CN112742001A - 基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置 - Google Patents

基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置，其中，所述方法通过依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据，并计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈，避免了现有技术中，采用手柄头的旋转来计算圈数所造成的，跳绳手柄空转时造成的错误计数的现象的发生，从而提高了跳绳计数的精度。

Description

基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置
技术领域
本发明涉及跳绳计数领域，具体涉及一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置。
背景技术
现有的跳绳在计数时，通过计数齿轮、弹簧片、霍尔芯片等开关原理进行计算。
现有技术的技术方式，在手柄头每旋转一次，计数一下，在跳绳实际并没有完成一个完成的圈数时，手柄头的旋转也完成了一次，此时将会造成计数的误判，跳绳计数的精度不足。
上述问题是目前亟待解决的。
发明内容
本发明的目的是提供了一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，所述方法包括：
通过陀螺仪与霍尔传感器获取跳绳动作运行中的霍尔传感器信号数据以及六轴陀螺仪数据；
依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据；
通过数值计算拟合该圈跳绳时，X、Y、Z三个方向的正弦曲线；
计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；
通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
进一步的，通过数值计算拟合跳绳被测圈的X方向的正弦曲线的方法包括：
获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设X方向的拟合曲线为f(x)＝a*sin(bx+c)；
计算X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得X方向的拟合曲线的公式。
进一步的，获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零的方法中，n个数据样本为v，v＝[v1，v2，v3，...，vn]；置零后的
Figure BDA0002853440610000021
进一步的，所述计算X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c的方法包括：
参数
Figure BDA0002853440610000022
其中，t表示该圈的时间，
Figure BDA0002853440610000023
式中，n为该圈所用的时间，f表示n个数据样本的采样频率；
计算vnew与y＝0曲线围成的面积
Figure BDA0002853440610000024
通过正弦曲线性质计算，
Figure BDA0002853440610000025
计算
Figure BDA0002853440610000028
对应的
Figure BDA0002853440610000026
并从所有w1～wn中选取最大值记为wj，通过正弦曲线性质计算，
Figure BDA0002853440610000027
进一步的，通过数值计算拟合跳绳被测圈的Y方向的正弦曲线的的方法包括：
获取Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Y方向的拟合曲线为f(y)＝a*sin(by+c)；
计算Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Y方向的拟合曲线的公式。
进一步的，通过数值计算拟合跳绳被测圈的Z方向的正弦曲线的方法包括：
获取Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Z方向的拟合曲线为f(z)＝a*sin(bz+c)；
计算Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Z方向的拟合曲线的公式。
进一步的，所述计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差的方法包括：
计算X方向误差errorX；
计算Y方向误差errorY；
计算Z方向误差errorZ；
将X、Y、Z三个方向的误差求和获得总误差error＝errorX+errorY+errorZ。
进一步的，所述通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈的方法包括：
当总误差小于预先设定的阈值p时为好圈，大于或等于p时为环圈。
本发明还提供了一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测装置，所述装置包括：
姿态数据获取模块，适于通过陀螺仪与霍尔传感器获取跳绳动作运行中的霍尔传感器信号数据以及六轴陀螺仪数据；
数据处理模块，适于依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据；
正弦曲线计算模块，适于通过数值计算拟合跳绳被测圈的X、Y、Z三个方向的正弦曲线；
误差计算模块，适于计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；
判断模块，适于通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个或一个以上的指令，所述一个或一个以上的指令被处理器执行时实现如上述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法。
本发明的有益效果是，本发明提供的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置，其中，所述方法通过依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据，并计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈，避免了现有技术中，采用手柄头的旋转来计算圈数所造成的，跳绳手柄空转时造成的错误计数的现象的发生，从而提高了跳绳计数的精度。
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是本发明实施例所提供的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法的流程图。
图2是本发明实施例所提供的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测装置的原理框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，本实施例1提供了一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，所述方法包括：避免了现有技术中，采用手柄头的旋转来计算圈数所造成的，跳绳手柄空转时造成的错误计数的现象的发生。
具体来说，所述方法包括：
S110：通过陀螺仪与霍尔传感器获取跳绳动作运行中的霍尔传感器信号数据以及六轴陀螺仪数据。
