CN111240484A - 一种基于全向运动平台的防护方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于全向运动平台的防护方法、系统及可读存储介质，包括：根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

Description

一种基于全向运动平台的防护方法、系统及可读存储介质

技术领域

本发明涉及一种防护方法，尤其涉及一种基于全向运动平台的防护方法、系统及可读存储介质。

背景技术

虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，通过与计算机生成一种交互式的三维动态视景，使用户沉浸到虚拟的环境中，实现听觉和触觉的双重体验，步态参数的检测最主要的目的是评估人体运动能力，而人体重心轨迹是评价步态稳定性、平衡性，最基本、最有效的形式之一，通过建立运动空间，运动对象在运动空间内移动时，需要通过防护系统实现运动对象的防护，提高运动安全性，为了能够精准的进行运动防护，需要开发一款与其相匹配的系统进行控制以及调整防护信息及防护状态，但是在进行控制过程中，如何实现精准的控制，以及如何实现数据传输的快速性及防护信息的准确性都是亟不可待要解决的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于全向运动平台的防护方法、系统及可读存储介质。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于全向运动平台的防护方法，包括：

根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；

根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；

比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；

通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

优选的，所述动态参数包括转身、下蹲、跳跃或奔跑产生的位移信息、加速度信息、重心变化信息中的一种或两种以上的组合。

优选的，获取步态信息包括：

建立离散分布节点；

逐帧进行预处理、步态信息提取及算法识别节点信息，提取步态周期与步态空间参数；

通过步态空间参数，利用数值积分与去除趋势化算法提取实时步行速度轨迹；

合并轨迹波动信息，生成位移轨迹信息，记入数据库。

优选的，根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息，具体为：

根据运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息；

通过肢体动作信息，获取重心信号，生成重力轨迹信息；

根据重力轨迹信息，控制防护升降信号及气量信号，生成防护信息。

优选的，比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息，还包括：

根据偏差信息，获取防护状态信息；

通过状态信息，分析防护表面疲劳度信息，得到磨损信息；

根据磨损信息分析校正信息偏差率，得到反向修正信息，

通过反向修正信息，对校正信息进行修正。

其中，磨损信息具体为：

确定防护材料的磨损系数，记为τ，

检测磨痕面积及磨损量，记为A，

计算磨损消耗能量，记为S，

得到磨损信息，

其中，N表示磨损次数,d表示微分或求导,

表示进行偏导计算。。

优选的，所述步态信息包括根据VR场景模拟的运动路线或根据VR场景实现的肢体步态变化信息中或根据VR场景预处理运动信息的一种或两种组合或三种组合。

本发明第二方面还提供了一种基于全向运动平台的防护系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括全向运动平台的防护方法程序，所述基于全向运动平台的防护方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；

根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；

比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；

通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

优选的，根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息，具体为：

根据运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息；

通过肢体动作信息，获取重心信号，生成重力轨迹信息；

根据重力轨迹信息，控制防护升降信号及气量信号，生成防护信息。

优选的，比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息，还包括：

根据偏差信息，获取防护状态信息；

通过状态信息，分析防护表面疲劳度信息，得到磨损信息；

根据磨损信息分析校正信息偏差率，得到反向修正信息，

通过反向修正信息，对校正信息进行修正。

其中，磨损信息具体为：

确定防护材料的磨损系数，记为τ，

检测磨痕面积及磨损量，记为A，

计算磨损消耗能量，记为S，

得到磨损信息，

其中，N表示磨损次数,d表示微分或求导,

表示进行偏导计算。

本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中包括全向运动平台的防护方法程序，所述全项运动平台的防护方法程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的全向运动平台的防护方法的步骤。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)防护装置将运动对象固定在一个区域，还能使得运动对象完成转身的动作，并且此装置还能检测运动对象的重量，例如运动对象下蹲的时候，支撑的力度会加大，运动对象需要下蹲动作时，通过防护系统控制气量信息，实现防护系统的配合；运动对象由下蹲起身的时候，向上力度增加，此时便进行升起动作，使得运动对象起身站直。

