動作判定裝置及動作感測器

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

105116053

專利證號

I 603085

專利獲證名稱

動作判定裝置及動作感測器

專利所屬機關 (申請機關)

國立交通大學

獲證日期

2017/10/21

技術說明

人體的行為模式，會產生對應的動態向量(Motion Vector)，因此如果收集各種行為模式的動量，並進行分析與模型的建立，將可藉由動量資訊，探討人類的行為模式，進而提供個人健康照護所需的相關資訊。 我們所提出的標準化空間座標軸事件觸發式感測融合系統，在人體動作判定前先將感應器原有的擺放角度位置座標做兩步驟的三軸轉換，轉換到垂直地面軸向與重力作用方向完全相同的標準三軸方位。在此標準座標軸下，採用客製化的尤拉角度換算以及快速傅立葉轉換，用以判定人體在靜態以及動態的動作判定。本實驗的感測融合系統包含加速度器與陀螺儀，功耗考量故在人體靜態單純用加速度器做判定即可準確判讀。在動態時才觸發陀螺儀以及傅立葉轉換開啟做輔助判定。系統並可在人體做完動態動作時自動做三軸座標的微調，以免發生後續座標軸方位位移導致後續動作的誤判。 經由實驗結果分析得知，採用我們提供的演算法，原地抖動身體、原地踏步等干擾感應器動作判定的一些假性狀態將可以被有效過濾掉，動作的偵測準確度可以高於99.8%。此實驗環境為採用手機應用軟體(APP)搭配德儀硬體CC2541感測器所執行的人體動作偵測。採用事件觸發式感測融合系統開發出來的手機APP以及硬體採用之感測器，其功耗較非事件觸發式方法，約可分別降低37%和56%的用電量。 Human motion recognition by using inertial devices has gained tremendous achievements in recent years. But there is a limitation of using inertial measurement unit (IMU) about the initial sensor orientation on human body. A slight orientation change could lead to inaccurate results from all gait parameters of sensors. Besides, there is no simple rule for one single IMU to recognize human active motion. We propose an Event Driven Sensor Fusion with universal coordinate transformation to solve these two issues. By using calibration of two-step rotation matrix before human motion recognition, we can transform original sensor frame to universal standard frame for general rule set up of human activity recognition no matter what initial installation IMU attach on human body. And under universal frame, each static and dynamic human motion can be detected precisely by customized Euler angle and FFT threshold.

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

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