專利名稱：一種人員運動軌跡跟蹤方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及慣性導航、人員定位技術領域，特別是涉及一種人員運動軌跡跟蹤方 法和裝置。
背景技術：
目前主流的人員運動軌跡跟蹤方法是基于計算機視覺或在裝備了復雜測試設備 和分析工具的實驗室完成，基于計算機視覺的人員軌跡跟蹤是建立在視頻處理、圖像處理 的基礎之上，易受動態環境中多方面因素的影響，數據處理復雜度高，計算量大。而在實驗 室實現跟蹤受場地和設備的限制，缺少實際應用價值。
發明內容
發明目的本發明的目的在于提供一種簡單實用的人員運動軌跡跟蹤方法和裝置。技術方案一種人員運動軌跡跟蹤方法，包括以下步驟1)采樣測量人體運動在X 軸、Y軸和Z軸三個方向的加速度；2)對獲得的加速度進行積分運算，以獲得人體在三個方 向的瞬時速度；3)對獲得的瞬時速度進行積分，以獲得人體在三個方向的運動距離。較佳的，步驟1)中，測量加速度的采樣頻率為250HZ。較佳的，還包括以下步驟通過計算人體行走加速度的無偏自相關性特性，獲得人 員行走的步頻、步長、人員運動的方向，從而生成人員運動的三維軌跡。—種人員運動軌跡跟蹤裝置，包括加速度采集與計算模塊，用于獲得人體運動在X 軸、Y軸和Z軸三個方向的加速度；數據無線傳輸模塊；數據存儲與圖形繪制顯示模塊，用于 顯示人員運動的三維軌跡。較佳的，所述數據無線傳輸模塊為433MHZ通訊模塊。較佳的，所述加速度采集與計算模塊包括三軸加速度傳感器。較佳的，所述加速度采集與計算模塊包括AD轉換模塊。有益效果本發明不需要大量的視頻和圖像，因此數據處理量小，并且受環境的影 響因素少，所得的人員運動軌跡精度卻非常高。
圖1為本發明的實施例1的結構示意圖；圖2為本發明實施例1中加速度采集與計算模塊的結構示意圖；圖3為本發明實施例1中加速度采集數據示例；圖4為圖3中X軸加速度信號自相關系數波形圖；圖5為圖3中Z軸加速度信號自相關系數波形圖。
具體實施例方式下面結合附圖，通過實施例，對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護 范圍不局限于所述實施例。實施例1 一種人員運動軌跡跟蹤方法，包括以下步驟1)以250MHZ的頻率采樣 測量人體運動在X軸、Y軸和ζ軸三個方向的加速度；2)對獲得的加速度進行積分運算，以 獲得人體在三個方向的瞬時速度和瞬時位置數據；3)對獲得的瞬時速度進行積分，以獲得 人體在三個方向的運動距離。同時，通過計算人體行走加速度的無偏自相關性特性，獲得人員行走的步頻、步 長、人員運動的方向，從而生成人員運動的三維軌跡。以上方法通過一種人員運動軌跡跟蹤裝置實現，如圖1所示，該裝置佩戴在運動 人員的腰部，包括加速度采集與計算模塊，用于獲得人體運動在X軸、Y軸和Z軸三個方向 的加速度；數據無線傳輸模塊；數據存儲與圖形繪制顯示模塊，用于顯示人員運動的三維 軌跡。數據無線傳輸模塊為433MHZ通訊模塊，采用CHIPC0N公司CC1100無線收發模塊 實現。加速度采集與計算模塊包括美國FREESACLE公司的MMA7260單芯片三軸加速度傳 感器，MCU采用TI公司的MSP430低功耗芯片，內含AD轉換模塊，系統硬件示意圖如圖2所
7J\ ο本實施例中，實際測量得到的三個軸上的加速度將如圖3所示，其中橫軸為時間 軸，其值為數據采集數量，與系統采樣頻率相關。對于一個信號X(n)，n= 1，2，…，N的無偏自相關函數定義為/f (m) = ~—^ ； }, χ(η)λ*(η十 m).
iv —I to I ΞΤm為任意整數如圖4和圖5所示，自相關函數Rxx提供了信號與其平移m時間后所得信號之間關 聯生產方式的測度，自相關函數曲線反映了信號自身的周期性和噪聲水平。據此可獲得每 步采樣周期時間區間。根據采樣周期時間區間，以X軸為例，設加速度值為A(t)，對A(t)對 t進行積分運算，t為時間，則可得到即時速度SX(t)，再對SX(t)對t進行積分運算，則可得 到在時間T內，人員在X軸上的移動距離LXT(t) =1。同理，在Y軸、Z軸上可獲得WYT(t) = w,HZT(t) =h。參照人員運動起點，點P(l，w，h)就是人員運動軌跡中的一個點，這些點 的集合就形成人員的運動軌跡，可通過數據存儲與圖形繪制顯示模塊集合繪制人員運動的 三維運動軌跡。如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋 為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和范圍前提下，可對 其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
一種人員運動軌跡跟蹤方法，其特征是包括以下步驟1)采樣測量人體運動在X軸、Y軸和Z軸三個方向的加速度；2)對獲得的加速度進行積分運算，以獲得人體在三個方向的瞬時速度；3)對獲得的瞬時速度進行積分，以獲得人體在三個方向的運動距離。
2.如權利要求1所述的人員運動軌跡跟蹤方法，其特征是步驟1)中，測量加速度的 采樣頻率為250HZ。
3.如權利要求1所述的人員運動軌跡跟蹤方法，其特征是還包括以下步驟通過計算 人體行走加速度的無偏自相關性特性，獲得人員行走的步頻、步長、人員運動的方向，從而 生成人員運動的三維軌跡。
4.一種人員運動軌跡跟蹤裝置，其特征是包括加速度采集與計算模塊，用于獲得人 體運動在X軸、Y軸和Z軸三個方向的加速度；數據無線傳輸模塊；數據存儲與圖形繪制顯示模塊，用于顯示人員運動的三維軌跡。
5.如權利要求4所述的人員運動軌跡跟蹤裝置，其特征是所述數據無線傳輸模塊為 433MHZ通訊模塊。
6.如權利要求4所述的人員運動軌跡跟蹤裝置，其特征是所述加速度采集與計算模 塊包括三軸加速度傳感器。
7.如權利要求4所述的人員運動軌跡跟蹤裝置，其特征是所述加速度采集與計算模 塊包括AD轉換模塊。
全文摘要
本發明公開一種人員運動軌跡跟蹤方法，包括以下步驟1)采樣測量人體運動在X軸、Y軸和Z軸三個方向的加速度；2)對獲得的加速度進行積分運算，以獲得人體在三個方向的瞬時速度；3)對獲得的瞬時速度進行積分，以獲得人體在三個方向的運動距離。本發明還公開了實現這種方法的裝置。本發明不需要大量的視頻和圖像，因此數據處理量小，并且受環境的影響因素少，所得的人員運動軌跡精度卻非常高。
文檔編號G08C17/02GK101975582SQ20101052475
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者李星, 陳靜波 申請人:江蘇瑞蚨通軟件科技有限公司(中外合資)