(2)防护系统与万向平台相互配合，根据VR场景进行提前预判，防护系统实现快速响应，能够起到更好的防护效果。

(3)根据实时监测步态信息及动态参数，能够提前预判，减少系统的滞后性，确定防护信息，通过将步态信息进行步态分割提取单步信息，对单步信息进行分析，将分析的结果再次进行聚合，即可得到完整的步态信息，此种分析方式，分析速度较快，聚合模拟后的步态信息更加贴近实际，使得防护信息与步态信息之间的偏差较小，体验感好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示出了本发明一种基于全向运动平台的防护方法的流程图。

图2示出了获取步态信息的方法流程图；

图3示出了防护信息生成方法流程图；

图4示出了获取校正信息的方法流程图；

图5示出了一种基于全向运动平台的防护系统的框图；

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了本发明一种基于全向运动平台的防护方法的流程图。

如图1所示，本发明第一方面提供了一种基于全向运动平台的防护方法，包括：

S102，根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；

S104，根据动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；

S106，比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；

S108，通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

需要说明的是，运动空间能够是万向平台或偏磁平台，偏磁平台则根据射频信号获取的运动磁场信息进行防护系统的控制，射频是指发射频率，因为有些信号本身可能不太适合直接发射出去，所以要将信号调制，调制器本身需要一个适合的震荡信号，将原信号加在上面，这个震荡信号叫载波，调制后的载波就包含了原信号的信息，发射出去就叫电波。所以，射频信号就是经过调制的，拥有一定发射频率的电波。

此外，运动磁场的建立通过线圈通电产生磁场，其中，线圈可以是一个、两个或多个线圈单独通电或多个配合通电，多个线圈不在同一平面内，可以理解的是，多个线圈位于三维或多维空间内，当一个线圈通电时，产生单一恒定磁场，当多个线圈通电时，多个线圈产生的多个磁场之间产生作用力与反作用力，进行磁场的相互作用，磁力抵消。

VR场景主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知，运动空间可以是虚拟的运动空间或真实的运动空间，具体而言，真实的运动空间能够是根据VR场景选择对应的房间或平台，房间的面积以及平台的大小可以根据VR场景进行改变，例如VR场景需要单人模拟操作时，则仅需要选择较小的房间面积或平台面积，如5-20平米，优选10平米，当需要多人配合模拟时，则需要建立较大的运动空间，如选择20-100平米的房间面积及平台大小，优选50平米的运动空间。

根据本发明实施例，动态参数包括转身、下蹲、跳跃或奔跑产生的位移信息、加速度信息、重心变化信息中的一种或两种以上的组合。

需要说明的是，运动对象产生位移、下蹲、奔跑或跳跃时，人体与平台接触力产生变化，相应的重心轨迹也会同步产生变化，而运动对象的加速度也会对重心产生影响，因此通过分析重心加速度得出重心轨迹，通过重心轨迹对步态信息进行分析得到精确的步态信息更加接近实际值，误差较小。

利用通过位移时与地面接触力合成重心加速度，并对该加速度进行二次积分，得到重心轨迹；

即，

其中Z_x表示为重心轨迹，G_r表示地面接触力，m为运动对象重量，t表示时间，g为加速度。

在进行步态信息的获取时，通过需要提取步态特征，并对步态特征进行分析，在步态特征产生变化时，运动对象的重心轨迹也会同步产生对应变化，步态特征的差异主要体现在体型的差异，如身体比例、身高和步长等，还有上身、手臂的摆动幅度和摆动频率均会影响步态信息，步态发生变化时，运动对象相对于运动空间内的位置相应产生变化，为了保持运动对象与运动空间的相对静止，需要对步态信息进行校正处理。

需要说明的是，防护装置能够是气囊，在通过传感器获取到步态信息后，确定防护信息，例如，防护装置将运动对象固定在一个区域，还能使得运动对象完成转身的动作，并且此装置还能检测运动对象的重量，运动对象下蹲的时候，支撑的力度会加大，减少气囊内的空气量，以配合完成下蹲动作，运动对象需要下蹲动作时，通过防护系统控制气囊内的气量信息，实现防护系统的配合；运动对象由下蹲起身的时候，向上力度增加，此时便进行气囊充气，进行升起动作，使得运动对象起身站直。

