一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备

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一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备\n【技术领域】\n[0001] 本发明涉及运动识别技术，特别涉及一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备。\n【背景技术】\n[0002] 空间加速运动的轨迹和姿态识别是指检测到物体运动过程中每一个时刻的位置和转角，同时得到物体的实时速度。将空间加速运动轨迹和姿态识别技术与人体动作相结合，检测人体各部位的运动可以在体育、游戏、电影、医疗仿真或者动作技能培训等领域得到广泛应用。\n[0003] 目前的运动识别技术主要存在以下几种：\n[0004] 1)结合红外阵列和微电机系统(MEMS)传感器，检测用户在三维空间的运动。\n[0005] 2)结合视觉和MEMS传感器，提高对用户手部运动识别的精度。\n[0006] 3)采用视觉的方法，利用RGB相机，深度传感器以及麦克风阵列采样用户全身的三维运动、脸部动作和声音等信息。\n[0007] 以上三种方式由于都基于视觉，精度受到外界环境尤其是光线的影响很大。\n【发明内容】\n[0008] 有鉴于此，本发明提供了一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备，以便于减小外界环境对于精度的影响。\n[0009] 具体技术方案如下：\n[0010] 一种运动参数确定方法，该方法包括：\n[0011] S1、获取各采样时刻的运动数据并存储，所述运动数据包括：三轴加速度传感器采样到的被识别物体的加速度、三轴陀螺仪采样到的被识别物体的角速度和三轴磁场传感器采样到的被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角；\n[0012] S2、利用存储的各采样时刻的加速度进行运动静止检测，确定一段运动状态的运动开始时刻t0和运动结束时刻te；\n[0013] S3、根据存储的所述运动开始时刻t0的夹角，确定所述运动开始时刻t0相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵\n[0014] S4、依次将处于所述运动状态中的各采样时刻分别作为当前采样时刻执行步骤S41至S43：\n[0015] S41、根据存储的当前采样时刻及其前一采样时刻的角速度，以及所述前一采样时刻相对于所述运动开始时刻t0的姿态变换矩阵 确定并记录当前采样时刻相对于所述运动开始时刻t0的姿态变换矩阵\n[0016] S42、按照 确定当前采样时刻相对于三维地磁坐标系的姿态矩\n阵\nCur\n[0017] S43、利用所述 对存储的当前采样时刻的加速度a 进行调整后，将当前采样时刻的加速度aCur去除重力加速度 的影响，得到当前采样时刻的实际加速度[0018] 一种运动参数确定装置，该装置包括：\n[0019] 运动数据获取单元，用于获取各采样时刻的运动数据并发送给数据存储单元，所述运动数据包括：三轴加速度传感器采样到的被识别物体的加速度、三轴陀螺仪采样到的被识别物体的角速度和三轴磁场传感器采样到的被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角；\n[0020] 数据存储单元，用于存储所述运动数据；\n[0021] 运动静止检测单元，用于利用所述数据存储单元存储的各采样时刻的加速度进行运动静止检测，确定一段运动状态的运动开始时刻t0和运动结束时刻t0；\n[0022] 初始姿态确定单元，用于根据所述数据存储单元存储的所述运动开始时刻t0的夹角，确定所述运动开始时刻t0相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵\n[0023] 运动参数确定单元，用于将运动开始时刻t0至运动结束时刻te之间的各采样时刻依次作为当前采样时刻确定出各采样时刻的实际加速度；\n[0024] 