CN114869274A - 运动姿态检测方法、装置、点阵式柔性垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动姿态检测方法、装置、点阵式柔性垫，点阵式柔性垫包括阵列排布的多个压力检测传感器，运动姿态检测方法包括：在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据；根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态；根据实际运动姿态，确定用户的动作评分，能够检测用户的实际运动姿态，并且能够量化用户的动作标准程度和完成程度，有效调动用户的运动积极性，当该点阵式柔性垫为康复垫时，能够量化用户的康复程度，有利于鼓励用户积极进行康复训练。

Description

运动姿态检测方法、装置、点阵式柔性垫

技术领域

本发明涉及柔性传感器垫的智能检测领域，尤其涉及一种运动姿态检测方法、装置、点阵式柔性垫。

背景技术

如今瑜伽垫或康复垫的功能较为单一，例如仅能检测用户的体重，无法检测用户的整体动作，难以实现对瑜伽垫或康复垫上的用户动作的量化，尤其是在康复垫的使用领域，用户在康复垫上动作的完成程度和标准程度难以量化，从而无法准确的判断用户的康复情况。

发明内容

本发明提供了一种运动姿态检测方法、装置、点阵式柔性垫，以检测用户在点阵式柔性垫上的实际运动姿态。

根据本发明的一方面，提供了一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，所述点阵式柔性垫包括阵列排布的多个压力检测传感器，所述运动姿态检测方法包括：

在预设动作时间内，实时获取各所述压力检测传感器的压力检测数据；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态；

根据所述实际运动姿态，确定所述用户的动作评分。

可选的，根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态，包括：

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述实际运动姿态的动作特征；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据和所述实际运动姿态的动作特征，确定所述用户的上肢动作标志；

融合所述动作特征和所述上肢动作标志，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

可选的，所述压力检测数据包括所述压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据确定所述实际运动姿态的动作特征，包括：

获取所述点阵式柔性垫上的用户的体征数据；

根据所述预设动作时间内各所述压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定所述点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势；

根据所述受力轮廓、各所述受力位置处压力变化趋势和所述用户的体征数据，确定所述实际运动姿态的动作特征。

可选的，在根据所述预设动作时间内各所述压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定所述点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势之前，还包括：

对各所述压力检测传感器的压力检测数据进行滤波。

可选的，所述压力检测数据包括所述压力传感器的二维坐标数据和压力值数据；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据和所述实际运动姿态的动作特征确定上肢动作标志，包括：

根据预设动作时间内的各所述压力传感器的二维坐标数据和各所述压力传感器的压力值数据，确定预设动作时间内各所述压力传感器的三维坐标数据；

基于运动姿态模型，根据各所述压力传感器的三维坐标数据和所述实际运动姿态的动作特征确定所述上肢动作标志。

可选的，基于运动姿态模型，根据所述各所述压力传感器的三维坐标和所述实际运动姿态的动作特征确定所述上肢动作标志，包括：

根据所述三维坐标数据，基于STFT变换确定压力变化时频谱图；

根据所述时频谱图，基于神经网络对所述时频谱图进行图像处理，确定初始上肢动作标志；

根据所述初始上肢动作标志和所述实际运动姿态的动作特征确定所述上肢动作标志。

可选的，在预设动作时间内，实时获取各所述压力检测传感器的压力检测数据之前，还包括：

在预设准备时间内，获取各所述压力传感器的压力变化数据；

根据各所述压力传感器的压力变化数据，确定所述用户运动准备状态。

可选的，在预设准备时间内，获取各所述压力传感器的压力变化数据，包括：

在预设准备时间内的第一时间段，获取各所述压力传感器的第一压力变化数据；

在预设准备时间内的第二时间段，获取各所述压力传感器的第二压力变化数据；所述第一时间段与所述第二时间段的时长相同，且所述第一时间段与所述第二时间段之间间隔第一预设时间；

可选的，根据各所述压力传感器的压力变化数据，确定所述用户运动准备状态，包括：

分别计算所述第一压力变化数据的第一均方差，以及所述第二压力变化数据的第二压力均方差；

判断所述第一压力均方差与所述第二压力均方差之间的差值是否在预设差值范围内；

若是，则确定所述用户处于运动准备就绪的状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置，所述点阵式柔性垫包括阵列排布的多个压力检测传感器，所述运动姿态检测装置包括：