图2示出了获取步态信息的方法流程图；

根据本发明实施例，获取步态信息包括：

S202，建立离散分布节点；

S204，逐帧进行预处理、步态信息提取及算法识别节点信息，提取步态周期与步态空间参数；

S206，通过步态空间参数，利用数值积分与去除趋势化算法提取实时步行速度轨迹；

S208，合并轨迹波动信息，生成位移轨迹信息，记入数据库。

需要说明的是，本实施例采用离散数据节点模型，即运动对象看作有限运动点的集合，并用基于线段的轨迹表示方法，假定运动对象都是以分段线性方式运动，即沿直线匀速运动直到改变方向或速度，从改变方向或速度的节点记为下一段线性运动，通过多段分割提取，可以将变速变向运动变为无数段匀速直线运动的集合，分别计入数据库，轨迹在时空数据库中表示为一个多维点序列，记为M＝{X_i，v_i，t_i|1≤i≤n}，其中n表示该轨迹中点的个数，X_i表示在t_i时刻的空间物理位置，v_i表示在t_i和t_i+1时间间隔中的速度，即从原轨迹中按顺序抽出的若干个点组成的多维点序列，分割轨迹具体步骤，先找出长轨迹的特征点，再在各个特征点将长轨迹分割成若干个直线段，每个线段均是沿直线匀速运动直到改变方向或速度；从改变方向或速度的节点记为下一段线性运动，记为下一个直线段，得到多维点数列M集合。

另外，数据库为时空数据库，时空数据库就是体现时间、空间和时空概念并且同时捕获数据的时间和空间特性的数据库，时空数据库主要用于存储和管理位置和状态均随时间变化的各类空间对象，并针对对象的时空信息进行分析处理，由于移动对象的位置随时间的变化而连续变化，所以对移动对象进行建模既要考虑连续模型，又要考虑离散模型，连续模型是指把移动对象看作无穷移动点的集合而对其进行描述，并把移动点看作是三维空间中的一条连续曲线进行分析，通过分析得到的步态信息，进行气囊的控制，使气囊的动作与步态信息相互配合。

图3示出了防护信息生成方法流程图；

根据本发明实施例，根据动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息，具体为：

S302，根据运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息；

S304，通过肢体动作信息，获取重心信号，生成重力轨迹信息；

S306，根据重力轨迹信息，控制防护升降信号及气量信号，生成防护信息。

需要说明的是，偏磁平台为圆形平台，对移动对象分割后进行提取实时肢体坐标信息，圆形平台的中心点即坐标原点，建立坐标系，将移动对象轨迹按照预定的采样时间间隔进行抽样储存至数据库，然后抽样点之间的轨迹进行聚合模拟，形成完整的位移轨迹，确定步态信息，运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息，在肢体产生动作时，为了使防护装置更好的配合肢体动作，则需要通过重力轨迹信息调整防护信息及气量信息。

图4示出了获取校正信息的方法流程图；

根据本发明实施例，比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息，还包括：

S402，根据偏差信息，获取防护状态信息；

S404，通过状态信息，分析防护表面疲劳度信息，得到磨损信息；

S406，根据磨损信息分析校正信息偏差率，得到反向修正信息，

S408，通过反向修正信息，对校正信息进行修正。

其中，磨损信息具体为：

确定防护材料的磨损系数，记为τ，

检测磨痕面积及磨损量，记为A，

计算磨损消耗能量，记为S，

得到磨损信息，

其中，N表示磨损次数，d表示微分或求导,

表示进行偏导计算。

需要说明的是，运动对象在动作过程中，由于防护系统与运动对象之间达不到完美的契合，因此均会产生一定的磨损，不同的防护材料，磨损的程度均有差别，通过计算磨损信息也能够进行反向修正校正信息，以实现防护系统与运动对象之间的完美契合，减少防护装置的磨损，同时提高运动对象的体验感。

表面疲劳度信息，则可以理解为运动对象在磨损防护材料时，造成表面会有磨痕或摩擦面，摩擦时间较长时，会出现表面厚度或硬度产生变化，表面材料产生疲劳。

根据本发明实施例，步态信息包括根据VR场景模拟的运动路线或根据VR场景实现的肢体步态变化信息中或根据VR场景预处理运动信息的一种或两种组合或三种组合。

需要说明的是，VR场景模拟的运动路线，可以理解为预先储存在VR场景内的信息，或经过VR场景预处理后的运动信息，例如VR场景内需要进行环游西湖，则需要预先进行环游西湖道路的多种规划，在进行模拟过程中，可以选择任意道路行进，不同道路具有不同的路况信息，则检测到的步态信息及位移信息均会有差异性，不同的路况信息，运动对象的动态参数也会相应的产生变化，动态参数变化过程中，防护系统的防护信息也会对应产生变化。