其中，所述运动参数确定单元具体包括：\n[0025] 姿态变换确定模块，用于根据所述数据存储单元存储的当前采样时刻及其前一采样时刻的角速度，以及所述前一采样时刻相对于所述运动开始时刻t0的姿态变换矩阵确定并记录当前采样时刻相对于所述运动开始时刻t0的姿态变换矩阵\n[0026] 实时姿态确定模块，用于按照 确定当前采样时刻相对于三维地\n磁坐标系的姿态矩阵\nCur\n[0027] 去重力影响模块，用于利用所述 对当前采样时刻的加速度a 进行调整后，Cur\n将当前采样时刻的加速度a 去除重力加速度 的影响，得到当前采样时刻的实际加速度[0028] 一种动作辅助设备，该动作辅助设备包括：传感装置和上述的运动参数确定装置；\n[0029] 所述传感装置，用于采样被识别物体各采样时刻的运动数据，并发送给所述运动参数确定装置。\n[0030] 由以上技术方案可以看出，本发明提供的运动参数确定方法、装置和运动辅助设备不需基于视觉，精度受环境影响尤其是光线的影响较小。\n【附图说明】\n[0031] 图1a为本发明实施例提供的识别系统结构示意图；\n[0032] 图1b为本发明实施例提供的运动辅助设备的一种结构示意图；\n[0033] 图2为本发明实施例提供的三轴磁场传感器输出的转角示意图；\n[0034] 图3为本发明实施例提供的处理器发送的数据包格式示意图；\n[0035] 图4为本发明实施例提供的运动参数确定方法流程图；\n[0036] 图5为本发明实施例提供的运动参数确定装置的结构示意图。\n【具体实施方式】\n[0037] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。\n[0038] 本发明可以采用如图1a所示的识别系统，主要包括：MEMS传感装置100、处理器\n110、数据传输接口120和运动参数确定装置130，还可以进一步包括：动作识别装置140、参数显示装置150和专家评价装置160。其中，MEMS传感装置100、处理器110和数据传输接口120可以封装为一个终端设备设置在被识别物体上，例如，封装为一个便携式运动检测设备设置在球员的手套上、球杆上、关节点上等，该便携式运动检测设备的重量可以仅为几十克，几乎不会影响被识别物体的动作。\n[0039] 其中MEMS传感装置100可以包括：三轴加速度传感器101、三轴陀螺仪102和三轴磁场传感器103。\n[0040] 三轴加速度传感器101用于采样被识别物体在各采样时刻的加速度，该加速度是在三维空间上的加速度，即每个采样时刻对应的加速度数据包括X轴、Y轴和Z轴的加速度值。\n[0041] 三轴陀螺仪102用于采样被识别物体在各采样时刻的角速度，同样该角速度是在三维空间上的角速度，即每个采样时刻对应的角速度数据包括X轴、Y轴和Z轴的角速度值。\n[0042] 三轴磁场传感器103用于采样被识别物体在各采样时刻相对于三维地磁坐标系的转角，每个采样时刻对应的转角数据包括：Roll、Yaw和Pitch，其中Roll为被识别物体的X轴与三维地磁坐标系中XY平面的夹角，Yaw为被识别物体的Y轴投影到三维地磁坐标系中XY平面的向量与三维地磁坐标系中Y轴正向的夹角，Pitch为被识别物体的Y轴与三维地磁坐标系中XY平面的夹角，如图2所示，Xmag、Ymag和Zmag分别为三维地磁坐标系的X轴、Y轴和Z轴，Xsen、Ysen和Zsen分别为被识别物体的X轴、Y轴和Z轴。\n[0043] 处理器110按照一定的频率读取MEMS传感装置100中三轴加速度传感器101、三轴陀螺仪102和三轴磁场传感器103采样到的运动数据，并按照一定的传输协议发送给运动参数确定装置130。图3为处理器发送的包含运动数据的数据包的一种格式。其中在标记字段中可以包含校验信息，用于保证数据的完整性和安全性，包头字段中可以包含传输运动数据所采用的协议包头。\n[0044] 另外，处理器110还可以用于接收数据传输接口120发送来的配置指令，对该配置指令进行解析，并根据解析得到的配置信息对MEMS传感装置100进行配置，例如对采样精度的配置、采样频率和量程的配置等，还可以用于对接收到的运动数据进行校准。较优地，处理器110可以采用低功耗的处理器，从而有效的延长续航时间。