CN111067542A - 一种基于运动数据对小动物的运动控制方法及系统 - Google Patents

一种基于运动数据对小动物的运动控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供的一种基于运动数据对小动物的运动控制方法，分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号并构建运动仿真图，根据运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将第一数字信号对应的距离作为实验距离，以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵，检测到小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。采用发明提供的实施例，通过对小动物的运动数据进行分析，从而获取小动物的最优运动方式，并采用这种最优运动方式进行实验，进而能够精准地获取小动物运动的实验数据。

Description

一种基于运动数据对小动物的运动控制方法及系统
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于运动数据对小动物的运动控制方法。
背景技术
现有的小动物跑台，大多为电动拖动平面跑道，并使动物在跑台上进行运动训练，称之为经典的平面跑台。通过施加不同程度的电流刺激滑落跑台的小动物，使之能够维持在跑台上运动，从而获取小动物的实验数据。
然而，现有的小动物跑台刺激用的电流是有一定的阈值的，并且长期对小动物进行电刺激，能够一定程度的使得小动物适应这种刺激方式，造成实验数据的误差；现有的另一种使小动物自主进行运动的方式是在跑台上的某处放置食物，引诱小动物自主地跑向食物，从而获取小动物的实验数据，但是由于并未设置电刺激的方式，导致小动物可能并未按照预想的方式去获得食物，从而造成实验数据的误差。
所以，如何精准地获取小动物运动的实验数据，仍是是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于运动数据对小动物的运动控制方法，通过对小动物的运动数据进行分析，从而获取小动物的最优运动方式，并采用这种最优运动方式进行实验，进而能够精准地获取小动物运动的实验数据。
为实现上述目的，本发明实施例提供了基于运动数据对小动物的运动控制方法，包括以下步骤：
分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号，并构建运动仿真图；
根据所述运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将所述第一数字信号对应的距离作为实验距离；
以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据所述实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵；
检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。
进一步的，所述检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动，具体为：
实时获取跑道上的压力数据；
检测到压力数据发生变化时，生成可控制跑道的跑带转动的控制信号；
根据所述控制信号，控制跑带缓慢的加速转动，在达到预设的速率时停止加速。
进一步的，所述基于运动数据对小动物的运动控制方法，还包括：
检测到所述小动物与所述诱饵的距离小于所述实验距离时，缓慢降低所述跑带的转动速率。
进一步的，所述诱饵为所述小动物喜爱的食物。
进一步的，所述预设的速率为所述运动仿真图中最稳定的速率。
本发明的另一实施例还提供了一种基于运动数据对小动物的运动控制系统，包括：运动数据获取模块、实验距离获取模块、诱饵放置模块以及跑道控制模块；
所述运动数据获取模块，用于分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号，并构建运动仿真图；
所述实验距离获取模块，用于根据所述运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将所述第一数字信号对应的距离作为实验距离；
所述诱饵放置模块，用于以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据所述实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵；
所述跑道控制模块，用于检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。
进一步的，所述跑道控制模块包括压力数据获取单元、控制信号生成单元以及控制单元；
所述压力数据获取单元，用于实时获取跑道上的压力数据；
所述控制信号生成单元，用于检测到压力数据发生变化时，生成可控制跑道的跑带转动的控制信号；
所述控制单元，用于根据所述控制信号，控制跑带缓慢的加速转动，在达到预设的速率时停止加速。
进一步的，所述基于运动数据对小动物的运动控制系统，还包括：跑带速率控制模块；
所述跑带速率控制模块，用于检测到所述小动物与所述诱饵的距离小于所述实验距离时，缓慢降低所述跑带的转动速率。
进一步的，所述诱饵为所述小动物喜爱的食物。
进一步的，所述预设的速率为所述运动仿真图中最稳定的速率。