图5示出了一种基于全向运动平台的防护系统的框图。

本发明第二方面还提供了一种基于全向运动平台的防护系统5，该系统5包括：存储器51、处理器52，存储器中包括全向运动平台的防护方法程序，基于全向运动平台的防护方法程序被处理器执行时实现如下步骤：

根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；

根据动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；

比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

需要说明的是，VR场景主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知，运动空间可以是虚拟的运动空间或真实的运动空间，具体而言，真实的运动空间能够是根据VR场景选择对应的房间或平台，房间的面积以及平台的大小可以根据VR场景进行改变，例如VR场景需要单人模拟操作时，则仅需要选择较小的房间面积或平台面积，如5-20平米，优选10平米，当需要多人配合模拟时，则需要建立较大的运动空间，如选择20-100平米的房间面积及平台大小，优选50平米的运动空间。

根据本发明实施例，动态参数包括转身、下蹲、跳跃或奔跑产生的位移信息、加速度信息、重心变化信息中的一种或两种以上的组合。

需要说明的是，运动对象产生位移、下蹲、奔跑或跳跃时，人体与平台接触力产生变化，相应的重心轨迹也会同步产生变化，而运动对象的加速度也会对重心产生影响，因此通过分析重心加速度得出重心轨迹，通过重心轨迹对步态信息进行分析得到精确的步态信息更加接近实际值，误差较小。

利用通过位移时与地面接触力合成重心加速度，并对该加速度进行二次积分，得到重心轨迹；

即，

其中Z_x表示为重心轨迹，G_r表示地面接触力，m为运动对象重量，t表示时间，g为加速度。

在进行步态信息的获取时，通过需要提取步态特征，并对步态特征进行分析，在步态特征产生变化时，运动对象的重心轨迹也会同步产生对应变化，步态特征的差异主要体现在体型的差异，如身体比例、身高和步长等，还有上身、手臂的摆动幅度和摆动频率均会影响步态信息，步态发生变化时，运动对象相对于运动空间内的位置相应产生变化，为了保持运动对象与运动空间的相对静止，需要对步态信息进行校正处理。

需要说明的是，防护装置能够是气囊，在通过传感器获取到步态信息后，确定防护信息，例如，防护装置将运动对象固定在一个区域，还能使得运动对象完成转身的动作，并且此装置还能检测运动对象的重量，运动对象下蹲的时候，支撑的力度会加大，减少气囊内的空气量，以配合完成下蹲动作，运动对象需要下蹲动作时，通过防护系统控制气囊内的气量信息，实现防护系统的配合；运动对象由下蹲起身的时候，向上力度增加，此时便进行气囊充气，进行升起动作，使得运动对象起身站直。

运动空间能够是万向平台或偏磁平台，偏磁平台则根据射频信号获取的运动磁场信息进行防护系统的控制，射频是指发射频率，因为有些信号本身可能不太适合直接发射出去，所以要将信号调制，调制器本身需要一个适合的震荡信号，将原信号加在上面，这个震荡信号叫载波，调制后的载波就包含了原信号的信息，发射出去就叫电波。所以，射频信号就是经过调制的，拥有一定发射频率的电波。

此外，运动磁场的建立通过线圈通电产生磁场，其中，线圈可以是一个、两个或多个线圈单独通电或多个配合通电，多个线圈不在同一平面内，可以理解的是，多个线圈位于三维或多维空间内，当一个线圈通电时，产生单一恒定磁场，当多个线圈通电时，多个线圈产生的多个磁场之间产生作用力与反作用力，进行磁场的相互作用，磁力抵消。

本发明中的防护系统采用AT89C51单片机数据采集单元、用于数据处理、存储和控制的中央处理器，数据采集单元与传感器之间通过IIC协议通信，采集单元之间采用RS485接口通信，数据采集单元将数据暂时存储与内部RAM，各模块采集单元同时采集上传数据，保证数据的无延时精准，其中单片机的型号本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，如选择ATMEGA48或AT89C52等等均可。