\n[0045] MEMS传感装置100中的三轴加速度传感器101、三轴陀螺仪102和三轴磁场传感器103可以串行总线或AD接口与处理器110进行通信。\n[0046] 数据传输接口120支持有线和无线两种通信传输方式。有线接口可使用USB、串口、并口、火线等多种协议；无线接口可以采用蓝牙、红外等协议。在图1a中以包括USB接口121和/或蓝牙模块122为例。USB接口121可以实现MEMS传感装置100、处理器110和数据传输接口120被封装为一个终端设备时的充电以及与其他设备的双向通信。蓝牙模块122能够实现上述终端设备与蓝牙主设备的双向通信。\n[0047] 上述的运动参数确定装置130、动作识别装置140、参数显示装置150和专家评价装置160可以通过USB接口与上述终端设备中的处理器110连接(图1a中未示出)，也可以作为蓝牙主设备通过蓝牙模块122与上述终端设备中的处理器110连接。\n[0048] 运动参数确定装置130利用接收到的运动数据进行运动识别从而确定出包含加速度信息、速度信息、位置信息中至少一种的运动参数。\n[0049] 动作识别装置140能够利用动作参数确定装置130确定出的运动参数对运动的动作类型进行识别，从而提取出某种运动类型的一段动作对应的运动参数。\n[0050] 参数显示装置150将运动参数确定装置130确定出的运动参数以某种形式进行显示(图中未示出该情况的连接关系)或者将动作识别装置140提取的运动参数以某种形式进行显示，例如以3D轨迹的形式显示被识别物体的位置信息，以表格或者曲线的形式显示被识别物体的速度信息等。其中，该参数显示装置150可以是任意具有显示功能的终端，例如电脑、手机、PDA等。\n[0051] 专家评价装置160根据运动参数确定装置130确定出的运动参数(图1a中未示出该情况的连接关系)，或者根据参数显示装置150的显示结果对被识别物体的动作给予评价，该评价可以来自真实的专家，也可以是装置根据预先挖掘的运动参数数据库自动给予的评价。\n[0052] 需要说明的是，上述的MEMS传感装置100和运动参数确定装置130可以封装为一个动作辅助设备，如图1b所示，运动参数确定装置130可以直接获取MEMS传感装置100采样到的运动数据，并确定出被识别物体各采样时刻的运动参数。\n[0053] 在该动作辅助设备中，也可以由处理器110按照设定的频率从MEMS传感器100读取运动数据，并按照预设的传输协议传输给运动参数确定装置130。\n[0054] 更进一步地，可以设置数据传输接口120作为对外接口连接参数确定装置130，该数据传输接口120同样可以为USB接口121或者蓝牙接口122。数据传输接口120可以将运动参数确定装置130确定的运动数据发送给动作辅助设备的外部设备，例如动作识别装置、动作显示装置或者专家评价装置。\n[0055] 或者，该数据传输接口120也可以按照图1a中所示的方式设置在处理器和运动参数确定装置130之间。\n[0056] 基于上述系统，下面通过实施例对运动参数确定装置130中实现的运动参数确定方法进行描述。如图4所示，运动参数确定方法可以包括以下步骤：\n[0057] 步骤401：获取各采样时刻的运动数据，该运动数据包括：三轴加速度传感器采样到的被识别物体的加速度、三轴陀螺仪采样到的被识别物体的角速度和三轴磁场传感器采样到的被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角。\n[0058] 在获取各采样时刻的运动数据后，如果MEMS传感器的采样频率不够高，为了提高后续计算加速度、速度和位置等运动参数的计算精度，可以对获取到的运动数据进行插补处理，例如进行线性插补或样条插补。\n[0059] 步骤402：对获取的运动数据进行预处理。\n[0060] 本步骤中的预处理是对获取的运动数据进行滤波，降低MEMS传感器采样到的运动数据的噪音。可以采用多种滤波方式，例如可以采用16点的快速傅里叶变换(FFT)滤波，在此对具体的滤波方式并不做限制。\n[0061] 上述插补处理和预处理没有固定的先后顺序，可以以任意的顺序先后执行。或者，两者也可以择一执行。\n[0062] 步骤403：对预处理后的运动数据进行数据校准。