与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的基于运动数据对小动物的运动控制方法，分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号并构建运动仿真图，根据运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将第一数字信号对应的距离作为实验距离，以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵，检测到小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。采用发明提供的实施例，通过对小动物的运动数据进行分析，从而获取小动物的最优运动方式，并采用这种最优运动方式进行实验，进而能够精准地获取小动物运动的实验数据。
附图说明
图1是本发明提供的基于运动数据对小动物的运动控制方法的一个实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的基于运动数据对小动物的运动控制系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参见图1，图1是本发明提供的基于运动数据对小动物的运动控制方法的一个实施例的流程示意图；本发明实施例提供一种基于运动数据对小动物的运动控制方法，包括步骤S1-S4；
S1，分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号，并构建运动仿真图。
首先在A点(距离较远的一点)放置所述小动物感兴趣的诱饵，在所述小动物身上放置一个传感器，以获取所述小动物跑向A点的运动数据；然后在相同的环境下，在B点(距离小于A点)放置同样的诱饵，获取所述小动物进跑向B点的运动数据；之后依次在越来越近的距离放置相同的诱饵，并依次获取所述小动物的运动数据，得到多组运动数据。
在得到多组运动数据后，将所述多组运动数据转换为对应的数字信号，并将所述多组数字信号转换到同一运动仿真图中，从而能够直观地对所述小动物的运动数据进行分析，得知小动物最真实自主的运动状态，从而提高后续实验数据的准确性。
S2，根据所述运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将所述第一数字信号对应的距离作为实验距离。
在步骤S1构建的运动仿真图中，可直观地找到某条最平稳的线，即小动物在某一次运动中，其速率是最稳定的，提取出该线对应的数字信号，从而可得到对应的是哪组实验，进而得到具体的诱饵放置距离。
S3，以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据所述实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵。
采用该距离作为实验距离，在跑道对应的位置放置相同的诱饵，可获取小动物最自然最真实主动的实验数据，相比较于采用电刺激小动物进行运动，本发明实施例具有更优的安全性与自主性，无需迫使小动物进行运动，从而可最精准地获取自然状态下小动物的实验数据；其次，相比较于只是在固定位置放置食物的方式，本发明实施例使得小动物具有更高的注意力和执行力，使得小动物心无旁骛地进行实验，从而精准地获取小动物的实验数据。
S4，检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。
在本实施例中，步骤S4具体为：实时获取跑道上的压力数据；检测到压力数据发生变化时，生成可控制跑道的跑带转动的控制信号；根据所述控制信号，控制跑带缓慢的加速转动，在达到预设的速率时停止加速。
在跑道原点的跑带下设有压力传感器，从而能够实时获取原点的压力数据，一旦检测到压力数据时，即说明小动物已经不由自主地开始了实验，同时也通过小动物对原点出的跑带释放的压力，使得小动物自己触发了实验开启开关，即根据所述压力传感器生成的数据，控制跑道的跑带进行缓慢的加速转动，从而使得小动物在该跑带上进行跑动，最后得到小动物的实验数据。
需要说明的是，可预先设置跑带的加速度和最终的速度，在本发明实施例中采用运动仿真图中速率最稳定的速率作为跑带的最终速度，可使得小动物保持更久的运动，从而获取更多的有效实验数据。
实施例2：
在检测到所述小动物与所述诱饵的距离小于所述实验距离时，缓慢降低所述跑带的转动速率。
小动物在实施例1中设定的速率下运动了一段时间后，若发现小动物与诱饵的距离超过实验距离时，即说明此时小动物可能意识到什么，此时需及时给予其奖励：实时调整降低跑带的转动速率，使诱饵对于小动物更易于获得，从而提高小动物的自主性，奖励小动物继续运动。
采用该方式对小动物进行实验，可模拟人类的自主锻炼行为，具有较高的生态效度，从而能够精准地获取小动物在最自然最自主状态下的实验数据。
实施例3：
请参见图2，图2是本发明提供的基于运动数据对小动物的运动控制系统的一个实施例的结构示意图；本发明实施例提供一种基于运动数据对小动物的运动控制系统，包括运动数据获取模块、实验距离获取模块、诱饵放置模块以及跑道控制模块；
所述运动数据获取模块，用于分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号，并构建运动仿真图；所述实验距离获取模块，用于根据所述运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将所述第一数字信号对应的距离作为实验距离；所述诱饵放置模块，用于以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据所述实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵；所述跑道控制模块，用于检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。