压力检测数据获取模块，用于在预设动作时间内，实时获取各所述压力检测传感器的压力检测数据；

实际运动姿态确定模块，用于根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态；

动作评分确定模块，用于根据所述实际运动姿态，确定所述用户的动作评分。

根据本发明的另一方面，提供了一种点阵式柔性垫，其特征在于，包括：处理器和阵列排布的多个压力检测传感器；

所述处理器用于执行上述的基于点阵式柔性垫的康复运动监测方法。

本发明实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，在预设动作时间内实时获取各压力检测传感器的压力检测数据，以根据预设时间内，各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值的动态变化确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态，从而能够将实际运动姿态与训练教程中的预设动作进行匹配，根据匹配程度对用户的实际动作进行动作评分，该点阵式柔性垫可以作为运动瑜伽垫，能够量化用户的动作标准程度，有效调动用户的运动积极性，或者当该点阵式柔性垫为康复垫时，能够量化用户的康复程度，并且鼓励用户积极进行康复训练。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种点阵式柔性垫的结构示意图；

图3是图2沿AB方向的俯视图；

图4是本发明实施例提供的另一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的又一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的又一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图；

图8是本发明实施例提供的一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，该方法能够检测用户在点阵式柔性垫上的实际运动姿态，且该方法可由本发明实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置执行，基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置可由软件和/或硬件执行，且该基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置可配置于本发明实施例提供的点阵式柔性垫中。

图1为本发明实施例提供的一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

S110、在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据。

具体的，图2是本发明实施例提供的一种点阵式柔性垫的结构示意图，图3是图2沿AB方向的俯视图，结合图2和图3所示，点阵式柔性垫00包括第一电极层10、第二电极层20，以及位于第一电极层和第二电极层之间的绝缘层30，第一电极层10包括阵列排布的多个第一电极11，第二电极层20包括第二电极(图中未示出)，阵列排布的多个第一电极11和第二电极21构成阵列排布的多个电容，第二电极层20可以包括一个第二电极，此时该第二电极可以为覆盖整个第二电极层20，或者，第二电极层20包括与各第一电极11一一对应设置的多个第二电极，此时，对应设置的第一电极11和第二电极在绝缘层30上的投影至少部分交叠；其中绝缘层30优选为具有弹性的柔性绝缘层，当有重物放置在该点阵式柔性垫00上时，绝缘层30由于压力而厚度减小，使得第一电极层10和第二电极层20之间的间距减小，即电容的极板间距减小，根据电容的决定式C＝εS/4πkd可知，当电容的极板间距减小时，其电容值增大，并且重物的重量越重，向柔性垫施加的压力越大，电容的极板间距越小，据此，可以根据获取的电容两个极板间的电容值确定重物的重量，因此，可以通过电容的容值确定该电容所承受的压力，即可以将有第一电极11和第二电极构成的电容作为点阵式柔性垫的压力检测传感器。

点阵式柔性垫中可以设置处理器，用以实时获取各压力检测传感器的压力检测数据，或者，在某些专用的应用场景中时，该处理器还可以接收外部指令，在接收到唤醒信号时，开始实时获取各压力检测传感器的压力检测数据。示例性的，点阵式柔性垫可以用作康复垫，用户可以通过手机app向点阵式柔性垫中的处理器发送训练教程，并可通过手机app与处理器之间的通信设置两者的训练教程同步开启，在训练教程开始时，处理器开始实时获取各压力检测传感器的压力检测数据，并将在预设动作时间内的压力检测数据确定为有效数据。

S120、根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

具体的，可以对阵列排布的各压力传感器设置二维坐标，则压力检测传感器的压力检测数据可以包括压力传感器的二维坐标数据和压力检测值，可以根据预设时间内，各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值的动态变化确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

S130、根据实际运动姿态，确定用户的动作评分。

具体的，处理器可以将用户的实际运动姿态与训练教程中的预设动作进行匹配，根据匹配程度对用户的实际运动姿态进行动作评分。

示例性的，一个训练计划中可以包括连续的多个预设动作，可以分别对用户的每个实际运动姿态与对应的预设动作进行匹配并评分，综合用户的各实际运动姿态的评分结果作为最后的动作评分。

本发明实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，在预设动作时间内实时获取各压力检测传感器的压力检测数据，以根据预设时间内，各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值的动态变化确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态，从而能够将实际运动姿态与训练教程中的预设动作进行匹配，根据匹配程度对用户的实际动作进行动作评分，该点阵式柔性垫可以作为运动瑜伽垫，能够量化用户的动作标准程度和完成程度，有效调动用户的运动积极性，或者当该点阵式柔性垫为康复垫时，能够量化用户的康复程度，并且鼓励用户积极进行康复训练。

