一种基于重力加速度的步态不对称性检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于重力加速度的步态不对称性检测方法，通过三轴加速度传感器采集人体前胸部匀速步行过程的加速度信号；将信号时序序列进行频域二次积分得到步行过程中的位移时序序列；基于运动过程中的重心位移变化提取步态特征值；以步态特征值为基础计算左右腿运动过程中的步态不对称系数；根据不对称系数检测人体运动过程中的步态不对称性。本发明专利技术的方法可直接从运动数据中提取运动特征值并进行计算，不借助其他特殊设备，同时也降低了操作人员对专业知识的需求，且得到的测量结果具有较高的参考价值，适用于家庭、养老院等场所进行老人日常健康监护。

A method of detecting gait asymmetry based on gravity acceleration

【技术实现步骤摘要】
一种基于重力加速度的步态不对称性检测方法
本专利技术属于健康检测领域，涉及一种基于重力加速度的步态不对称性检测方法。
技术介绍
我国老年人口基数大、增速快、高龄化趋势明显。研究表明老龄化人群活动范围以及活动时间主要以家庭为主，因此家庭的日常健康监护占据着越来越重要的地位。医院对疾病的诊断主要以病例特征为参考，但很多与肢体有关的疾病，在发病之前就已经有了肢体运动异常表现。比如关节类病变、帕金森、中风等，初期表现为运动能力下降、步态异常等症状。如果能够通过日常运动检测提前发现疾病前期特征，就能够及早发现，及时预防与治疗，避免病情发展严重。步态的不对称性主要和下肢运动有关，是运动退化的一个重要指标。之前的步态分析主要是基于影像和光电技术，一般只有在设施完善的实验室或者研究所才能进行。被测试者需要在指定的区域或者设备上运动，使用高速摄像机进行画面捕捉，再使用图像技术进行识别分析，极大的限制了基于步态分析的健康检测技术的推广。随着现代电子技术以及穿戴式医疗的发展，这种限制得到了极大的改善。穿戴式健康设备通常会集成运动传感器，如加速度传感器、陀螺仪等。将加速度传感器在运动过程中产生的运动信号作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于重力加速度的步态不对称性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、匀速行走过程中人体重力加速度数据采集并进行信号预处理；步骤2、对预处理后的加速度进行二次积分得到位移序列；步骤3、基于位移序列提取步态特征值；步骤4、计算双侧肢体步态不对称系数，进行步态不对称性判断。

【技术特征摘要】
1.一种基于重力加速度的步态不对称性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、匀速行走过程中人体重力加速度数据采集并进行信号预处理；步骤2、对预处理后的加速度进行二次积分得到位移序列；步骤3、基于位移序列提取步态特征值；步骤4、计算双侧肢体步态不对称系数，进行步态不对称性判断。2.如权利要求1所述的基于重力加速度的步态不对称性检测方法，其特征在于，所述步骤1包括，1.1采集匀速行走过程三轴重力加速度数据，加速度采样频率要求100Hz以上，使用垂直方向加速度作为信号输入；1.2对加速度信号进行移动平均滤波器处理，给出移动平均滤波器的数学表达式：其中，SMA是信号输出，xn为当前输入值，N为移动平均滤波器处理的数据窗长度；1.3对移动平均滤波器处理后的加速度信号进行去积势处理，让加速度序列中的每个加速度值减去整体序列的平均值，给出去积势计算的数学表达式：其中1≤n≤N，Xn为去积势输出值，xn为当前输入值，N为加速度序列长度。3.如权利要求1所述的基于重力加速度的步态不对称性检测方法，其特征在于，所述步骤2包括，2.1使用FFT将加速度时序序列转换为其频域序列；2.2通过频域序列的相位变换，对频域序列进行二次积分，得到相应人体重心位移时序序列的频域序列；2.3去掉指定正频带外的频率成分；2.4使用IFFT将处理后的二次积分频域序列转换为时序序列，得到匀速步行过程中重心运动的位移时间序列。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴水才，张斌，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11