\n[0063] 在本步骤主要是对三轴加速度传感器采样到的加速度进行校准，利用三轴加速度传感器的零漂 ，将得到的各采样时刻的加速度均去除该零漂 ，得到校准后的各采样时刻的加速度。其中，三轴加速度传感器的零漂 是利用对静止物体进行加速度采样后得到的。\n[0064] 步骤402和步骤403为本发明实施例中的优选步骤，也可以不执行步骤402和步骤403，直接将步骤401获取到的运动数据进行缓存。\n[0065] 步骤404：将校准后的各采样时刻的运动数据进行缓存。\n[0066] 将最新获得的N个采样时刻的运动数据存入缓存区，即缓存的运动数据包括：最新的一个采样时刻至前N-1个采样时刻的运动数据，即缓存区中缓存了N个采样时刻的运动数据，当有新的采样时刻的运动数据缓存入缓存区时，最早的采样时刻的运动数据溢出。\n优选地，N可以为3以上的整数，通常设置为2的整数次幂，例如选取N的值为16或32以保持缓存区中缓存长度为0.1s～0.2s的运动数据。缓存区的数据结构为一个队列，按照采样时刻依次排列，最新的一个采样时刻的运动数据放在队列尾部。\n[0067] 需要说明的是，在此除了将校准后的运动数据进行缓存之外，还可以存储在其他任意的存储设备中。\n[0068] 步骤405：利用各采样时刻的加速度进行运动静止检测，确定一段运动状态的开始时刻t0和结束时刻te。\n[0069] 其中开始时刻t0为静止状态到运动状态的临界采样时刻，结束时刻te为该运动状态到静止状态的临界采样时刻。\n[0070] 按照采样时刻的顺序对每个采样时刻按照预设的运动时刻确定策略进行判断，如果t0满足运动时刻确定策略，而采样时刻t0-1不满足运动时刻确定策略，则确定t0为运动开始时刻。如果te满足运动时刻确定策略，而采样时刻te+1不满足运动时刻确定策略，则确定te为运动结束时刻。\n[0071] 具体地，上述运动时刻确定策略可以为：如果采样时刻tx至其之前T个采样时刻的加速度取模后的方差av大于或等于预设的加速度方差阈值，且采样时刻tx的加速度取模得到的a0大于或等于预设的运动加速度阈值，则认为采样时刻tx为运动时刻。也就是说，如果某个采样时刻满足了上述运动时刻策略，则认为该采样时刻进入了运动状态，否则仍处于静止状态。其中T为预设的正整数。\n[0072] 上述运动时刻确定策略可以有效地过滤短时间的抖动，防止短时间的静止和停顿截断完整的运动。在此可以根据被识别物体的运动剧烈程度，灵活设置加速度方差阈值和运动加速度阈值。被识别物体的运动越剧烈，可以设置加速度方差阈值和运动加速度阈值越高。\n[0073] 依次将缓存区中开始时刻t0和结束时刻te之间的各采样时刻分别作为当前采样时刻，执行步骤406至411。\n[0074] 步骤406：根据缓存区中三轴磁场传感器采样的运动数据，确定该运动开始时刻t0相对地磁坐标系的初始姿态矩阵\n[0075] \n[0076] 其中\n[0077] \n[0078] \n[0079] 和 是三轴磁场传感器采样到的采样时刻t0时的夹角。\n[0080] 步骤407：在被识别物体处于运动状态时，根据三轴陀螺仪在当前采样时刻及其前一采样时刻采样到的角速度数据，确定前一采样时刻到当前采样时刻的姿态变化矩阵[0081] 首先确定三轴陀螺仪在当前采样时刻的前一采样时刻采样到的角速度数据为在当前采样时刻采样到的角速度数据为 相邻\n采样时刻之间的间隔为t，则确定前一采样时刻到当前采样时刻的姿态变化矩阵 为：\n[0082] 其中，RZ、RY、RX分别为wP相对Z轴、Y轴和X轴转动(ωPz+ωCz)t/2、(ωPy+ωCy)t/2和(ωPx+ωCx)t/2的姿态变换矩阵。\n[0083] 步骤408：利用前一采样时刻相对于t0的姿态变换矩阵 以及 确定并记录当前时刻相对于所述t0被识别物体的姿态变换矩阵\n[0084] 由于在以t0为运动开始时刻的一段运动中，对确定出的每一采样时刻相对于所述t0的姿态变换矩阵都会进行记录，因此，首先获取记录的前一采样时刻的姿态变换矩阵则 可以为：\n[0085] \n[0086] 步骤409：确定当前采样时刻相对于三维地磁坐标系的姿态矩阵 为[0087] 从步骤407、步骤408和步骤409可以看出，实际上在计算当前采样时刻相对于三维地磁坐标系的姿态矩阵 时，采用了一种“回溯”式的迭代算法，即其中，Cur表示当前采样时刻，Init表示运动开始时刻t0， 表示\n从采样时刻x到采样时刻x的姿态变化矩阵。