一种运动状态识别方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种运动状态识别方法、装置、系统及存储介质。本方案通过获取被检测对象以不同运动状态在不同地面环境下行走的肌电数据，基于该肌电数据，划分被检测对象在每个行走周期内的肌电特征，通过对不同肌电特征进行聚类得到运动状态特征组，并根据被检测对象的运动状态和地面环境对应运动状态特征组添加相应的标识，被检测对象不需要以固定的行走要求进行行走，因为被检测对象是很难完全符合预设要求的，本方案在对被检测对象进行数据采集后，通过聚类使得具有同一共性的肌电特征聚集，然后在对每组运动状态特征组赋予相应的识别标签，保证特征与识别结果的准确匹配，变相提高了通过该运动状态特征组进行动作识别的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种运动状态识别方法、装置、系统及存储介质
本专利技术涉及智能控制
，尤其涉及一种运动状态识别方法、装置、系统及存储介质。
技术介绍
康复训练对肢体功能的神经功能恢复有积极的影响。传统的康复训练是劳动密集型的，尤其是下肢关节。近年来，康复辅助设备得到了显著的普及。适当的机器人辅助康复训练对肢体运动功能的恢复起着重要的作用。积极的交互控制策略能够根据需要提供适当的帮助，这对于满足培训绩效是至关重要的。基于肌电图的控制策略被广泛应用于康复、假肢控制、人机交互等领域，肌电信号包含了肌肉活动的重要信息，因此，将有助于估计人类的意图，但是，基于肌电图信号的人体运动识别方法还没有显示出稳健和准确的识别性能，用户无法准确控制辅助装置的运动。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的至少一个实施例提供了一种运动状态识别方法、装置、系统及存储介质。第一方面，本专利技术实施例提供了一种运动状态识别方法，所述识别方法包括：获取被检测对象以不同行走速率在不同地面环境下行走的肌电数据；根据所述肌电数据得到所述被检测对象在每个行走周期内的肌电特征；对所述肌电特征进行聚类，得到多组运动状态特征组；根据所述被检测对象行走时的地面环境和行走速率，对每组所述运动状态特征组添加运动状态识别结果。基于上述技术方案，本专利技术实施例还可以做出如下改进。结合第一方面，在第一方面的第一种实施例中，所述获取所述肌电数据在每个行走周期内的肌电特征，包括：获取所述被检测对象的步态周期，将所述步态周期作为行走周期；获取每个行走周期内的肌电数据的均方根值和肌电能量，作为所述肌电特征。结合第一方面的第一种实施例，在第一方面的第二种实施例中，获取所述肌电数据的均方根值，包括：通过如下公式计算所述均方根值：其中，RMS为所述均方根值，n为行走周期内的肌电数据的数据采集时间点个数，xi为行走周期内第i个数据采集时间点采集的肌电数据的值。结合第一方面的第一种实施例，在第一方面的第三种实施例中，获取所述肌电数据的肌电能量，包括：根据所述肌电数据的幅值和肌电数据幅值的导数，建立二维坐标系；根据行走周期内每个数据采集时间点采集的肌电数据的幅值和肌电数据幅值的导数，在所述二维坐标系中标记对应的数据点；根据所述数据点，在所述二维坐标系中确定有效区域，其中，有效区域中包含的数据点的数量大于预设数量；获取所述有效区域的面积作为所述肌电数据的肌电能量。结合第一方面的第三种实施例，在第一方面的第四种实施例中，所述根据所述数据点，在所述二维坐标系中确定有效区域，包括：在所述二维坐标系中获取包含所有所述数据点的待选区域；根据所述数据点的数量，将所述待选区域划分为至少两个预设形状的次级待选区域；从所述次级待选区域中确定所述有效区域，其中，所述有效区域中包含的数据点的数量大于预设数量。结合第一方面，在第一方面的第五种实施例中，所述对所述肌电特征进行聚类，得到多组运动状态特征组，包括：通过k均值聚类算法对所述肌电特征进行聚类，得到多组所述运动状态特征组。结合第一方面或第一方面的第一、第二、第三、第四或第五种实施例，在第一方面的第六种实施例中，所述识别方法还包括：获取待识别对象的待识别肌电数据；根据所述待识别肌电数据得到待识别对象的待识别肌电特征；确定与所述待识别肌电特征相匹配的所述运动状态特征组，作为识别结果；根据所述识别结果对应的运动状态识别结果，按运动状态识别结果对应的运动控制策略控制运动辅助装置进行运动。第二方面，本专利技术实施例提供了一种运动状态识别装置，所述识别装置包括：获取单元，用于获取被检测对象以不同行走速率在不同地面环境下行走的肌电数据；第一处理单元，用于根据所述肌电数据得到所述被检测对象在每个行走周期内的肌电特征；第二处理单元，用于对所述肌电特征进行聚类，得到多组运动状态特征组；第三处理单元，用于根据所述被检测对象行走时的地面环境和行走速率，对每组所述运动状态特征组添加运动状态识别结果。第三方面，本专利技术实施例提供了一种运动状态识别系统，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面中任一所述的运动状态识别方法。第四方面，本专利技术实施例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存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现第一方面中任一所述的运动状态识别方法。本专利技术的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本专利技术实施例。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种运动状态识别方法流程示意图；图2是本专利技术另一实施例提供的一种运动状态识别方法流程示意图；图3是本专利技术又一实施例提供的肌电数据的幅值和肌电数据幅值的导数在相应二维坐标系中的分布图示意图；图4是本专利技术又一实施例提供的一种运动状态识别方法流程示意图其一；图5是本专利技术又一实施例提供的一种运动状态识别方法流程示意图其二；图6是本专利技术又一实施例提供的一种运动状态识别装置结构示意图；图7是本专利技术又一实施例提供的一种运动状态识别系统结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种运动状态识别方法。参照图1，识别方法包括如下步骤：S11、获取被检测对象以不同行走速率在不同地面环境下行走的肌电数据。在本实施例中，肌电信号采集可以采集股二头肌、腓肠肌两个肌肉群的肌电图数据，数据传输方式可以通过无线或者有线方式进行，本方案对此不做特别限定，采集被检测对象在不同场景下的肌电数据，可以在跑步机上进行，为提高对于行走速率和地面环境测量的准确性，可以通过测速装置对被检测对象的行走速率进行检测，还可以通过角度测量装置检测地面环境的倾斜情况。在本实施例中，获取被检测对象以不同行走速率在不同地面环境下行走的肌电数据，可以以0.8米/秒和1.2米/秒的速度水平、上坡和下坡行走，上坡和下坡行走的角度可以是任意角度，这样一共可以得到六种不同情况下的被检测对象行走时的肌电数据，当然，本方案中可以以任意行走速率和不同地面环境进行被采集对象的肌电数据采集。S12、根据肌电数据得到被检测对象在每个行走周期内的肌电特征。在本实施例中，分别对每种情况下得到的肌电数据进行处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动状态识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：/n获取被检测对象以不同行走速率在不同地面环境下行走的肌电数据；/n根据所述肌电数据得到所述被检测对象在每个行走周期内的肌电特征；/n对所述肌电特征进行聚类，得到多组运动状态特征组；/n根据所述被检测对象行走时的地面环境和行走速率，对每组所述运动状态特征组添加运动状态识别结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种运动状态识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：
获取被检测对象以不同行走速率在不同地面环境下行走的肌电数据；
根据所述肌电数据得到所述被检测对象在每个行走周期内的肌电特征；
对所述肌电特征进行聚类，得到多组运动状态特征组；
根据所述被检测对象行走时的地面环境和行走速率，对每组所述运动状态特征组添加运动状态识别结果。


