CN114298115B - 一种传感器交互运动意图获取方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器交互运动意图获取方法及系统，包括：采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；根据所述传感器输出数据得到传感器交互运动意图，避免了数据传输过程中产生的噪声干扰问题，在实际应用中人体运动意图需要高精度高准确率识别提供了基础，同时对三维空间内不同方向的受力数据进行综合处理，与运动意图分析相结合，针对各种实际情况均具有可操作性。

Description

一种传感器交互运动意图获取方法及系统

技术领域

本发明涉及交通运输领域，具体涉及一种传感器交互运动意图获取方法及系统。

背景技术

普通传感器存在零点漂移问题，并且漂移量是变化的，人会在（对于系统来说）毫无征兆的突然启动，采样率设置不合理会导致这部分信息缺失，并且人在走路时本身会产生波动，这种波动可以理解为一种低频信息，这部分的信息会被其他频段的信号混杂干扰，同时电路中的感性元件和容性元件会产生一定的高频噪声，人在前进中会产生许多并非与行进方向或行进意图重合的扭动，这些扭动会干扰到对人真是意图的判断，因此急需一种合理有效的方案去分析获取运动意图。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种传感器交互运动意图获取方法，其特征在于，包括：

采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；

利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；

根据所述传感器输出数据得到传感器交互运动意图；

对所述传感器初始数据基于滤波函数进行滤波处理得到传感器滤波数据；

利用所述传感器滤波数据得到传感器输出数据；

其中，

为传感器初始数据，

为传感器滤波数据，f为传感器初始数据采样频率，

_c为传感器初始数据采样截止频率，

为传感器初始数据相邻上一周期的传感器初始数据；

采集传感器滤波数据f（t），则此次采集传感器滤波数据的相邻下一时刻的传感器滤波数据为f（t+1），采集传感器滤波数据后y时刻的传感器滤波数据为f（t+y）；

当f（t+1）与f（t）的差值delta大于波动标准阈值f_th时，所述传感器滤波数据的相邻下一时刻的传感器输出数据为（1+n%）*f（t）；

第一次采集传感器滤波数据后的第y时刻，当f（t+1）至f（t+y）的连续y个数据与f（t）的差值delta全部大于波动标准阈值f_th，将f（t+y）作为传感器t+y时刻的输出数据；

对于t时刻与t+y之间的任意采样点t+x时刻（x<y），所述t+y时刻对应的f（t+x）减去f（x）大于delta，则其输出为（1+n%）^x * f（t）；如果其值f（t+x）减去f（x）小于delta，则输出f（t+x），并将计数器清零；

其中，n、f_th、delta、y为调整参数，x为触发波动阈值报警后至消除阈值报警或阈值报警计数计满间的某个采样点；

当传感器数据在无意识波动阈值内时，所述传感器输出数据对应的运动意图为无动作；

当传感器输出数据的纵向输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为前后运动；

当传感器输出数据的垂直输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据大于0时，交互运动意图相对速度加快，传感器输出数据小于0时，交互运动意图相对速度减慢；

传感器输出数据的水平输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值大于0时，得到交互运动意图为向左运动；

传感器输出数据的水平输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值小于0时，得到交互运动意图为向右运动；

其中，无意识波动阈值为发生晃动时且不存在运动意图时的设定阈值，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值的绝对值与交互运动意图左右运动的半径成反比。

优选的，所述采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据包括：

采集传感器数据后，利用所述传感器数据计算传感器数据补偿值后，利用所述传感器数据补偿值进行偏移补偿得到传感器补偿数据；

将所述传感器补偿数据作为传感器初始数据。

进一步的，所述利用传感器数据计算传感器数据补偿值进行偏移补偿的计算式如下：

其中，m为传感器数据补偿值，n₁、n₂

n_x为传感器数据，x为传感器数据的数量。

优选的，所述传感器输出数据包括：

传感器输出数据的方向包括纵向输出数据、垂直输出数据与水平输出数据。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种传感器交互运动意图获取系统，其特征在于，包括：

处理模块，用于采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；

获取模块，用于利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；

输出模块，用于根据所述传感器输出数据得到传感器交互运动意图。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

通过对数据初期的噪声处理，将干扰因素排除在外，后续通过阈值的设定，与初期滤波形成双重过滤，对于所得到的运动意图以及传感数据的准确性均有较大幅度提升，在实际应用中复杂情况的应对有良好的帮助，同时在运动意图分析中，引入多角度对运动意图进行定义，可以充分体现人在运动时所表现出的状态。

附图说明

图1是本发明提供的一种传感器交互运动意图获取方法流程图；

图2是本发明提供的一种传感器交互运动意图获取系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种传感器交互运动意图获取方法，如图1所示，包括：