可选的，图4是本发明实施例提供的另一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

S210、在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据。

S220、根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定实际运动姿态的动作特征。

具体的，运动姿态的动作特征可以包括单手撑地、双手撑地、单脚站立、双脚站立、交替抬腿、屈膝、坐下、躺下等与点阵式柔性垫具有接触的身体部位的动作，根据前述实施例，压力检测数据可以包括压力传感器的二维坐标数据和压力检测值，因此可以根据各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值至的动态变化，确定点阵式柔性垫的受力轮廓和各受力轮廓的承受压力的大小，从而能够根据受力位置和受力位置处压力值的大小，确定用户实际运动姿态的动作特征。

S230、根据各压力检测传感器的压力检测数据和实际运动姿态的动作特征，确定用户的上肢动作标志。

具体的，根据压力传感器的压力检测数据，即各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值，可以确定用户的重心坐标，由于该重心坐标是基于原始的各压力检测传感器的压力检测值而确定，因此根据预设动作时间内重心坐标的变化确定的上肢动作标志可能存在多个，此时可将重心坐标的变化与实际运动姿态的动作特征结合，确定与动作特征相符合的上肢动作标志；其中，上肢动作标志可以包括双手向前、双手下摆向后双手前绕向后等。

S240、融合动作特征和上肢动作标志，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

具体的，可以采用融合算法，将实际运动姿态的动作特征与上肢动作标志相结合，从而能够确定用户整体的实际运动姿态，进而可以将实际运动姿态与预设动作进行匹配，根据匹配程度进行评分；示例性的，评分机制可以包括动作是否与预设动作相符、动作的完成程度以及动作的标准程度等。

S250、根据实际运动姿态，确定用户的动作评分。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图，如图5所示，该方法包括：

S310、在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据。

S320、获取点阵式柔性垫上的用户的体征数据。

具体的，体征数据可以包括用户的体重、身高、肩宽、鞋子尺码等数据，用户可将上述体征数据输入至手机app中，通过手机app向点阵式柔性垫中的处理器发送体征数据，处理器可将其存储至存储模块，在使用时直接获取存储模块中的用户体征数据。

S330、根据预设动作时间内各压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势。

S340、根据受力轮廓、各受力位置处压力变化趋势和用户的体征数据，确定实际运动姿态的动作特征。

具体的，首先可以根据各压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据确定点阵式柔性垫的在预设动作时间内的受力位置，受力位置优选为压力传感器的压力值大于零的位置，将相邻的受力位置进行联合，从而可以确定点阵式柔性垫的受力轮廓；根据预设动作时间内各压力检测传感器的压力值数据的变化可以确定各受力位置处的压力变化趋势；将受力轮廓与用户的体征数据进行匹配，可以确定用户与点阵式柔性垫接触的身体部位，结合预设动作时间内受力轮廓的变化和各受力位置处压力变化趋势可以确定用户的实际运动姿态的动作特征。

示例性的，在步骤S330之前，即在根据预设动作时间内各压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势之前，还可以首先对各压力检测传感器的压力检测数据进行滤波。

具体的，点阵式柔性垫上可能除了用户可能还放置有其他冗余物品，例如水杯等，为了提高数据处理效率并且提高对实际运动姿态的动作特征判断的准确性，可以将冗余物品所产生的冗余信号进行滤波，例如可以将相邻受力位置所构成的面积小于预设面积，以及受力位置的受到的压力小于预设压力的压力检测数据去除，如此，可以去除位置较为边缘的数据以及压力较小的数据，从而根据滤波后的二维坐标数据和压力值数据，确定点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势，能够有效提高数据处理效率以及确定的实际运动姿态的动作特征可靠性。

S350、根据预设动作时间内的各压力传感器的二维坐标数据和各压力传感器的压力值数据，确定预设动作时间内各压力传感器的三维坐标数据。

具体的，若各压力传感器的二维坐标为(x,y)，则当点阵式柔性垫平铺在地面上时，坐标轴x轴和y轴所在平面为平行于地面的平面；由于点阵式柔性垫在压力的作用下厚度会发生变化，压力越大则厚度越小，因此可以将压力值数据或点阵式柔性垫的厚度数据体现为压力传感器z轴方向上的数据，因此，此时可以根据压力值数据补充各压力传感器的三维坐标，即补充压力传感器在垂直于地面方向的z轴方向的数据。

