加速度传感器信号处理算法
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一
４ ０ ７ ． １ ９； ３ ８ ４ ． ４ ７， － ４ ０ ７ ． １ ９． ５ ３ ６ ． ８ ２ １ 。
分 别计 算 三 者之 间 的 互 相 关 系数 通 过 选 取 与 其 余 两 者 相 关性 较 小 且 自相 关 系数 较 大 的 曲 线 来 进 行 动 作 分 解 。在 此 我
图 １
『 １ １ 冯 志全 ， 杨 波， 徐 涛， 等． 基 于 自然 手 势 跟 踪 的 直接 操 作 型 三 维 人
如 图所 示 经 滤 波 的 数 据 消 除 大部 分 噪 声 带 来 的 影 响 。一 机 交互 范式 ｌ Ｊ １ ． 计 算机 学报 ， ２ ０ １ ４， ３ ７ （ ６ ） ： １ ３ ０ ９ ～ １ ３ ２ ３ ． ２ ］ 秦 磊， 胡 琼， 黄庆 明， 等． 基 于特 征 点轨 迹 的 动 作 识 别叨 ． 计 算 机 学 般 的动 作 信 号 都 是 周 期 性 的 ． 因此 对 周 期 性 信 号 进 行 划 分 就 ［ ２ ０ １ ４ ， ３ ７ （ ６ ） ： １ ２ ８ １ ～ １ ２ ８ ８ ． 成 为成 功 识 别 的 关 键 。 动 作 传 感 器可 得 到 三 个 相 互 正 交 的分 报 ，
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ７ ） Ｏ １ — ０ ２ ８ ２ 一 Ｏ １
随 着 智 能 设 备 的 进 一 步 普 及 和发 展 ，人 机 交 互 系统 成 为 研 究者 关 注 的 重 点 ， 而针 对人 体 动 作 的 识 别 更是 人 机 交 互 领
们 采 用 加 权 计 算公 式 ：
Ｃ ， ＝ ０ ￣ Ｃ ￣－ － （ １ － ０ ） Ｃ ￣ 其 中 ０为加 权 系数 １ ＞ ０ ＞ ０本 文 中 ０ ＝ ０ ． ５ 。 因此我 们 得 到 分 解 后 的 曲线 如 图 ２所 示 。
作 识 别 系统 ． 利 用低 维 数 据 实现 对 人 体 上肢 动 作 的识 别 。并 通
作 识 别 系统 ， 利 用 低 维 数 据 实 现 对 人 体 上 肢 动作 的识 别 。并 通 过 实验 验 证 了系 统 自身 的 识 别 率 。引入 互 相 关 矩 阵 消 除 数 据 间 的相 关性 ， 实 现 周 期 信 号 的 正确 分割 。
【 关键词 】 卡尔曼滤波 ； 互相关矩阵 ； 加速度传 感器 【 中图分 类号 】 Ｔ Ｐ ２ １ ２ ． ９ 【 文献标 识码 】 Ａ
表征 了信 号之 间 的相 互 关 系。 凭借 相 关 矩 阵 我 们 可 以较 为 直
观 地观 测信 号 之 间 的 关 系。 对我 们 采 集得 到 的 数 据 进 行 计 算 域 的重 要 内容Ⅲ 。 基 于 图像 传 感 器 的 动作 识 别 系统 得 益 于 自身 得 到 以 下数 据 ： ｛ ８ ４ ６ ． ２ ４ ， 一 １ ７ ０ ４ ． ８ ０ ， ３ ８ ４ ． ４ ７ ； 一 １ ７ ０ ４ ． ８ ０ ， １ ７ ５ ７ ０ ． ５ ４ ，
更 高的 信 息 获 取 量 ， 成 为 相 关 领域 内的研 究热 点 。 然 而 图像 传 感 器对 背景 光 以 及 安 装 角 度要 求 较 高。 因此 针 对 基 于 加 速 度 传 感 器 的动 作 识 别 算 法 以更 强 的 适 应 性 以及 应 用 自 由度 也 在 人 机 交 互领 域 占据 了独特 的位 置［ ２ － ３ ］ 。 本 文 针 对 加 速 度 传 感 器 自身的 应 用 特 点 ．设 计 了一 套 动
量 用 以表 征 人 体 的 动 作 ， 如 图所 示 可 以 看 出 ， 其 中 两 个分 量 的 值 相 对较 小 而且 表 现 出一 种 杂乱 无章 的状 态 。就 此 可 以得 出 结 论 ．在 动作 分割 这 个 领 域 内三 个分 量 间 的数 据存 在 一 定 的