具体来说，陀螺仪以及霍尔传感器设置于手柄内，用于检测霍尔传感器信号以及六轴陀螺仪数据。
S120：依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据。
具体来说，通过霍尔传感器信号来判断手柄的旋转头转过一圈时，对应的六轴陀螺仪的数据。
S130：通过数值计算拟合跳绳被测圈的X、Y、Z三个方向的正弦曲线；
具体来说，包括：
S131：通过数值计算拟合跳绳被测圈的X方向的正弦曲线的方法包括：
获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零，即：获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零的方法中，n个数据样本为v，v＝[v1，v2，v3，...，vn]；置零后的
Figure BDA0002853440610000051
设X方向的拟合曲线为f(x)＝a*sin(bx+c)；
计算X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得X方向的拟合曲线的公式。
具体来说，参数
Figure BDA0002853440610000052
其中，t表示该圈的时间，
Figure BDA0002853440610000053
式中，n为该圈所用的时间，f表示n个数据样本的采样频率；
计算vnew与y＝0曲线围成的面积
Figure BDA0002853440610000061
通过正弦曲线性质计算，
Figure BDA0002853440610000062
计算
Figure BDA0002853440610000068
对应的
Figure BDA0002853440610000063
并从所有w1～wn中选取最大值记为wj，通过正弦曲线性质计算，
Figure BDA0002853440610000064
S132：通过数值计算拟合跳绳被测圈的Y方向的正弦曲线的方法包括：
获取Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Y方向的拟合曲线为f(y)＝a*sin(by+c)；
计算Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Y方向的拟合曲线的公式。
S133：通过数值计算拟合跳绳被测圈的Z方向的正弦曲线的方法包括：
获取Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Z方向的拟合曲线为f(z)＝a*sin(bz+c)；
计算Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Z方向的拟合曲线的公式。
S140：计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；
具体来说，所述计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差的方法包括：
计算X方向误差errorX；
具体地，通过X方向的正弦曲线的公式计算每个采集点的预测值
Figure BDA0002853440610000065
计算一次误差
Figure BDA0002853440610000066
和二次误差
Figure BDA0002853440610000067
Figure BDA0002853440610000071
计算X方向误差
Figure BDA0002853440610000072
计算Y方向误差errorY；
具体来说，和X方向误差计算方法同理。
计算Z方向误差errorZ；
具体来说，和Z方向误差计算方法同理。
将X、Y、Z三个方向的误差求和获得总误差error＝errorX+errorY+errorZ。
S150：通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
具体来说，当总误差小于预先设定的阈值p时为好圈，大于或等于p时为环圈。
实施例2
请参阅图2，本发明实施例提供了一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测装置，所述装置包括：姿态数据获取模块、数据处理模块、正弦曲线计算模块、误差计算模块、判断模块。
姿态数据获取模块，适于通过陀螺仪与霍尔传感器获取跳绳动作运行中的霍尔传感器信号数据以及六轴陀螺仪数据。
具体来说，陀螺仪以及霍尔传感器设置于手柄内，用于检测霍尔传感器信号以及六轴陀螺仪数据。
数据处理模块，适于依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据。
具体来说，通过霍尔传感器信号来判断手柄的旋转头转过一圈时，对应的六轴陀螺仪的数据。
正弦曲线计算模块，适于通过数值计算拟合跳绳被测圈的X、Y、Z三个方向的正弦曲线。
S131：通过数值计算拟合跳绳被测圈的X方向的正弦曲线的方法包括：
获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零，即：获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零的方法中，n个数据样本为v，v＝[v1，v2，v3，...，vn]；置零后的
Figure BDA0002853440610000081
设X方向的拟合曲线为f(x)＝a*sin(bx+c)；
计算X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得X方向的拟合曲线的公式。
具体来说，参数
Figure BDA0002853440610000082
其中，t表示该圈的时间，
Figure BDA0002853440610000083
式中，n为该圈所用的时间，f表示n个数据样本的采样频率；
计算vnew与y＝0曲线围成的面积
Figure BDA0002853440610000084
通过正弦曲线性质计算，
Figure BDA0002853440610000085
计算
Figure BDA0002853440610000088
对应的
Figure BDA0002853440610000086
并从所有w1～wn中选取最大值记为wj，通过正弦曲线性质计算，
Figure BDA0002853440610000087
S132：通过数值计算拟合跳绳被测圈的Y方向的正弦曲线的方法包括：
获取Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Y方向的拟合曲线为f(y)＝a*sin(by+c)；
计算Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Y方向的拟合曲线的公式。
S133：通过数值计算拟合跳绳被测圈的Z方向的正弦曲线的方法包括：
获取Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Z方向的拟合曲线为f(z)＝a*sin(bz+c)；
计算Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Z方向的拟合曲线的公式。
误差计算模块，适于计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差。
具体来说，所述计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差的方法包括：
具体地，通过X方向的正弦曲线的公式计算每个采集点的预测值
Figure BDA0002853440610000091
计算一次误差
Figure BDA0002853440610000092
和二次误差