\n[0088] 步骤410：按照公式 将当前采样时刻的加速度aCur去除重\n力加速度 的影响，得到当前采样时刻的实际加速度\n[0089] 其中，可以利用处于静止状态的物体确定出三维地磁坐标系下的重力加速度[0090] 具体地，可以利用三轴加速度传感器对处于静止状态的物体连续M个采样时刻进行采样，将连续M个采样时刻的地磁坐标系下的重力加速度平均值作为当前地磁坐标系下的实际重力加速度 即 可以按照公式(3)确定：\n[0091] \n[0092] M为预设的正整数，i为对处于静止状态的物体进行采样的初始采样时刻。\n[0093] \n[0094] 为三轴加速度传感器在采样时刻j采样到的加速度， 为采样时刻j时上述处于静止状态的物体的姿态矩阵，该 根据三轴磁场传感器采样到的采样时刻j时的夹角确定，具体如下：\n[0095] \n[0096] 其中，\n[0097] \n[0098] \n[0099] Rollj、Yawj和Pitchj是三轴磁场传感器采样到的采样时刻j时的夹角。\n[0100] 步骤411：对t0至当前采样时刻的实际加速度进行积分，得到当前采样时刻的实时速度，对t0至当前采样时刻的实时速度进行积分，得到当前采样时刻的位置。\n[0101] 本步骤中通过积分方式获得实时速度和位置的方法是公知技术，在此不再具体赘述。\n[0102] 将开始时刻t0和结束时刻te之间的各采样时刻的加速度、实时速度和位置中的至少一种在数据库中存储为一段运动的运动参数。\n[0103] 在上述流程中，如果在运动静止检测时，检测到一段运动状态结束的时刻与下一段运动状态开始的时刻之间的时间间隔小于预设的时长阈值，则认为两端运动状态为一段运动状态，需要进行运动“接续”。即如果步骤405确定出的运动开始时刻t0与上一段运动状态结束的采样时刻t′之间的时间间隔小于预设的时长阈值，则将t′的姿态矩阵作为t0的初始姿态矩阵 否则按照公式(1)确定t0的初始姿态矩阵\n[0104] 下面对与上述运动参数确定方法对应的运动参数确定装置的结构进行描述，如图5所示，该装置可以包括：运动数据获取单元500、数据存储单元510、运动静止检测单元\n520、初始姿态确定单元530以及运动参数确定单元540。\n[0105] 运动数据获取单元500获取各采样时刻的运动数据并发送给数据存储单元510，其中运动数据包括：三轴加速度传感器采样到的被识别物体的加速度、三轴陀螺仪采样到的被识别物体的角速度和三轴磁场传感器采样到的被识别物体相对于三维地磁坐标系的夹角。\n[0106] 数据存储单元510将存储运动数据。\n[0107] 具体地，数据存储单元510可以将最新获得的N个采样时刻的运动数据存入缓存区；其中N为3以上的整数，缓存区中的运动数据按照采样时刻依次排列，最新的一个采样时刻的运动数据排在缓存区的队列尾部。即数据存储单元510将最新的一个采样时刻至前N-1个采样时刻的运动数据存入缓存区。\n[0108] 运动静止检测单元520利用数据存储单元510存储的各采样时刻的加速度进行运动静止检测，确定一段运动状态的运动开始时刻t0和运动结束时刻te。\n[0109] 初始姿态确定单元530根据数据存储单元510存储的运动开始时刻t0采样的夹角，确定运动开始时刻t0相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵\n[0110] \n[0111] 其中，\n[0112] \n[0113] \n[0114] 和 是三轴磁场传感器采样到的采样时刻t0时的夹角。\n[0115] 运动参数确定单元540从运动开始时刻t0的下一采样时刻开始至运动结束时刻te依次作为当前采样时刻确定出各采样时刻的加速度。\n[0116] 其中，运动参数确定单元540可以具体包括：姿态变换确定模块541、实时姿态确定模块542和去重力影响模块543。