S360、基于运动姿态模型，根据各压力传感器的三维坐标数据和实际运动姿态的动作特征确定上肢动作标志。

具体的，运动姿态模型优选为机器学习模型，该机器学习模型由大量的不同体重、不同身高的人的实际运动姿态所产生的压力检测数据进行打标和训练，其中，打标是将压力检测数据打上与其对应的实际运动姿态的标签，以便于后续能够根据压力检测数据匹配实际运动姿态。该运动姿态模型可以将三维数据转换为对应的压力热力图，再通过图像处理的方式确定上肢动作标志。在某个时刻，根据各压力传感器的三维数据可以确定一个重心坐标，该重心坐标可以理解为人体的重心坐标，从而根据预设动作时间内各压力传感器的三维数据的变化趋势可以确定用户的重心变化趋势，通过分析用户的重心变化趋势可以确定用户的上肢动作标志。然而，仅通过各压力传感器原始的压力检测数据确定的上肢动作标志可能存在多个，因此可以将上述通过各压力传感器原始的压力检测数据确定的上肢动作标志称为初始上肢动作标志，可以通过已经确定的实际运动姿态的动作特征缩小初始上肢动作标志的范围，从而可以更准确的确定上肢动作标志。

示例性的，可以首先根据三维坐标数据，基于STFT变换确定压力变化时频谱图；再根据时频谱图，基于神经网络对时频谱图进行图像处理，确定初始上肢动作标志；最后根据初始上肢动作标志和实际运动姿态的动作特征确定上肢动作标志。

具体的，STFT即为短时傅里叶变换，可以确定时变信号局部区域内的频率和相位，由预设动作时间内各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值确定的三维数据可以通过STFT变换为时频谱图，该时频谱图即为压力热力图，可以通过神经网络对该时频谱图中RGB分布进行分析，从而可以确定初始上肢动作标志；在将通过已经确定的实际运动姿态的动作特征缩小初始上肢动作标志的范围，确定与实际运动姿态的动作特征符合的初始上肢动作标志为上肢动作标志。

S370、融合动作特征和上肢动作标志，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

S380、根据实际运动姿态，确定用户的动作评分。

可选的，图6是本发明实施例提供的又一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图，如图6所示，该方法包括：

S410、在预设准备时间内，获取各压力传感器的压力变化数据。

S420、根据各压力传感器的压力变化数据，确定用户运动准备状态。

具体的，在实时获取各压力检测传感器的压力检测数据之前，即在训练教程开始之前，可以首先确定用户是否已准备就绪，即确定用户是否在点阵式柔性垫上以保持静止；因此可以在预设准备时间内，获取各压力传感器的压力变化数据，该压力变化数据可以包括压力传感器的二维坐标的变化数据和压力值变化数据，若在一段时间内根据压力变化数据中的各压力传感器的二维坐标的变化数据坐标确定用户没有移动，且根据压力变换数据中的各压力传感器的压力值变化数据确定用户没有动作，则可以确定用户已准备就绪，可以开始训练教程。其中，预设准备时间可以根据设计需求自行设置，并且在训练教程开始之前，可以包括多个连续的预设准备时间，即在直至最后的预设准备时间确定用户已准备就绪为止，可以进行各压力检测传感器的压力检测数据的实时获取。

S430、在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据。

S440、根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

S450、根据实际运动姿态，确定用户的动作评分。

可选的，图7是本发明实施例提供的又一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的流程图，如图7所示，该方法包括：

S510、在预设准备时间内的第一时间段，获取各压力传感器的第一压力变化数据。

S520、在预设准备时间内的第二时间段，获取各压力传感器的第二压力变化数据；第一时间段与第二时间段的时长相同，且第一时间段与第二时间段之间间隔第一预设时间。

S530、分别计算第一压力变化数据的第一均方差，以及第二压力变化数据的第二压力均方差。

S540、判断第一压力均方差与第二压力均方差之间的差值是否在预设差值范围内，若是，则执行S550。

S550、确定用户处于运动准备就绪的状态。

具体的，为了更为清楚的解释上述实施例，可以示例性的将第一时间段和第二时间段均设置为5s，第一预设时间设置为1s，则可以理解为预设准备时间为11s；分别获取第一时间段内(即预设准备时间的前5s)和第二时间段内(即预设准备时间的后5s)的压力变化数据，并分别计算第一时间段内第一压力变化数据的第一均方差，以及第二时间段内第二压力变化数据的第二均方差，若第一均方差和第二均方差的差值在预设差值范围内，则可以确定用户已保持静止，处于运动准备就绪的状态。

