基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及人體肢體微動作識別裝置，具體為基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置。解決現(xiàn)有識別技術(shù)或裝置存在的準確度較差以及無法識別快速變化的肢體微動作的問題。包括STC89C52主控芯片，集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片，HMC2300弱磁信號采集模塊，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片；集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連，HMC2300弱磁信號采集模塊的輸出端與CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連。本發(fā)明能夠準確的測量出人體在發(fā)生運動時，肌體向外界發(fā)出的某些信號，通過對這些信號的分析就能夠準確的得出身體此時所處的狀態(tài)。
【專利說明】基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人體肢體微動作識別裝置，具體為基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]我國60歲及以上人口為1.78億人，65歲及以上人口為1.19億人。在對老年人的關(guān)懷、護理，醫(yī)院病人的臨床診斷、康復、以及其它需要手語識別的地方需要大量新技術(shù)的引入。通過測量人體肢體微動作，研究由此產(chǎn)生的磁場、加速度、角速度等信號，分析相關(guān)信息，可以了解人的肢體信息，便于研究除語言以外的人際交流。人類肢體動作識別技術(shù)具有極大的應(yīng)用價值和重要的研究意義:
(I)醫(yī)療
針對長期臥床和行動不便患者的肢體語言快速準確識別，便于醫(yī)生之間的溝通，這對于病?；颊哂绕渲匾?。
[0003](2)新型人機交互系統(tǒng)的開發(fā)
肢體微動識別系統(tǒng)可以作為機器的輸入設(shè)備，避免長期電磁輻射對人體的傷害。
[0004](3)聾啞人教育
從消除健全人與聾啞人之間的交流障礙，幫助聾啞人參加社會的各項活動。
[0005](4)犯罪表情研究:
通過對罪犯細微表情的研究，了解犯罪分子的心里作用。
[0006](5)人體器官健康狀況的判斷
人體的不同器官存在著很多的微弱磁場，不同的器官磁場強度是不一樣的。在正常情況下，肌肉和器官的磁場是一定的，但是在劇烈運動下或發(fā)生病變的情況下肌肉和器官的磁場會發(fā)生較為明顯的變化。通過測量人體磁場來分析人體的各種肌肉運動狀況和器官健康狀況。
[0007]作為領(lǐng)域內(nèi)研究的重點和難點，肢體微動作識別由于其變化速度快，幅度小，復雜程度高，對測量造成了很大的困難。
[0008]目前對人體動作和姿態(tài)的辨識存在多種方案。近年來，基于主動結(jié)構(gòu)光或體視法的肢體紅外三維重構(gòu)技術(shù)受到研究者的重視，然而通過該技術(shù)獲得的動作信息準確度較差，無法識別快速變化的肢體微動作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決現(xiàn)有識別技術(shù)或裝置存在的準確度較差以及無法識別快速變化的肢體微動作的問題，提供一種基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置。
[0010]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置，包括STC89C52主控芯片，集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片，HMC2300弱磁信號采集模塊，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片；集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連，HMC2300弱磁信號采集模塊的輸出端與CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連。HMC2300弱磁信號采集模塊采集的信號為模擬信號，需通過AD轉(zhuǎn)換芯片(CS5509)將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。加速度與陀螺儀(mpu6050)采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號。最后將倆者的信號輸入到STC89C52主控芯片，利用專門的軟件融合分析采集到的數(shù)據(jù)，從而分析出識別結(jié)果。
[0011]國內(nèi)外針對肢體動作識別技術(shù)的研究工作主要通過兩條途徑開展，一是通過采用不同的數(shù)據(jù)處理方法，改善并結(jié)合不同的算法，從軟件的角度入手；二是通過采取不同類型的傳感器，優(yōu)化傳感結(jié)構(gòu)，從硬件上尋求突破。本發(fā)明所述裝置屬于第二種情況。本發(fā)明所述裝置涉及的軟件是現(xiàn)有成熟技術(shù)，或者說是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有的本領(lǐng)域研究成果能夠容易實現(xiàn)的。
[0012]人體的不同器官存在著很多的微弱磁場，不同的器官磁場強度是不一樣的。在正常情況下，肌肉和器官的磁場是一定的，但是在劇烈運動下或發(fā)生病變的情況下肌肉和器官的磁場會發(fā)生較為明顯的變化。本發(fā)明就是通過弱磁信號采集模塊測量人體磁場來分析人體的各種肌肉運動狀況和器官健康狀況。在運動時，肌肉會發(fā)生微小的形變，利用加速度傳感器與陀螺儀綁附在想要測量的肌肉上，待肌肉發(fā)生形變時會采集到相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。弱磁信號采集模塊采集到的磁信號，在輸出時會轉(zhuǎn)換為比較弱的電信號，大約在幾百個nV左右。一般的AD轉(zhuǎn)換芯片很難對其進行處理。本發(fā)明采用的CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換位數(shù)高達16位?？梢杂行У膶⑽⑷跄M電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，準確率高。
[0013]本發(fā)明采用弱磁信號采集模塊、加速度傳感器與陀螺儀構(gòu)成多軸采集系統(tǒng)，對所需要的信號進行采集。雖然目前市場上有一些傳感器能夠粗略的采集到一些該領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，但是由于其測量精度較差很難實現(xiàn)高準確度的辨識，所以本發(fā)明旨在提供基于多類傳感器的高精度采集及識別系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明所述裝置能夠準確的測量出人體在發(fā)生運動時，肌體向外界發(fā)出的某些信號，通過對這些信號的分析就能夠準確的得出身體此時所處的狀態(tài)。這項研究對年紀偏大的老人還有聾啞兒童與外界的交流搭建了一架橋梁，另外在對機器人研究上也會有很重要的意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置，包括STC89C52主控芯片，集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片，HMC2300弱磁信號采集模塊，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片；集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連，HMC2300弱磁信號采集模塊的輸出端與CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連。HMC2300弱磁信號采集模塊采集的信號為模擬信號，需通過AD轉(zhuǎn)換芯片(CS5509)將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。加速度與陀螺儀(mpu6050)采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號。最后將倆者的信號輸入到STC89C52主控芯片，利用專門的軟件融合分析采集到的數(shù)據(jù)，從而分析出識別結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多傳感器的人體肢體微動作識別裝置，其特征在于包括STC89C52主控芯片，集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片，HMC2300弱磁信號采集模塊，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片；集成的mpu6050加速度與陀螺儀芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連，HMC2300弱磁信號采集模塊的輸出端與CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，CS5509AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與STC89C52主控芯片的輸入端相連。
【文檔編號】G06K9/00GK104298978SQ201410600953
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月1日
【發(fā)明者】侯志文, 楊華, 白冶國 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司陽泉供電公司