又 由 于人 体 动作 存 在 个体 间差 别较 大 的特 点 因此 不再 适 用 于 本 领域 卡 尔 曼滤 波 利 用 前 一 测 量 值 实现 对 当前 值 的 最优 估
计． 从 而 实现 对 系统 的 实 时 滤波 。
卡 尔 曼 滤 波 大致 可 以分 为 两 个数 据 更新 步骤 ， 滤 波后 的
效 果 如 图 １所 示 。
Ｏ
１ ｏ ０
２ ∞
∞ ０ ４Ｏ Ｏ
５ ０ ０
６ ∞ ７０ｏ
８ Ｏ ０
９ ｏ Ｏ １ Ｏ ０ｏ
结论
本 文 利 用 卡 尔 曼 滤 波 实现 了对 加 速 度 信 号 的 实 时 滤 波 ， 并 利 用 多 维信 号 之 间 的 相 关性 实现 了对 冗 余 信 号 的 判 别 ， 在
加速度传感器 信号处理 算法
魏枫林 ， 佟璐琰 ， 王 凯 （ 吉林 大学 计算机科学与技术学院， 吉林 长 春１ ３ ０ ０ １ ２ ）
【 摘 要 】 随着智 能设备的进一步普及和 发展 ， 人机交互 系统成 为研 究者关注的重点。本文针ｘ Ｃ ； ￣ ｎ 速度传 感器 自身的应用特点 ， 设计 了一套动
过 实验 验 证 了 系统 自身 的识 别 率 。 般 的 来说 测 量 系统 都 避 免 不 了噪 声 的 污 染 。 因此 对 加
一
速 度信 号进 行 一 定 的 预 处 理是 必要 的 。 传 统 的数 字滤 波 器 ， 无 论 其设 计 架 构 （ Ｉ Ｉ Ｒ或 Ｆ Ｉ Ｒ滤波器） 都 存在 计 算 延 迟 大 的 缺 陷 ，
Ｏ １ ０ ｏ ２ 。 ０ ３ ０ ０ ４０ ０ ５ ０ ０ ６ ｏ ｏ ７ ００ ８ ０ ０ ９ ｏ ０ １ Ｏ。 ０
此 的 基 础 上 成 功 实现 了信 号 的 周 期 划 分 ．证 实 了本 文 中提 出
的算 法 的 可 靠 性 和 有 效性 。
参考文Fra Baidu bibliotek
４ ０ ７ ． １ ９； ３ ８ ４ ． ４ ７， － ４ ０ ７ ． １ ９． ５ ３ ６ ． ８ ２ １ 。
分 别计 算 三 者之 间 的 互 相 关 系数 通 过 选 取 与 其 余 两 者 相 关性 较 小 且 自相 关 系数 较 大 的 曲 线 来 进 行 动 作 分 解 。在 此 我
图 １
『 １ １ 冯 志全 ， 杨 波， 徐 涛， 等． 基 于 自然 手 势 跟 踪 的 直接 操 作 型 三 维 人
如 图所 示 经 滤 波 的 数 据 消 除 大部 分 噪 声 带 来 的 影 响 。一 机 交互 范式 ｌ Ｊ １ ． 计 算机 学报 ， ２ ０ １ ４， ３ ７ （ ６ ） ： １ ３ ０ ９ ～ １ ３ ２ ３ ． ２ ］ 秦 磊， 胡 琼， 黄庆 明， 等． 基 于特 征 点轨 迹 的 动 作 识 别叨 ． 计 算 机 学 般 的动 作 信 号 都 是 周 期 性 的 ． 因此 对 周 期 性 信 号 进 行 划 分 就 ［ ２ ０ １ ４ ， ３ ７ （ ６ ） ： １ ２ ８ １ ～ １ ２ ８ ８ ． 成 为成 功 识 别 的 关 键 。 动 作 传 感 器可 得 到 三 个 相 互 正 交 的分 报 ，
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ７ ） Ｏ １ — ０ ２ ８ ２ 一 Ｏ １
随 着 智 能 设 备 的 进 一 步 普 及 和发 展 ，人 机 交 互 系统 成 为 研 究者 关 注 的 重 点 ， 而针 对人 体 动 作 的 识 别 更是 人 机 交 互 领
们 采 用 加 权 计 算公 式 ：
Ｃ ， ＝ ０ ￣ Ｃ ￣－ － （ １ － ０ ） Ｃ ￣ 其 中 ０为加 权 系数 １ ＞ ０ ＞ ０本 文 中 ０ ＝ ０ ． ５ 。 因此我 们 得 到 分 解 后 的 曲线 如 图 ２所 示 。