进一步的，由于在整个准备过程中，可以包括多个预设准备时间，因此可以理解为每隔1s获取5s的压力变化数据，将前后相邻的压力变化数据的均方差进行比较，直至确定用户已保持静止，即确定用户已处于运动准备就绪的状态为止，停止获取压力变化数据。

S560、在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据。

S570、根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

S580、根据实际运动姿态，确定用户的动作评分。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置，该基于点阵式柔性垫的康复运动监测装置包括本发明任一实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，因此本发明实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置包括本发明任一实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的技术特征，能够达到本发明任一实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的有益效果，相同之处可参照上述对本发明实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法的描述，在此不再赘述。

可选的，图8是本发明实施例提供的一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置的结构示意图，其中参考图2和图3，点阵式柔性垫包括阵列排布的多个压力检测传感器，如图8所示，该基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置包括压力检测数据获取模块100，用于在预设动作时间内，实时获取各压力检测传感器的压力检测数据；实际运动姿态确定模块200，用于根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态；动作评分确定模块300，用于根据实际运动姿态，确定用户的动作评分。

本发明实施例提供的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置，通过压力检测数据获取模块在预设动作时间内实时获取各压力检测传感器的压力检测数据，通过实际运动姿态确定模块根据预设时间内，各压力传感器的二维坐标数据和压力检测值的动态变化确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态，并且通过动作评分确定模块能够将实际运动姿态与训练教程中的预设动作进行匹配，根据匹配程度对用户的实际动作进行动作评分，该点阵式柔性垫可以作为运动瑜伽垫，能够量化用户的动作标准程度，有效调动用户的运动积极性，或者当该点阵式柔性垫为康复垫时，能够量化用户的康复程度，并且鼓励用户积极进行康复训练。

可选的，实际运动姿态确定模块包括动作特征确定子模块，用于根据各压力检测传感器的压力检测数据，确定实际运动姿态的动作特征；上肢动作标志确定子模块，用于根据各压力检测传感器的压力检测数据和实际运动姿态的动作特征，确定用户的上肢动作标志；实际运动姿态确定子模块，用于融合动作特征和上肢动作标志，确定点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

可选的，压力检测数据包括压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据；动作特征确定子模块包括体征数据获取单元，用于获取点阵式柔性垫上的用户的体征数据；受力信息确定单元，用于根据预设动作时间内各压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势；动作特征确定单元，用于根据受力轮廓、各受力位置处压力变化趋势和用户的体征数据，确定实际运动姿态的动作特征。

可选的，动作特征确定子模块还包括滤波单元，用于在受力信息确定单元根据预设动作时间内各压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势之前，对各压力检测传感器的压力检测数据进行滤波。

可选的，压力检测数据包括压力传感器的二维坐标数据和压力值数据；上肢动作标志确定子模块包括三维坐标数据确定单元，用于根据预设动作时间内的各压力传感器的二维坐标数据和各压力传感器的压力值数据，确定预设动作时间内各压力传感器的三维坐标数据；上肢动作标志确定单元，用于基于运动姿态模型，根据各压力传感器的三维坐标数据和实际运动姿态模型确定上肢动作标志。

可选的，上肢动作标志确定单元包括压力变化时频谱图确定子单元，用于根据三维坐标数据，基于STFT变换确定压力变化时频谱图；初始上肢动作标志确定子单元，用于根据时频谱图，基于神经网络对时频谱图进行图像处理，确定初始上肢动作标志；上肢动作标志确定子单元，用于根据初始上肢动作标志和实际运动姿态的动作特征确定上肢动作标志。

可选的，基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置还包括压力变化数据获取模块，用于在预设准备时间内，获取各压力传感器的压力变化数据；准备状态确定模块，用于根据各压力传感器的压力变化数据，确定用户运动准备状态。

可选的，压力变化数据获取模块包括第一压力变化数据获取子模块，用于在预设准备时间内的第一时间段，获取各压力传感器的第一压力变化数据；第二压力变化数据获取子模块，在预设准备时间内的第二时间段，获取各压力传感器的第二压力变化数据；第一时间段与第二时间段的时长相同，且第一时间段与第二时间段之间间隔第一预设时间。