2.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，所述获取所述肌电数据在每个行走周期内的肌电特征，包括：
获取所述被检测对象的步态周期，将所述步态周期作为行走周期；
获取每个行走周期内的肌电数据的均方根值和肌电能量，作为所述肌电特征。


3.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，获取所述肌电数据的均方根值，包括：
通过如下公式计算所述均方根值：



其中，RMS为所述均方根值，n为行走周期内的肌电数据的数据采集时间点个数，xi为行走周期内第i个数据采集时间点采集的肌电数据的值。


4.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，获取所述肌电数据的肌电能量，包括：
根据所述肌电数据的幅值和肌电数据幅值的导数，建立二维坐标系；
根据行走周期内每个数据采集时间点采集的肌电数据的幅值和肌电数据幅值的导数，在所述二维坐标系中标记对应的数据点；
根据所述数据点，在所述二维坐标系中确定有效区域，其中，有效区域中包含的数据点的数量大于预设数量；
获取所述有效区域的面积作为所述肌电数据的肌电能量。


5.根据权利要求4所述的识别方法，其特征在于，所述根据所述数据点，在所述二维坐标系中确定有效区域，包括：
在所述二维坐标系中获取包含所有所述数据点的待选区域；
根据所述数据点的数量，将所述待选区域划分为至少两个预设形状的次级待选区...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红红，姚秀军，
申请(专利权)人：北京海益同展信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11