发明名称 估测人体姿态之方法
摘要
申请公布号 TWI356357 申请公布日期 2012.01.11
申请号 TW096149633 申请日期 2007.12.24
申请人 国立交通大学 发明人 陈俊玮;宋开泰
分类号 G08B21/02 主分类号 G08B21/02
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;丁国隆 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 一种估测人体姿态之方法,包含:将三轴加速度计之读值经过讯号前处理步骤,分离出动态与静态加速度;及检查动态加速度中是否存有因跌倒所造成之异常讯号,若无,则分析动态加速度,判断人体姿态处于动态或静态姿态;若判断人体姿态处于动态姿态,则经由步伐侦测及步伐判断的前处理步骤,侦测有无步伐的动作;其中,该步伐侦测及步伐判断的前处理步骤包含:使用欲判断之人体动态姿态的Z轴加速度讯号中的区域极小值作为步伐开始的特征值;撷取连续两步的步伐作为一个周期并将加速度周期化至预设数量资料以供小波转换计算;将该Z轴加速度讯号平方并做两层的小波转换;及藉由小波转换后之小波系数找出区域极大值发生的位置,接着推算出时域中区域极大值发生的近似位置。如申请专利范围第1项之方法,其中若判断人体姿态处于静态姿态,则由人体躯干的倾斜角度判断该人体姿态为站、坐或躺之姿态。如申请专利范围第2项之方法,其中该人体躯干的倾斜角度可藉由加速度计之y感测轴所感测之静态加速度来判断,并藉由下列步骤判断该人体姿态为站、坐或躺之姿态:若符合i>g/i>.cos(20°)<i>g/i>.cos(θ)@sIMGCHAR!d10034.TIF@eIMG!i>g/i>.cos(0°),则判断该人体姿态为站;若符合i>g/i>.cos(60°)<i>g/i>.cos(θ)@sIMGCHAR!d10035.TIF@eIMG!i>g/i>.cos(20°),则判断该人体姿态为坐下;及若符合i>g/i>.cos(θ)@sIMGCHAR!d10036.TIF@eIMG!i>g/i>.cos(60°),则判断该人体姿态为躺下,其中i>g/i>为地球之重力加速度、θ为地球之重力加速度与加速度计之y感测轴之夹角、而i>g/i>.cos(θ)代表y感测轴所感测之静态加速度,其为地球重力加速度之余弦分量。如申请专利范围第1项之方法,其中若侦测到步伐,则将加速度讯号经过小波转换,分析一般步行时能量分布频段之小波系数,并由该等小波系数计算特征参数,藉以判断该步伐为走路、上楼或下楼之姿态;若无侦测到步伐,则将姿态归类为运动状态。如申请专利范围第1项之方法,其中该讯号前处理步骤包含:将一段步行时之三轴加速度讯号设为原始讯号;将此原始讯号经由小波转换后,保留最低频的小波系数,经过还原得到静态加速度讯号;及以该原始加速度讯号减去该静态加速度讯号,以得到动态加速度讯号。如申请专利范围第5项之方法,其中该静态加速度讯号为地球的重力加速度之分量。如申请专利范围第4项之方法,其中该等特征参数至少包含:前方能量比例(RTF),若超过某个预设门槛值则可判断出是否为上楼之人体姿态;及垂直对前方能量比例(RVF),若大于某个预设门槛值,则可判断出是否为下楼之人体姿态。如申请专利范围第7项之方法,其中该前方能量比例(RTF)可以下述公式表示:@sIMGTIF!d10020.TIF@eIMG!,其中i>a/i>z为Z轴方向之加速度,i>d/i>z为Z轴方向之小波分解系数。如申请专利范围第7项之方法,其中该垂直对前方能量比例(RVF)可以下述公式表示:@sIMGTIF!d10021.TIF@eIMG!,其中i>d/i>y为Y轴方向之小波分解系数,i>d/i>z为Z轴方向之小波分解系数。
地址 新竹市大学路1001号