采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；

利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；

根据所述传感器输出数据得到传感器交互运动意图。

所述采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据包括：

采集传感器数据后，利用所述传感器数据计算传感器数据补偿值后，利用所述传感器数据补偿值进行偏移补偿得到传感器补偿数据；

将所述传感器补偿数据作为传感器初始数据。

所述利用传感器数据计算传感器数据补偿值进行偏移补偿的计算式如下：

其中，m为传感器数据补偿值，n₁、n₂

n_x为传感器数据，x为传感器数据的数量。

所述利用传感器初始数据获取传感器输出数据包括：

对所述传感器初始数据基于滤波函数进行滤波处理得到传感器滤波数据；

利用所述传感器滤波数据得到传感器输出数据。

所述滤波函数包括：

其中，

为传感器初始数据，

为传感器滤波数据，f为传感器初始数据采样频率，

为传感器初始数据采样截止频率，

为传感器初始数据相邻上一周期的传感器初始数据。

所述利用传感器滤波数据得到传感器输出数据包括：

采集传感器滤波数据f（t），则此次采集传感器滤波数据的相邻下一时刻的传感器滤波数据为f（t+1），采集传感器滤波数据后y时刻的传感器滤波数据为f（t+y）；

当f（t+1）与f（t）的差值delta大于波动标准阈值f_th时，所述传感器滤波数据的相邻下一时刻的传感器输出数据为（1+n%）*f（t）；

第一次采集传感器滤波数据后的第y时刻，当f（t+1）至f（t+y）的连续y个数据与f（t）的差值delta全部大于波动标准阈值f_th，将f（t+y）作为传感器t+y时刻的输出数据；

对于t时刻与t+y之间的任意采样点t+x时刻（x<y），所述t+y时刻对应的f（t+x）减去f（x）大于delta，则其输出为（1+n%）^x * f（t）；如果其值f（t+x）减去f（x）小于delta，则输出f（t+x），并将计数器清零；

其中，n、f_th、delta、y为调整参数，x为触发波动阈值报警后至消除阈值报警或阈值报警计数计满间的某个采样点。

所述根据传感器输出数据得到传感器交互运动意图包括：

当传感器数据在无意识波动阈值内时，所述传感器输出数据对应的运动意图为无动作；

当传感器输出数据的纵向输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为前后运动；

当传感器输出数据的垂直输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据大于0时，交互运动意图相对速度加快，传感器输出数据小于0时，交互运动意图相对速度减慢；

传感器输出数据的水平输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值大于0时，得到交互运动意图为向左运动；

传感器输出数据的水平输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值小于0时，得到交互运动意图为向右运动；

其中，无意识波动阈值为发生晃动时且不存在运动意图时的设定阈值，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值的绝对值与交互运动意图左右运动的半径成反比。

所述传感器输出数据包括：

传感器输出数据的方向包括纵向输出数据、垂直输出数据与水平输出数据。

实施例2：

本发明提供了一种传感器交互运动意图获取系统，如图2所示，包括：

处理模块，用于采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；

获取模块，用于利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；

输出模块，用于根据所述传感器输出数据得到传感器交互运动意图。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种传感器交互运动意图获取方法，其特征在于，包括：

采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；

利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；

对所述传感器初始数据基于滤波函数进行滤波处理得到传感器滤波数据；

利用所述传感器滤波数据得到传感器输出数据；

其中，

为传感器初始数据，

为传感器滤波数据，f为传感器初始数据采样频率，

_c为传感器初始数据采样截止频率，

为传感器初始数据相邻上一周期的传感器初始数据；

采集传感器滤波数据f（t），则此次采集传感器滤波数据的相邻下一时刻的传感器滤波数据为f（t+1），采集传感器滤波数据后y时刻的传感器滤波数据为f（t+y）；

当f（t+1）与f（t）的差值delta大于波动标准阈值f_th时，所述传感器滤波数据的相邻下一时刻的传感器输出数据为（1+n%）*f（t）；

第一次采集传感器滤波数据后的第y时刻，当f（t+1）至f（t+y）的连续y个数据与f（t）的差值delta全部大于波动标准阈值f_th，将f（t+y）作为传感器t+y时刻的输出数据；

对于t时刻与t+y之间的任意采样点t+x时刻（x<y），所述t+y时刻对应的f（t+x）减去f（x）大于delta，则其输出为（1+n%）^x * f（t）；如果其值f（t+x）减去f（x）小于delta，则输出f（t+x），并将计数器清零；

其中，n、f_th、delta、y为调整参数，x为触发波动阈值报警后至消除阈值报警或阈值报警计数计满间的某个采样点；

当传感器数据在无意识波动阈值内时，所述传感器输出数据对应的运动意图为无动作；

当传感器输出数据的纵向输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为前后运动；

当传感器输出数据的垂直输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据大于0时，交互运动意图相对速度加快，传感器输出数据小于0时，交互运动意图相对速度减慢；

传感器输出数据的水平输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值大于0时，得到交互运动意图为向左运动；

传感器输出数据的水平输出数据超出无意识波动阈值时，所述传感器输出数据对应的运动意图为存在动作，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值小于0时，得到交互运动意图为向右运动；

其中，无意识波动阈值为发生晃动时且不存在运动意图时的设定阈值，传感器输出数据的左侧输出数据与传感器输出数据的水平右侧输出数据的差值的绝对值与交互运动意图左右运动的半径成反比。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据包括：

采集传感器数据后，利用所述传感器数据计算传感器数据补偿值后，利用所述传感器数据补偿值进行偏移补偿得到传感器补偿数据；

将所述传感器补偿数据作为传感器初始数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用传感器数据计算传感器数据补偿值进行偏移补偿的计算式如下：

其中，m为传感器数据补偿值，n₁、n₂

n_x为传感器数据，x为传感器数据的数量。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述传感器输出数据包括：

传感器输出数据的方向包括纵向输出数据、垂直输出数据与水平输出数据。

5.一种传感器交互运动意图获取系统，为实现上述权利要求1-4任一项所述的传感器交互运动意图获取方法，其特征在于，包括：

处理模块，用于采集传感器数据进行初始化处理得到传感器初始数据；

获取模块，用于利用所述传感器初始数据获取传感器输出数据；

输出模块，用于根据所述传感器输出数据得到传感器交互运动意图。

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