)備提供能源支持；所述慣性傳感器，固定在人體特定部位，用于完成對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀的信息采集，然后通過串口發(fā)送到主控制器；所述主控制器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行卡爾曼濾波融合出人體特定部位的角度，然后根據(jù)特定部位的角度值完成姿態(tài)的檢測(cè)，最后GPRS模塊通過socket協(xié)議將姿態(tài)信息打包傳送到上位機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例2中提供了一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備和系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備，其特征在于，它包括：供電電路、慣性傳感器、主控制器、GPRS模塊、接口電路、晶振電路和復(fù)位電路；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述復(fù)位電路信號(hào)連接于主控制器；所述慣性傳感器信號(hào)連接于主控制器；所述GPRS模塊信號(hào)連接于主控制器；所述供電電路分別信號(hào)連接于慣性傳感器、主控制器和GPRS模塊。

所述供電電路，用于給穿戴設(shè)備提供能源支持；所述慣性傳感器，固定在人體特定部位，用于完成對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀的信息采集，然后通過串口發(fā)送到主控制器；所述主控制器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行卡爾曼濾波融合出人體特定部位的角度，然后根據(jù)特定部位的角度值完成姿態(tài)的檢測(cè)，最后GPRS模塊通過socket協(xié)議將姿態(tài)信息打包傳送到上位機(jī)。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端；所述上位機(jī)控制終端包括：數(shù)據(jù)傳輸模塊、系統(tǒng)配置模塊、讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；所述系統(tǒng)配置模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述讀取模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊了信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊。

所述數(shù)據(jù)傳輸模所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述系統(tǒng)配置模塊，用于進(jìn)行時(shí)鐘配置、串口配置和慣性傳感器配置；所述讀取模塊，用于發(fā)送數(shù)據(jù)讀取命令至穿戴設(shè)備，觸發(fā)穿戴設(shè)備獲取磁力原始數(shù)據(jù)、加速度計(jì)原始數(shù)據(jù)和陀螺儀原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)穿戴設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

所述慣性傳感為iNEMO模塊。

本發(fā)明實(shí)施例3中提供了一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備、系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備，其特征在于，它包括：供電電路、慣性傳感器、主控制器、GPRS模塊、接口電路、晶振電路和復(fù)位電路；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述復(fù)位電路信號(hào)連接于主控制器；所述慣性傳感器信號(hào)連接于主控制器；所述GPRS模塊信號(hào)連接于主控制器；所述供電電路分別信號(hào)連接于慣性傳感器、主控制器和GPRS模塊。

所述供電電路，用于給穿戴設(shè)備提供能源支持；所述慣性傳感器，固定在人體特定部位，用于完成對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀的信息采集，然后通過串口發(fā)送到主控制器；所述主控制器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行卡爾曼濾波融合出人體特定部位的角度，然后根據(jù)特定部位的角度值完成姿態(tài)的檢測(cè)，最后GPRS模塊通過socket協(xié)議將姿態(tài)信息打包傳送到上位機(jī)。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端；所述上位機(jī)控制終端包括：數(shù)據(jù)傳輸模塊、系統(tǒng)配置模塊、讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；所述系統(tǒng)配置模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述讀取模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊了信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊。

所述數(shù)據(jù)傳輸模所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述系統(tǒng)配置模塊，用于進(jìn)行時(shí)鐘配置、串口配置和慣性傳感器配置；所述讀取模塊，用于發(fā)送數(shù)據(jù)讀取命令至穿戴設(shè)備，觸發(fā)穿戴設(shè)備獲取磁力原始數(shù)據(jù)、加速度計(jì)原始數(shù)據(jù)和陀螺儀原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)穿戴設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

所述慣性傳感為iNEMO模塊。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)；

步驟2：開始進(jìn)行時(shí)鐘配置和串口配置，配置完成后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)；

步驟3：注冊(cè)成功后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并對(duì)慣性傳感器進(jìn)行配置；

步驟4：配置完成后，通過讀取模塊發(fā)送讀取命令至穿戴設(shè)備；

步驟5：穿戴設(shè)備的慣性傳感器開始對(duì)磁力計(jì)、加速度計(jì)和陀螺儀的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行讀?。?/p>

步驟6：穿戴設(shè)備開始對(duì)磁力計(jì)、陀螺儀和加速度儀獲取到的值進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至主控制器；

步驟7：主控制器開始對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲取角度值，將融合結(jié)果和角度值進(jìn)行數(shù)據(jù)打包；

步驟8：將打包后的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位控制機(jī)，上位控制機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。

所述主控制器對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的方法包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)從陀螺儀中獲取到的數(shù)據(jù)信息，求取四元數(shù)，然后采用如下公式，將四元數(shù)轉(zhuǎn)換成姿態(tài)角：

其中，w_x，w_y，w_z為三軸加速度的橫坐標(biāo)

步驟2：然后利用從加速度計(jì)獲取到的數(shù)據(jù)信息，采用卡爾曼濾波的方法對(duì)四元數(shù)進(jìn)行修正，采用的狀態(tài)空間方程為：

X(k)＝AX(k-1)+BU(k)+W(k)；

Z(k)＝HX(k)+V(k)；

其中X(k)是k時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)，U(k)是k時(shí)刻的系統(tǒng)的控制量，A和B是系統(tǒng)參數(shù)，Z(k)是k時(shí)刻的測(cè)量值，H是測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)，W(k)和V(k)分別表示過程和測(cè)量的噪聲。