\n[0117] 姿态变换确定模块541根据数据存储单元510存储的当前采样时刻及其前一采样时刻采样到的角速度，以及前一采样时刻相对于运动开始时刻t0的姿态变换矩阵 确定并记录当前时刻相对于运动开始时刻t0的姿态变换矩阵\n[0118] 实时姿态确定模块542按照 确定当前采样时刻相对于三维地\n磁坐标系的姿态矩阵\n[0119] 去重力影响模块543利用 对当前采样时刻的加速度aCur进行调整后，将当前采样时刻的加速度aCur去除重力加速度 的影响，得到当前采样时刻的实际加速度[0120] 更进一步地，该装置还可以包括：预处理单元550和滤波处理单元560中的至少一种。当同时包含这两个单元时，这两个单元的处理没有固定的先后顺序，可以以任意顺序先后执行。图1a中以同时包含这两个单元为例。\n[0121] 其中，预处理单元550将运动数据获取单元500发送给数据存储单元510的运动数据进行插补处理。通过预处理单元550能够在MEMS传感器的采样频率不够高时，提高后续计算加速度、速度和位置等运动参数的计算精度。采用的插补处理方式可以包括但不限于：线性插补或样条插补。\n[0122] 滤波处理单元560将运动数据获取单元500发送给数据存储单元510的运动数据进行滤波处理，以消除运动数据的噪音。在此并把具体限定滤波方式的选取，可以采用多种滤波方式，例如采用16点的FFT滤波。\n[0123] 对于三轴加速度传感器而言，可能存在因零漂所带来的采样到的加速度不准确的问题，针对此该装置还可以包括：数据校准单元570，用于采用三轴加速度传感器的零漂，对运动数据获取单元500发送给数据存储单元510的运动数据进行数据校准，即将得到的各采样时刻的加速度均去除零漂 。\n[0124] 运动静止检测单元520在进行运动静止检测时，可以具体按照采样时刻的先后顺序，对每个采样时刻按照预设的运动时刻确定策略进行判断，如果采样时刻t0满足运动时刻确定策略，而采样时刻t0-1不满足运动时刻确定策略，则确定t0为运动开始时刻；如果采样时刻te满足运动时刻确定策略，而采样时刻te+1不满足运动时刻确定策略，则确定te为运动结束时刻。\n[0125] 其中，上述运动时刻确定策略可以为：如果采样时刻tx至其之前T个采样时刻的加速度取模后的方差av大于或等于预设的加速度方差阈值，且采样时刻tx的加速度取模得到的a0大于或等于预设的运动加速度阈值，则确定采样时刻tx为运动时刻，其中T为预设的正整数。\n[0126] 由于在实际的过程中可能会因抖动等存在在运动期间存在短暂的时刻状态发生改变，实际上该过程仍属于一段运动，针对此上述初始姿态确定单元530可以具体包括：运动间隔判断模块531和初始姿态确定模块532。\n[0127] 运动间隔判断模块531判断运动开始时刻t0与上一段运动状态的运动结束时刻t′之间的时间间隔是否小于预设的时间阈值。\n[0128] 初始姿态确定模块532在运动间隔判断模块531的判断结果为否时，根据数据存储单元510存储的运动开始时刻t0采样的夹角，确定运动开始时刻t0相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵 在运动间隔判断模块531的判断结果为是时，将t′相对于三维地磁坐标系的姿态矩阵确定为运动开始时刻t0相对于三维地磁坐标系的初始姿态矩阵[0129] 在该装置中，姿态变换确定模块541可以具体包括：第一姿态变换确定子模块\n5411和第二姿态变换确定子模块5412。\n[0130] 第一姿态变换确定子模块5411根据数据存储单元510存储的当前采样时刻及其前一采样时刻采样到的角速度，确定前一采样时刻到当前采样时刻的姿态变化矩阵[0131] 具体地，第一姿态变换确定子模块5411可以确定数据存储单元510存储的前一采T\n样时刻的角速度wP为wP＝[ωPx，ωPy，ωPz]，在当前采样时刻采样到的角速度wC为wC＝[ωCx，ωCy，ωCz]T，按照 确定前一采样时刻到当前采样时刻的姿态变化矩阵 其中RZ为wP相对于Z轴转动(ωPz+ωCz)t/2的姿态变换矩阵，RY为wP相对于Y轴转动(ωPy+ωCy)t/2的姿态变换矩阵，RX为wP相对于X轴转动(ωPx+ωCx)t/2的姿态变换矩阵，t为相邻采样时刻之间的间隔。\n[0132] 第二姿态变换确定子模块5412获取记录的前一采样时刻相对于运动开始时刻t0的姿态变换矩阵 并按照公式 确定当前时刻相对于运动开始时刻t0\n的姿态变换矩阵\n[0133] 去重力影响模块543具体可以按照公式 得到当前采样时\n刻的实际加速度 其中 为三维地磁坐标系下的重力加速度。