Figure BDA0002853440610000095
Figure BDA0002853440610000093
计算X方向误差
Figure BDA0002853440610000094
计算Y方向误差errorY；
具体来说，和X方向误差计算方法同理。
计算Z方向误差errorZ；
具体来说，和Z方向误差计算方法同理。
将X、Y、Z三个方向的误差求和获得总误差error＝errorX+errorY+errorZ。
判断模块，适于通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
具体来说，当总误差小于预先设定的阈值p时为好圈，大于或等于p时为环圈。
实施例3
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个或一个以上的指令，所述一个或一个以上的指令被处理器执行时实现如上述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法。
本实施方式中，所述方法通过依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据，并计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、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。
综上所述，本发明提供的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法及装置，其中，所述方法通过依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据，并计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈，避免了现有技术中，采用手柄头的旋转来计算圈数所造成的，跳绳手柄空转时造成的错误计数的现象的发生，从而提高了跳绳计数的精度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
通过陀螺仪与霍尔传感器获取跳绳动作运行中的霍尔传感器信号数据以及六轴陀螺仪数据；
依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据；
通过数值计算拟合跳绳被测圈的X、Y、Z三个方向的正弦曲线；
计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；
通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
2.如权利要求1所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，通过数值计算拟合跳绳被测圈的X方向的正弦曲线的方法包括：
获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设X方向的拟合曲线为f(x)＝a*sin(bx+c)；
计算X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得X方向的拟合曲线的公式。
3.如权利要求2所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，获取X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零的方法中，n个数据样本为v，v＝[v1，v2，v3，...，vn]；置零后的
Figure FDA0002853440600000011
4.如权利要求3所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，所述计算X方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c的方法包括：
参数
Figure FDA0002853440600000012
其中，t表示该圈的时间，
Figure FDA0002853440600000021
式中，n为该圈所用的时间，f表示n个数据样本的采样频率；
计算vnew与y＝0曲线围成的面积
Figure FDA0002853440600000022
通过正弦曲线性质计算，
Figure FDA0002853440600000023
计算
Figure FDA0002853440600000026
对应的
Figure FDA0002853440600000024
并从所有w1～wn中选取最大值记为wj，通过正弦曲线性质计算，
Figure FDA0002853440600000025
5.如权利要求2所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，通过数值计算拟合跳绳被测圈的Y方向的正弦曲线的方法包括：
获取Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Y方向的拟合曲线为f(y)＝a*sin(by+c)；
计算Y方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Y方向的拟合曲线的公式。
6.如权利要求5所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，通过数值计算拟合跳绳被测圈的Z方向的正弦曲线的方法包括：
获取Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，并将n个数据样本的均值置零；
设Z方向的拟合曲线为f(z)＝a*sin(bz+c)；
计算Z方向的六轴陀螺仪数据的n个数据样本，计算参数a、b、c，从而获得Z方向的拟合曲线的公式。
7.如权利要求6所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，所述计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差的方法包括：
计算X方向误差errorX；
计算Y方向误差errorY；
计算Z方向误差errorZ；
将X、Y、Z三个方向的误差求和获得总误差error＝errorX+errorY+errorZ。
8.如权利要求7所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法，其特征在于，所述通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈的方法包括：
当总误差小于预先设定的阈值p时为好圈，大于或等于p时为环圈。
9.一种基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
姿态数据获取模块，适于通过陀螺仪与霍尔传感器获取跳绳动作运行中的霍尔传感器信号数据以及六轴陀螺仪数据；
数据处理模块，适于依据霍尔传感器信号筛选出跳绳被测圈的六轴陀螺仪数据；
正弦曲线计算模块，适于通过数值计算拟合跳绳被测圈的X、Y、Z三个方向的正弦曲线；
误差计算模块，适于计算跳绳被测圈的正弦曲线与该圈的六轴陀螺仪数据的误差；
判断模块，适于通过误差来判断跳绳被测圈是否为坏圈。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个或一个以上的指令，其特征在于，所述一个或一个以上的指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的基于姿态检测的提高跳绳计数精度的检测方法。
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