基于慣性傳感器的人體動(dòng)作分析與識(shí)別是模式識(shí)別的一個(gè)新興領(lǐng)域，克服了傳統(tǒng)基于視頻的動(dòng)作識(shí)別的諸多缺點(diǎn)和限制,，具有更高的可操作性和實(shí)用性,。通過固定在人體特定部位的慣性傳感器采集人體的動(dòng)作信息，通過無線傳輸模塊傳到PC 機(jī),，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,、特征提取和選擇、動(dòng)作分類,。這些慣性傳感器內(nèi)部包括一個(gè)三軸加速度計(jì),、一個(gè)三軸磁力計(jì)、一個(gè)三軸陀螺儀,，將三者集成在一起作為單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),，各節(jié)點(diǎn)之間通過無線通信組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，形成運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng),，捕獲人體運(yùn)動(dòng)信息,。
人體模型：根據(jù)人的生理結(jié)構(gòu)將肢體看成剛體，每段剛體直接由關(guān)節(jié)相連，從而將人體抽象化為一個(gè)連接型剛體系統(tǒng),，本系統(tǒng)模型將人體分為14個(gè)環(huán)節(jié),。
關(guān)節(jié)和姿態(tài)角的人體運(yùn)動(dòng)分析：
要想采集人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并對(duì)運(yùn)動(dòng)展開相關(guān)研究，需了解人體結(jié)構(gòu),，人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是由骨骼和附著其上的肌肉組成,，其實(shí)質(zhì)是肢體繞關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。人體關(guān)節(jié)在人體運(yùn)動(dòng)中起著樞紐作用,，可分為不動(dòng)關(guān)節(jié),、動(dòng)關(guān)節(jié)和半動(dòng)關(guān)節(jié)，在人體運(yùn)動(dòng)中所涉及的關(guān)節(jié)是指動(dòng)關(guān)節(jié),。人體中絕大多數(shù)關(guān)節(jié)是動(dòng)關(guān)節(jié),，如腕、肘,、肩,、頸、背,、臀,、膝和踝關(guān)節(jié)；
傳感器姿態(tài)角是通過傳感器自身坐標(biāo)系和相對(duì)于東北天坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來表示的：
航向角Yaw：定義為傳感器芯片繞Z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,，在空間上是指芯片縱軸方向在水平面上的投影與地球子午線（即經(jīng)度線）之間的夾角,，即載體坐標(biāo)系Y(b)軸在東北天坐標(biāo)系水平面的投影與東北天坐標(biāo)系中的Y(n)的夾角。從地理北極方向?yàn)殚_始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎?，范圍是[0°-360°],。
俯仰角Pitch：定義為傳感器芯片繞X 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，在空間上是指芯片的縱軸Y(b)
軸與地理水平面之間的夾角,，即載體縱軸Y(b)與其在東北天坐標(biāo)系水平面上的投影之間的夾角,。芯片抬頭向上為正，向下為負(fù),，范圍[-90°-90°],。
滾轉(zhuǎn)角Roll：定義為傳感器芯片繞Y 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，在空間上是指芯片的橫軸X(b)與水平面之間的夾角,，即芯片橫軸X(b)與其在東北天坐標(biāo)系水平面上的投影的夾角,。芯片右面抬起為正，左面抬起為負(fù),，定義范圍為[-180°-180°],。
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