\n[0134] 为了确定三维地磁坐标系下的重力加速度 该装置还可以包括：重力运动参数确定单元580。重力运动参数确定单元580可以具体包括：数据获取模块581和重力加速度确定模块582。\n[0135] 数据获取模块581获取对处于静止状态的物体连续M个采样时刻采样到的加速度和夹角。即三轴加速度传感器和三轴磁场传感器对处于静止状态的物体进行采样，数据获取模块581从中获取M个采样时刻的加速度和夹角。\n[0136] 重力加速度确定模块582按照 确定三维地磁坐标系下的重力加\n速度 其中，M为预设的正整数，i为处于静止状态的物体进行采样的初始采样时刻；\n为上述处于静止状态的物体在采样时刻j采样到的加速度， 为上述处\n于静止状态的物体在采样时刻j的夹角确定的处于静止状态的物体在采样时刻j的姿态矩阵。\n[0137] \n[0138] 其中，\n[0139] \n[0140] \n[0141] Rollj、Yawj和Pitchj是三轴磁场传感器采样到的采样时刻j时的夹角。\n[0142] 在确定出各时刻的实际加速度后，可以进一步确定各时刻的实时速度和位置，此时，运动参数确定单元540还可以包括：速度确定模块544和位置确定模块545。\n[0143] 速度确定模块544对运动开始时刻t0至当前采样时刻的实际加速度 进行积分，得到当前采样时刻的实时速度。\n[0144] 位置确定模块545对运动开始时刻t0至当前采样时刻的实时速度进行积分，得到当前采样时刻的位置。\n[0145] 开始时刻t0和结束时刻te之间的各采样时刻的加速度、实时速度和位置中的至少一种在数据库中存储为一段运动的运动参数。\n[0146] 在利用图4所示流程和图5所示装置确定出运动参数后，可以进一步用于如下应用：\n[0147] 1)将各采样时刻的位置信息、姿态信息等运动参数发送给动作识别装置(如图1a中的动作识别装置140)，由动作识别装置依据动作参数对运动的动作类型进行识别，从而提取出某种运动类型的一段动作对应的运动参数。例如，将MEMS传感器设置在golf手套上，利用本发明提供的运动参数确定方法和装置确定出golf手套的运动参数后，将这些运动参数提供给动作识别装置，由于球员除了做golf挥杆动作之外还可能进行休息、接听电话等其他动作，动作识别装置能够将一段完整的golf挥杆动作对应的运动参数识别并提取出来。\n[0148] 2)将各时刻的速度信息和/或位置信息等运动参数提供给参数显示装置(如图\n1a中的参数显示装置150)或者将运动识别装置提取出的运动参数提供给参数显示装置，参数显示装置可以根据各采样时刻的位置信息以表格的形式显示，或者显示被识别物体的\n3D运动轨迹，和/或，根据各采样时刻的速度信息以表格形式显示，或者以曲线形式显示被识别物体的速度信息。用户可以通过该参数显示装置，查看被识别物体的具体运动细节，例如运动的实时速度、位置、位置的时间分布、速度的时间分布等。\n[0149] 3)将各时刻的加速度、实时速度和位置信息等运动参数提供给专家评价装置，或者将参数显示装置的显示结果提供给专家评价装置，以便专家评价装置给予评价。其中专家评价装置可以是具有自动评价功能的装置，此时专家评价装置可以查找预先挖掘的运动参数数据库，该运动参数数据库中存储有各种运动参数所对应的评价信息，对各时刻的加速度、实时速度和位置信息给予对应的评价。专家评价装置也可以是一个用户界面，通过用户界面将运动参数提供给专家，由专家根据运动参数人工给予评价，较优地，用户界面可以获取专家输入的评价信息，将评价信息发送给终端设备供该终端设备的使用者查看和参考。\n[0150] 4)将各时刻的加速度、实时速度和位置信息等运动参数发送给一个以上的终端设备，例如发送给多个用户的iphone，供多个终端设备的使用者共享该运动参数，增加多个使用者之间的交流。\n[0151] 需要说明的是，在本发明的实施例中均以MEMS传感装置为例进行描述，但本发明并不限于此，同样可以采用除MEMS传感装置之外的其他传感装置，只要能够实现本发明实施例中所述的运动数据采样即可。\n[0152] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。