加速度传感器主要用来检测运动对象的加速度信息，加速度信息能够实时显示运动对象的运动变化状态，通过加速度信息的采集进行误差校正，校正时，纠正处理信息中的加速度应与运动对象的加速度数值相同，但保持方向相反，使运动对象的位移量为零，保持相对静止。

另外，AT89C51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器，256字节片内数据存储器(00H-7FH为片内RAM，80H-FFH为特殊功能寄存器SFR)，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路，同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

根据本发明实施例，根据动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息，具体为：

根据运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息；

通过肢体动作信息，获取重心信号，生成重力轨迹信息；

根据重力轨迹信息，控制防护升降信号及气量信号，生成防护信息。

需要说明的是，偏磁平台为圆形平台，对移动对象分割后进行提取实时肢体坐标信息，圆形平台的中心点即坐标原点，建立坐标系，将移动对象轨迹按照预定的采样时间间隔进行抽样储存至数据库，然后抽样点之间的轨迹进行聚合模拟，形成完整的位移轨迹，确定步态信息，运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息，在肢体产生动作时，为了使防护装置更好的配合肢体动作，则需要通过重力轨迹信息调整防护信息及气量信息。

此外，本实施例采用离散数据节点模型，即运动对象看作有限运动点的集合，并用基于线段的轨迹表示方法，假定运动对象都是以分段线性方式运动，即沿直线匀速运动直到改变方向或速度，从改变方向或速度的节点记为下一段线性运动，通过多段分割提取，可以将变速变向运动变为无数段匀速直线运动的集合，分别计入数据库，轨迹在时空数据库中表示为一个多维点序列，记为M＝{X_i，v_i，t_i1≤i≤n}，其中n表示该轨迹中点的个数，X_i表示在t_i时刻的空间物理位置，v_i表示在t_i和t_i+1时间间隔中的速度，即从原轨迹中按顺序抽出的若干个点组成的多维点序列，分割轨迹具体步骤，先找出长轨迹的特征点，再在各个特征点将长轨迹分割成若干个直线段，每个线段均是沿直线匀速运动直到改变方向或速度；从改变方向或速度的节点记为下一段线性运动，记为下一个直线段，得到多维点数列M集合。

另外，数据库为时空数据库，时空数据库就是体现时间、空间和时空概念并且同时捕获数据的时间和空间特性的数据库，时空数据库主要用于存储和管理位置和状态均随时间变化的各类空间对象，并针对对象的时空信息进行分析处理，由于移动对象的位置随时间的变化而连续变化，所以对移动对象进行建模既要考虑连续模型，又要考虑离散模型，连续模型是指把移动对象看作无穷移动点的集合而对其进行描述，并把移动点看作是三维空间中的一条连续曲线进行分析，通过分析得到的步态信息，进行气囊的控制，使气囊的动作与步态信息相互配合。

根据本发明实施例，比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息，还包括：

根据偏差信息，获取防护状态信息；

通过状态信息，分析防护表面疲劳度信息，得到磨损信息；

根据磨损信息分析校正信息偏差率，得到反向修正信息，

通过反向修正信息，对校正信息进行修正。

其中，磨损信息具体为：

确定防护材料的磨损系数，记为τ，

检测磨痕面积及磨损量，记为A，

计算磨损消耗能量，记为S，

得到磨损信息，

其中，N表示磨损次数，d表示微分或求导,

表示进行偏导计算。

需要说明的是，运动对象在动作过程中，由于防护系统与运动对象之间达不到完美的契合，因此均会产生一定的磨损，不同的防护材料，磨损的程度均有差别，通过计算磨损信息也能够进行反向修正校正信息，以实现防护系统与运动对象之间的完美契合，减少防护装置的磨损，同时提高运动对象的体验感。

表面疲劳度信息，则可以理解为运动对象在磨损防护材料时，造成表面会有磨痕或摩擦面，摩擦时间较长时，会出现表面厚度或硬度产生变化，表面材料产生疲劳。

本发明第三方面还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中包括全向运动平台的防护方法程序，全项运动平台的防护方法程序被处理器执行时，实现上述任一项的全向运动平台的防护方法的步骤。