步驟3：隨后讀取磁力計(jì)輸出的三軸磁場(chǎng)強(qiáng)度為：然后用加速度計(jì)對(duì)磁力計(jì)進(jìn)行傾斜補(bǔ)償：

根據(jù)傾斜補(bǔ)償后的磁力輸出，可以求得偏航角為：

$\mathrm{\τ}=atan\left(\frac{M_y^n}{M_x^n}\right).$

本發(fā)明實(shí)施例4中提供了一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備、系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

一種人體姿態(tài)檢測(cè)穿戴設(shè)備，其特征在于，它包括：供電電路、慣性傳感器、主控制器、GPRS模塊、接口電路、晶振電路和復(fù)位電路；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述接口電路信號(hào)連接于主控制器；所述復(fù)位電路信號(hào)連接于主控制器；所述慣性傳感器信號(hào)連接于主控制器；所述GPRS模塊信號(hào)連接于主控制器；所述供電電路分別信號(hào)連接于慣性傳感器、主控制器和GPRS模塊。

所述供電電路，用于給穿戴設(shè)備提供能源支持；所述慣性傳感器，固定在人體特定部位，用于完成對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀的信息采集，然后通過串口發(fā)送到主控制器；所述主控制器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行卡爾曼濾波融合出人體特定部位的角度，然后根據(jù)特定部位的角度值完成姿態(tài)的檢測(cè)，最后GPRS模塊通過socket協(xié)議將姿態(tài)信息打包傳送到上位機(jī)。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端；所述上位機(jī)控制終端包括：數(shù)據(jù)傳輸模塊、系統(tǒng)配置模塊、讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；所述系統(tǒng)配置模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述讀取模塊信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊了信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸模塊。

所述數(shù)據(jù)傳輸模所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接穿戴設(shè)備和上位機(jī)控制終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述系統(tǒng)配置模塊，用于進(jìn)行時(shí)鐘配置、串口配置和慣性傳感器配置；所述讀取模塊，用于發(fā)送數(shù)據(jù)讀取命令至穿戴設(shè)備，觸發(fā)穿戴設(shè)備獲取磁力原始數(shù)據(jù)、加速度計(jì)原始數(shù)據(jù)和陀螺儀原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)穿戴設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

所述慣性傳感為iNEMO模塊。

一種人體姿態(tài)檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)；

步驟2：開始進(jìn)行時(shí)鐘配置和串口配置，配置完成后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)；

步驟3：注冊(cè)成功后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并對(duì)慣性傳感器進(jìn)行配置；

步驟4：配置完成后，通過讀取模塊發(fā)送讀取命令至穿戴設(shè)備；

步驟5：穿戴設(shè)備的慣性傳感器開始對(duì)磁力計(jì)、加速度計(jì)和陀螺儀的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行讀??；

步驟6：穿戴設(shè)備開始對(duì)磁力計(jì)、陀螺儀和加速度儀獲取到的值進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至主控制器；

步驟7：主控制器開始對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲取角度值，將融合結(jié)果和角度值進(jìn)行數(shù)據(jù)打包；

步驟8：將打包后的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位控制機(jī)，上位控制機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。

所述主控制器對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的方法包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)從陀螺儀中獲取到的數(shù)據(jù)信息，求取四元數(shù)，然后采用如下公式，將四元數(shù)轉(zhuǎn)換成姿態(tài)角：

其中，w_x，w_y，w_z為三軸加速度的橫坐標(biāo)

步驟2：然后利用從加速度計(jì)獲取到的數(shù)據(jù)信息，采用卡爾曼濾波的方法對(duì)四元數(shù)進(jìn)行修正，采用的狀態(tài)空間方程為：

X(k)＝AX(k-1)+BU(k)+W(k)；

Z(k)＝HX(k)+V(k)；

其中X(k)是k時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)，U(k)是k時(shí)刻的系統(tǒng)的控制量，A和B是系統(tǒng)參數(shù)，Z(k)是k時(shí)刻的測(cè)量值，H是測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)，W(k)和V(k)分別表示過程和測(cè)量的噪聲。

步驟3：隨后讀取磁力計(jì)輸出的三軸磁場(chǎng)強(qiáng)度為：然后用加速度計(jì)對(duì)磁力計(jì)進(jìn)行傾斜補(bǔ)償：

根據(jù)傾斜補(bǔ)償后的磁力輸出，可以求得偏航角為：

$\mathrm{\τ}=atan\left(\frac{M_y^n}{M_x^n}\right).$

本發(fā)明采用的識(shí)別算法中，除了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以外，還對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)融合。

本發(fā)明采用了GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，能夠大大擴(kuò)展傳輸距離和傳輸質(zhì)量。保證了能夠在很遠(yuǎn)的地方對(duì)人體進(jìn)行檢測(cè)。

本發(fā)明的穿戴設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，同時(shí)也保證了穿戴設(shè)備整體小巧方便，具有極強(qiáng)的應(yīng)用性。

本發(fā)明改進(jìn)后的算法除了對(duì)直接獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理外，還對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合和糾偏。在傳統(tǒng)的算法基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，使其更能適應(yīng)姿態(tài)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。