加速度傳感器在動(dòng)作識(shí)別中的應(yīng)用簡(jiǎn)析

時(shí)間：2017-09-22作者：深圳必優(yōu)傳感科技有限公司瀏覽：99

隨著微機(jī)械電子MEMS的技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，加速度傳感器的微型化、智能化，使其在人體運(yùn)動(dòng)信息識(shí)別中得到了較廣泛的應(yīng)用。加速度傳感器已經(jīng)應(yīng)用于輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、訓(xùn)練強(qiáng)度監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、車(chē)輛載荷檢測(cè)、步態(tài)分析等方面。

測(cè)量原理
人體前臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終和豎直方向（或水平方向）成一定的角度關(guān)系。通過(guò)固定于前臂上的三軸加速度傳感器的各個(gè)軸與重力方向（豎直向下）之間的夾角就可以檢測(cè)出人體前臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

在進(jìn)行前臂運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，首先將傳感器固定于前臂上，隨著前臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，傳感器輸出的變化信號(hào)經(jīng)處理后可以得到前臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

以簡(jiǎn)單平面運(yùn)動(dòng)為例，待測(cè)者肘關(guān)節(jié)置于桌面上不動(dòng)，前臂繞肘關(guān)節(jié)做豎直平面的屈肘動(dòng)作，加速度傳感器安裝于腕關(guān)節(jié)，注意在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)保持其位置不變。在以上約束條件下，當(dāng)前臂不動(dòng)時(shí)，只需檢測(cè)當(dāng)前加速度傳感器各敏感軸與重力方向的夾角，即可分析出前臂的姿態(tài)。

當(dāng)傳感器保持相對(duì)靜止時(shí)，會(huì)受到重力的作用，這樣加速度傳感器輸出與重力加速度方向相反、大小相等的加速度信號(hào)，此加速度信號(hào)在三個(gè)軸上的輸出分量取決于三個(gè)敏感軸與重力的方向的夾角。

動(dòng)作識(shí)別
傳統(tǒng)的電腦游戲控制方式通常是以鍵盤(pán)、鼠標(biāo)作為輸入接口，游戲者在進(jìn)行游戲時(shí)長(zhǎng)時(shí)間處于端坐狀態(tài)，操作枯燥且對(duì)游戲者的頸椎、腰椎、視力造成較大傷害。針對(duì)此類(lèi)弊端，很多游戲運(yùn)營(yíng)商已著手開(kāi)發(fā)新型的游戲操作方式。將該系統(tǒng)與游戲相結(jié)合，通過(guò)人體動(dòng)作控制游戲的方式來(lái)取代傳統(tǒng)的電腦游戲的控制方式，可有效地客服傳統(tǒng)游戲的弊端。游戲者模擬電腦畫(huà)面中人物的動(dòng)作，系統(tǒng)采集游戲者各肢體的加速度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行動(dòng)作的識(shí)別，然后替代鍵盤(pán)輸出命令至PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲人物的控制，使游戲者產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。

當(dāng)游戲者模仿游戲人物做出不同招式的動(dòng)作時(shí)，安裝于身體不同位置的加速度傳感器將分別采集到一組不斷變化的加速度信息，每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)將其所采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線(xiàn)及藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)模塊較終匯總至系統(tǒng)的主機(jī)。系統(tǒng)將不斷得到的每一組數(shù)據(jù)與提前存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的招式數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比匹配，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)的某一組數(shù)據(jù)達(dá)到一定程度的近似時(shí)，即可認(rèn)為兩者匹配，系統(tǒng)向PC機(jī)發(fā)出模擬鍵盤(pán)的指令控制游戲中人物的動(dòng)作。

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