可选的，准备状态确定模块包括均方差计算子模块，用于分别计算第一压力变化数据的第一均方差，以及第二压力变化数据的第二压力均方差；判断子模块，用于判断第一压力均方差与第二压力均方差之间的差值是否在预设差值范围内；准备状态确定子模块，用于在判断子模块确定第一压力均方差与第二压力均方差之间的差值在预设差值范围内时，确定用户处于运动准备就绪的状态，在判断子模块确定第一压力均方差与第二压力均方差之间的差值不在预设差值范围内时，确定用户处于运动准备未就绪的状态。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种点阵式柔性垫，包括处理器和阵列排布的多个压力检测传感器；其中，处理器用于执行本发明任一实施例提供的基于点阵式柔性垫的康复运动监测方法。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，所述点阵式柔性垫包括阵列排布的多个压力检测传感器，所述运动姿态检测方法包括：

在预设动作时间内，实时获取各所述压力检测传感器的压力检测数据；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态；

根据所述实际运动姿态，确定所述用户的动作评分。

2.根据权利要求1所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态，包括：

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述实际运动姿态的动作特征；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据和所述实际运动姿态的动作特征，确定所述用户的上肢动作标志；

融合所述动作特征和所述上肢动作标志，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态。

3.根据权利要求2所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，所述压力检测数据包括所述压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述实际运动姿态的动作特征，包括：

获取所述点阵式柔性垫上的用户的体征数据；

根据所述预设动作时间内各所述压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定所述点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势；

根据所述受力轮廓、各所述受力位置处压力变化趋势和所述用户的体征数据，确定所述实际运动姿态的动作特征。

4.根据权利要求3所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，在根据所述预设动作时间内各所述压力检测传感器的二维坐标数据和压力值数据，确定所述点阵式柔性垫的受力轮廓和受力位置处的压力变化趋势之前，还包括：

对各所述压力检测传感器的压力检测数据进行滤波。

5.根据权利要求2所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，所述压力检测数据包括所述压力传感器的二维坐标数据和压力值数据；

根据各所述压力检测传感器的压力检测数据和所述实际运动姿态的动作特征确定上肢动作标志，包括：

根据预设动作时间内的各所述压力传感器的二维坐标数据和各所述压力传感器的压力值数据，确定预设动作时间内各所述压力传感器的三维坐标数据；

基于运动姿态模型，根据各所述压力传感器的三维坐标数据和所述实际运动姿态的动作特征确定所述上肢动作标志。

6.根据权利要求5所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，基于运动姿态模型，根据所述各所述压力传感器的三维坐标和所述实际运动姿态的动作特征确定所述上肢动作标志，包括：

根据所述三维坐标数据，基于STFT变换确定压力变化时频谱图；

根据所述时频谱图，基于神经网络对所述时频谱图进行图像处理，确定初始上肢动作标志；

根据所述初始上肢动作标志和所述实际运动姿态的动作特征确定所述上肢动作标志。

7.根据权利要求1所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，在预设动作时间内，实时获取各所述压力检测传感器的压力检测数据之前，还包括：

在预设准备时间内，获取各所述压力传感器的压力变化数据；

根据各所述压力传感器的压力变化数据，确定所述用户运动准备状态。

8.根据权利要求7所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，在预设准备时间内，获取各所述压力传感器的压力变化数据，包括：

在预设准备时间内的第一时间段，获取各所述压力传感器的第一压力变化数据；

在预设准备时间内的第二时间段，获取各所述压力传感器的第二压力变化数据；所述第一时间段与所述第二时间段的时长相同，且所述第一时间段与所述第二时间段之间间隔第一预设时间。

9.根据权利要求8所述的基于点阵式柔性垫的运动姿态检测方法，其特征在于，根据各所述压力传感器的压力变化数据，确定所述用户运动准备状态，包括：

分别计算所述第一压力变化数据的第一均方差，以及所述第二压力变化数据的第二压力均方差；

判断所述第一压力均方差与所述第二压力均方差之间的差值是否在预设差值范围内；

若是，则确定所述用户处于运动准备就绪的状态。

10.一种基于点阵式柔性垫的运动姿态检测装置，其特征在于，所述点阵式柔性垫包括阵列排布的多个压力检测传感器，所述运动姿态检测装置包括：

压力检测数据获取模块，用于在预设动作时间内，实时获取各所述压力检测传感器的压力检测数据；

实际运动姿态确定模块，用于根据各所述压力检测传感器的压力检测数据，确定所述点阵式柔性垫上的用户的实际运动姿态；

动作评分确定模块，用于根据所述实际运动姿态，确定所述用户的动作评分。

11.一种点阵式柔性垫，其特征在于，包括：处理器和阵列排布的多个压力检测传感器；

所述处理器用于执行权利要求1～9任一项所述的基于点阵式柔性垫的康复运动监测方法。

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