作 识 别 系统 ． 利 用低 维 数 据 实现 对 人 体 上肢 动 作 的识 别 。并 通
作 识 别 系统 ， 利 用 低 维 数 据 实 现 对 人 体 上 肢 动作 的识 别 。并 通 过 实验 验 证 了系 统 自身 的 识 别 率 。引入 互 相 关 矩 阵 消 除 数 据 间 的相 关性 ， 实 现 周 期 信 号 的 正确 分割 。
【 关键词 】 卡尔曼滤波 ； 互相关矩阵 ； 加速度传 感器 【 中图分 类号 】 Ｔ Ｐ ２ １ ２ ． ９ 【 文献标 识码 】 Ａ
表征 了信 号之 间 的相 互 关 系。 凭借 相 关 矩 阵 我 们 可 以较 为 直
观 地观 测信 号 之 间 的 关 系。 对我 们 采 集得 到 的 数 据 进 行 计 算 域 的重 要 内容Ⅲ 。 基 于 图像 传 感 器 的 动作 识 别 系统 得 益 于 自身 得 到 以 下数 据 ： ｛ ８ ４ ６ ． ２ ４ ， 一 １ ７ ０ ４ ． ８ ０ ， ３ ８ ４ ． ４ ７ ； 一 １ ７ ０ ４ ． ８ ０ ， １ ７ ５ ７ ０ ． ５ ４ ，
更 高的 信 息 获 取 量 ， 成 为 相 关 领域 内的研 究热 点 。 然 而 图像 传 感 器对 背景 光 以 及 安 装 角 度要 求 较 高。 因此 针 对 基 于 加 速 度 传 感 器 的动 作 识 别 算 法 以更 强 的 适 应 性 以及 应 用 自 由度 也 在 人 机 交 互领 域 占据 了独特 的位 置［ ２ － ３ ］ 。 本 文 针 对 加 速 度 传 感 器 自身的 应 用 特 点 ．设 计 了一 套 动
量 用 以表 征 人 体 的 动 作 ， 如 图所 示 可 以 看 出 ， 其 中 两 个分 量 的 值 相 对较 小 而且 表 现 出一 种 杂乱 无章 的状 态 。就 此 可 以得 出 结 论 ．在 动作 分割 这 个 领 域 内三 个分 量 间 的数 据存 在 一 定 的
又 由 于人 体 动作 存 在 个体 间差 别较 大 的特 点 因此 不再 适 用 于 本 领域 卡 尔 曼滤 波 利 用 前 一 测 量 值 实现 对 当前 值 的 最优 估
计． 从 而 实现 对 系统 的 实 时 滤波 。
卡 尔 曼 滤 波 大致 可 以分 为 两 个数 据 更新 步骤 ， 滤 波后 的
效 果 如 图 １所 示 。
Ｏ
１ ｏ ０
２ ∞
∞ ０ ４Ｏ Ｏ
５ ０ ０
６ ∞ ７０ｏ
８ Ｏ ０
９ ｏ Ｏ １ Ｏ ０ｏ
结论
本 文 利 用 卡 尔 曼 滤 波 实现 了对 加 速 度 信 号 的 实 时 滤 波 ， 并 利 用 多 维信 号 之 间 的 相 关性 实现 了对 冗 余 信 号 的 判 别 ， 在
加速度传感器 信号处理 算法
魏枫林 ， 佟璐琰 ， 王 凯 （ 吉林 大学 计算机科学与技术学院， 吉林 长 春１ ３ ０ ０ １ ２ ）
【 摘 要 】 随着智 能设备的进一步普及和 发展 ， 人机交互 系统成 为研 究者关注的重点。本文针ｘ Ｃ ； ￣ ｎ 速度传 感器 自身的应用特点 ， 设计 了一套动
过 实验 验 证 了 系统 自身 的识 别 率 。 般 的 来说 测 量 系统 都 避 免 不 了噪 声 的 污 染 。 因此 对 加
一
速 度信 号进 行 一 定 的 预 处 理是 必要 的 。 传 统 的数 字滤 波 器 ， 无 论 其设 计 架 构 （ Ｉ Ｉ Ｒ或 Ｆ Ｉ Ｒ滤波器） 都 存在 计 算 延 迟 大 的 缺 陷 ，
Ｏ １ ０ ｏ ２ 。 ０ ３ ０ ０ ４０ ０ ５ ０ ０ ６ ｏ ｏ ７ ００ ８ ０ ０ ９ ｏ ０ １ Ｏ。 ０
此 的 基 础 上 成 功 实现 了信 号 的 周 期 划 分 ．证 实 了本 文 中提 出
的算 法 的 可 靠 性 和 有 效性 。
参考文Fra Baidu bibliotek