一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法技术

一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，包括：提取人体在步行中骨盆和足上的6个部位的三维位置坐标；估计人体在步行中质心的三维位置坐标；计算人体在步行中质心的速度；确定步态站立中期。本发明专利技术的一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，利用合理的简化方法，通过一个夹角来逼近站立中期时刻，严格的数学运算，较为准确的确定步态站立中期这一关键事件。本发明专利技术原理可靠，计算便捷，实施简单，精度较高，从而为进一步的内外稳定性分析、步态特征提取以及生物力学计算等奠定基础。本技术较传统方法更符合定义并更加准确。

A method for determining the metaphase of gait standing on the basis of kinematic data

Includes a method of gait is determined based on the kinematics data in mid stance: extraction of human walking in a three-dimensional position coordinates 6 parts in the pelvis and foot on the three-dimensional position coordinates of the centroid estimation; human walk; walk in the human body centroid velocity; determine step state mid stance. A method based on kinematic data is used to determine the middle stage of gait in this paper. A reasonable simplification method is adopted to approximate the middle time of standing by an angle. Strict mathematical operation is needed to determine the key event in the middle stage of gait more accurately. The principle of the invention is reliable, convenient for calculation, simple in implementation and high in accuracy, so as to lay a foundation for further internal and external stability analysis, gait feature extraction and biomechanical calculation. This technique is more consistent and more accurate than the traditional method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法
本专利技术涉及一种确定步态站立中期的方法。特别是涉及一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法。
技术介绍
步态是人类步行的行为特征，正常步态具有明显的周期性。通常使用七个主要事件即首次触地、对侧足趾离地、足跟抬起、对侧首次触地、足趾离地、双足邻近和胫骨垂直将步态周期划分为承重反应期、站立中期、站立末期、摆动前期、摆动初期、摆动中期和摆动末期共七个阶段。人类步行常简化为倒立摆模型，即假定人体质心(CoM)相对人体位置不变，其绕支撑侧踝关节做单摆运动。其中摆长使用CoM至外踝尖的距离估计。将站立中期定义为在前进方向即CoM瞬时速度vCoM方向上CoM经过外踝尖的时刻。该时刻对内外向干扰极为敏感，可导致跌倒或额外迈步，故将其作为关键事件。确定站立中期，有利于下一步进行内外稳定性分析、步态特征提取以及生物力学计算等。传统的站立中期使用CoM轨迹来进行估计，即CoM达到其最高点时认为达到站立中期，并以此区别跑步。但实际操作中发现其误差较大，且不符合其原始定义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够较为准确的站立中期的基于运动学数据确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提取人体在步行中骨盆和足上的6个部位的三维位置坐标；2)估计人体在步行中质心的三维位置坐标；3)计算人体在步行中质心的速度；4)确定步态站立中期。

【技术特征摘要】
1.一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提取人体在步行中骨盆和足上的6个部位的三维位置坐标；2)估计人体在步行中质心的三维位置坐标；3)计算人体在步行中质心的速度；4)确定步态站立中期。2.根据权利要求1所述的一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，其特征在于，步骤1)所述的6个部位是：右侧髂前上棘、左侧髂前上棘、右侧髂后上棘、左侧髂后上棘、右侧外踝尖和左侧外踝尖。3.根据权利要求1所述的一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，其特征在于，步骤2)所述的估计人体在步行中质心的三维位置坐标是由下式获得：其中，MidPSIS是左侧髂后上棘LPSIS与右侧髂后上棘RPSIS的中点，LPSIS是人体在步行中左侧髂后上棘的三维位置坐标，RPSIS是人体在步行中右侧髂后上棘的三维位置坐标，CoM是人体在步行中质心的三维位置坐标，LASIS是人体在步行中左侧髂前上棘的三维位置坐标，RASIS是人体在步行中右侧髂前上棘的三维位置坐标。4.根据权利要求1所述的一种基于运动学数据确定步态站立中期的方法，其特征在于，步骤3)所述的计算人体在步行中质心的速度是采用下式计算：

【专利技术属性】
技术研发人员：明东，何川，徐瑞，蒋晟龙，张力新，倪广健，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12