需要说明的是，所述诱饵为所述小动物喜爱的食物。
在本实施例中，所述跑道控制模块包括压力数据获取单元、控制信号生成单元以及控制单元；
所述压力数据获取单元，用于实时获取跑道上的压力数据；所述控制信号生成单元，用于检测到压力数据发生变化时，生成可控制跑道的跑带转动的控制信号；所述控制单元，用于根据所述控制信号，控制跑带缓慢的加速转动，在达到预设的速率时停止加速。
其中，所述预设的速率为所述运动仿真图中最稳定的速率。
作为本发明的优选实施例，本发明实施例提供的基于运动数据对小动物的运动控制系统还设有跑带速率控制模块；
所述跑带速率控制模块，用于检测到所述小动物与所述诱饵的距离小于所述实验距离时，缓慢降低所述跑带的转动速率。
综上所述，本发明实施例提供的基于运动数据对小动物的运动控制方法，分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号并构建运动仿真图，根据运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将第一数字信号对应的距离作为实验距离，以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵，检测到小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。采用发明提供的实施例，通过对小动物的运动数据进行分析，从而获取小动物的最优运动方式，并采用这种最优运动方式进行实验，进而能够精准地获取小动物运动的实验数据。
本发明提供的实施例，具有以下有益效果：
(1)、通过获取小动物最真实的运动数据，构建运动仿真图，从而能够对小动物的运动状态进行有效的分析，进而提高实验数据的准确性。
(2)、实现了小动物自己触发实验，降低小动物的戒心，从而模拟了人类的自主锻炼行为，具有较高的生态效度。
(3)、小动物在实验过程中不会受到刺激和伤害。
(4)、利用食物诱导方法的使得小动物自主地进行实验，可使动物长时间自发的做自循环运动。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于运动数据对小动物的运动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号，并构建运动仿真图；
根据所述运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将所述第一数字信号对应的距离作为实验距离；
以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据所述实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵；
检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。
2.如权利要求1所述的基于运动数据对小动物的运动控制方法，其特征在于，所述检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动，具体为：
实时获取跑道上的压力数据；
检测到压力数据发生变化时，生成可控制跑道的跑带转动的控制信号；
根据所述控制信号，控制跑带缓慢的加速转动，在达到预设的速率时停止加速。
3.如权利要求1所述的基于运动数据对小动物的运动控制方法，其特征在于，还包括：
检测到所述小动物与所述诱饵的距离小于所述实验距离时，缓慢降低所述跑带的转动速率。
4.如权利要求1所述的基于运动数据对小动物的运动控制方法，其特征在于，所述诱饵为所述小动物喜爱的食物。
5.如权利要求2所述的基于运动数据对小动物的运动控制方法，其特征在于，所述预设的速率为所述运动仿真图中最稳定的速率。
6.一种基于运动数据对小动物的运动控制系统，其特征在于，包括：运动数据获取模块、实验距离获取模块、诱饵放置模块以及跑道控制模块；
所述运动数据获取模块，用于分别获取小动物跑向放置在不同距离的位置上的诱饵的运动数据，将所获取的运动数据转换为数字信号，并构建运动仿真图；
所述实验距离获取模块，用于根据所述运动仿真图，提取速率最稳定的第一数字信号，并将所述第一数字信号对应的距离作为实验距离；
所述诱饵放置模块，用于以小动物跑台跑道的起始位置作为原点，根据所述实验距离在跑道对应的位置上放置诱饵；
所述跑道控制模块，用于检测到所述小动物经过原点时，生成实验启动信号以控制跑道的跑带按照一定的速率进行转动。
7.如权利要求6所述的基于运动数据对小动物的运动控制系统，其特征在于，所述跑道控制模块包括压力数据获取单元、控制信号生成单元以及控制单元；
所述压力数据获取单元，用于实时获取跑道上的压力数据；
所述控制信号生成单元，用于检测到压力数据发生变化时，生成可控制跑道的跑带转动的控制信号；
所述控制单元，用于根据所述控制信号，控制跑带缓慢的加速转动，在达到预设的速率时停止加速。
8.如权利要求6所述的基于运动数据对小动物的运动控制系统，其特征在于，还包括：跑带速率控制模块；
所述跑带速率控制模块，用于检测到所述小动物与所述诱饵的距离小于所述实验距离时，缓慢降低所述跑带的转动速率。
9.如权利要求6所述的基于运动数据对小动物的运动控制系统，其特征在于，所述诱饵为所述小动物喜爱的食物。
10.如权利要求7所述的基于运动数据对小动物的运动控制系统，其特征在于，所述预设的速率为所述运动仿真图中最稳定的速率。
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