防护系统与万向平台相互配合，根据VR场景进行提前预判，防护系统实现快速响应，能够起到更好的防护效果。防护装置将运动对象固定在一个区域，还能使得运动对象完成转身的动作，并且此装置还能检测运动对象的重量，例如运动对象下蹲的时候，支撑的力度会加大，运动对象需要下蹲动作时，通过防护系统控制气量信息，实现防护系统的配合；运动对象由下蹲起身的时候，向上力度增加，此时便进行升起动作，使得运动对象起身站直。根据实时监测步态信息及动态参数，能够提前预判，减少系统的滞后性，确定防护信息，通过将步态信息进行步态分割提取单步信息，对单步信息进行分析，将分析的结果再次进行聚合，即可得到完整的步态信息，此种分析方式，分析速度较快，聚合模拟后的步态信息更加贴近实际，使得防护信息与步态信息之间的偏差较小，体验感好。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于全向运动平台的防护方法，其特征在于，包括：

根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；

根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；

比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；

通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

2.根据权利要求1所述的一种基于全向运动平台的防护方法，其特征在于：所述动态参数包括转身、下蹲、跳跃或奔跑产生的位移信息、加速度信息、重心变化信息中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的一种基于全向运动平台的防护方法，其特征在于：获取步态信息包括：

建立离散分布节点；

逐帧进行预处理、步态信息提取及算法识别节点信息，提取步态周期与步态空间参数；

通过步态空间参数，利用数值积分与去除趋势化算法提取实时步行速度轨迹；

合并轨迹波动信息，生成位移轨迹信息，记入数据库。

4.根据权利要求3所述的一种基于全向运动平台的防护方法，其特征在于：根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息，具体为：

根据运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息；

通过肢体动作信息，获取重心信号，生成重力轨迹信息；

根据重力轨迹信息，控制防护升降信号及气量信号，生成防护信息。

5.根据权利要求3所述的一种基于全向运动平台的防护方法，其特征在于：

比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息，还包括：

根据偏差信息，获取防护状态信息；

通过状态信息，分析防护表面疲劳度信息，得到磨损信息；

根据磨损信息分析校正信息偏差率，得到反向修正信息，

通过反向修正信息，对校正信息进行修正。

其中，磨损信息具体为：

确定防护材料的磨损系数，记为τ，

检测磨痕面积及磨损量，记为A，

计算磨损消耗能量，记为S，

得到磨损信息，

其中，N表示磨损次数,d表示微分或求导,

表示进行偏导计算。

6.根据权利要求1所述的一种基于全向运动平台的防护方法，其特征在于：所述步态信息包括根据VR场景模拟的运动路线或根据VR场景实现的肢体步态变化信息中或根据VR场景预处理运动信息的一种或两种组合或三种组合。

7.一种基于全向运动平台的防护系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括全向运动平台的防护方法程序，所述基于全向运动平台的防护方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

根据VR场景建立运动空间，提取空间特征，同时获取动态参数及步态信息；

根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息；

比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息；

通过校正信息进行防护信息的校正，并反馈至VR场景。

8.根据权利要求7所述的一种基于全向运动平台的防护系统，其特征在于：根据所述动态参数及步态信息，确定防护状态，并生成防护信息，具体为：

根据运动对象的动态参数，分析肢体动作变化，生成肢体动作信息；

通过肢体动作信息，获取重心信号，生成重力轨迹信息；

根据重力轨迹信息，控制防护升降信号及气量信号，生成防护信息。

9.根据权利要求7所述的一种基于全向运动平台的防护系统，其特征在于：比较防护信息与动态参数，得到偏差信息，根据偏差信息生成校正信息，还包括：

根据偏差信息，获取防护状态信息；

通过状态信息，分析防护表面疲劳度信息，得到磨损信息；

根据磨损信息分析校正信息偏差率，得到反向修正信息，

通过反向修正信息，对校正信息进行修正。

其中，磨损信息具体为：

确定防护材料的磨损系数，记为τ，

检测磨痕面积及磨损量，记为A，

计算磨损消耗能量，记为S，

得到磨损信息，

其中，N表示磨损次数,d表示微分或求导,

表示进行偏导计算。。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中包括全向运动平台的防护方法程序，所述全项运动平台的防护方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的全向运动平台的防护方法的步骤。

Images