人体平衡能力测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种人体平衡能力测量装置及方法，该装置包括平衡踏板、系链、图像采集组件和主控。其中系链用于悬挂平衡踏板，平衡踏板供测试者站立且底面上设置有识别点；图像采集组件设置于平衡踏板下方，且视野范围覆盖识别点，图像采集组件用于采集包含识别点的平衡踏板底面图像，得到各帧图像；主控用于接收各帧图像，并分析各帧图像以得出任意帧时刻平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，从而综合评价测试者的平衡能力。本发明专利技术通过图像采集组件拍摄平衡踏板底面的识别点的移动轨迹，从而计算出任意帧时刻平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，从而综合评价人体平衡能力，实现了人体静态平衡能力的精确量化测量。

Measuring Device and Method of Human Balance Ability

The invention discloses a device and a method for measuring the balance ability of human body, which comprises a balance pedal, a tie chain, an image acquisition component and a master control. The tie chain is used to suspend the balance pedal, the balance pedal is for the tester to stand and the recognition point is set on the bottom; the image acquisition component is set under the balance pedal, and the field of vision covers the recognition point; the image acquisition component is used to collect the image of the bottom of the balance pedal containing the recognition point and get the image of each frame; the main control is used to receive the image of each frame and analyze the image of each frame to get any image. The displacement and trajectory position data of the frame-time balancing pedal relative to the initial time are used to evaluate comprehensively the balancing ability of the tester. The method captures the moving track of the recognition point on the bottom of the balance pedal by the image acquisition component, and calculates the displacement and track position data of the balance pedal relative to the initial time at any frame time, thereby comprehensively evaluating the balance ability of the human body, and realizes the accurate quantitative measurement of the static balance ability of the human body.

【技术实现步骤摘要】
人体平衡能力测量装置及方法
本专利技术涉及测量装置领域，尤其涉及一种人体平衡能力测量装置及方法。
技术介绍
人体平衡能力是指人体维持自身稳定性的能力，包括维持某种姿势的能力或受外作用力时调控机体保持平衡的能力，是人体重要的生理机能之一。对于儿童、老年人、孕妇、平衡障碍等人群而言，人体平衡能力评定可以为预防其跌倒提供科学依据；对于正常成人而言，平衡能力是反映人体生理机能状况的重要指标之一；对于平衡能力要求较高的运动项目而言，平衡能力是体现运动员专项素质的一项重要指标。目前人体平衡能力的测评方法分为三大类：观察法。受试者采取闭目直立、两足一前一后直立、单脚站立等姿态，测试者目视观察受试者身体稳定性及晃动偏向，评估结果。量表测评法。受试者按照量表中的一组项目依次进行测试，对每个项目的测试结果进行单独打分，根据具体得分情况综合评估。此类方法的量表项目主要是一些比较简单的不同动作姿态，如由坐到站、持续站立、持续坐立、由站到坐、床椅转移、闭眼站立、站立取物、身体旋转等，辅助于秒表、尺子、台阶及椅子等简单器具，可以综合评定不同人群的平衡能力。实验测试法。受试者按事先设计的单一实验程序进行测量，如闭眼单脚站立、踏木、稳定极限、垂直书写等，此类实验设计科学，部分辅助有可靠准确的设备，根据实验结果进行平衡能力评估。上述三类人体平衡能力测量方法，观察法不能进行量化测量，量表测评法及实验测试法可以进行不同程度的量化测量，但主要是时间的量化，而且这三类测评方法均需要测试人员在旁进行辅助或评判，不仅效率低，也难于实时进行大样本数据的统计，更谈不上使用这些数据来对测试者进行科学指导及进一步的大数据应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种人体平衡能力测量装置及方法，以解决现有的人体平衡能力测量装置和测量方法无法精确化测量人体平衡能力的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种人体平衡能力测量装置，其包括：平衡踏板，供测试者站立且底面上设置有至少一个识别点；系链，顶端与预设支撑结构连接，底端与平衡踏板连接，以悬挂设置平衡踏板；图像采集组件，设置于平衡踏板下方的预设距离处，且视野范围覆盖识别点，图像采集组件用于以一定帧率采集包含识别点的平衡踏板底面图像，得到各帧图像；主控，与图像采集组件进行数据通信，用于接收各帧图像，并分析各帧图像以得出任意帧时刻平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，从而综合评价测试者的平衡能力。作为本专利技术的进一步改进，图像采集组件包括摄像头以及照明光源，识别点位于摄像头的视野范围以及照明光源的照射范围内，摄像头以及照明光源均受控于主控。作为本专利技术的进一步改进，主控包括一照明启控模块，照明启控模块用于控制照明光源在摄像头工作时长亮。作为本专利技术的进一步改进，主控包括一拍摄帧控制模块、一照明启控模块以及一图像差分模块，拍摄帧控制模块用于控制摄像头的拍摄帧率，照明启控模块根据当前的拍摄帧率同步控制照明光源以1/2帧率交替点亮或熄灭，图像差分模块接收照明光源点亮时摄像头拍摄的图像作为亮帧图像，图像差分模块接收照明光源熄灭时摄像头拍摄的图像作为暗帧图像，并把亮帧图像和相邻的暗帧图像进行差分，得到各帧差分图像，主控分析各帧差分图像得到平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据。作为本专利技术的进一步改进，预设支撑结构为长方体框架，平衡踏板为折弯形成的几字形结构，几字形结构的顶板下表面设置有识别点，系链的底端连接在几字形结构的底边四角上，系链的顶端连接在长方体框架的上端，长方体框架的底部设置有支架，图像采集组件设置在支架上。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种人体平衡能力测量方法，包括：预先设置一平衡踏板，将平衡踏板通过系链悬挂在预设支撑结构上，在平衡踏板的底面上设置至少一个识别点，在平衡踏板下方的预设距离处设置图像采集组件，并且设置与图像采集组件进行数据通讯的主控；步骤S1、在测试者单脚站立于平衡踏板上时，图像采集组件以设定帧率对平衡踏板底面进行拍摄，以得到包含识别点的平衡踏板底面的各帧图像，并发送给主控；步骤S2、主控接收图像采集组件发送过来的各帧图像，对各帧图像进行分析后得到任意帧时刻平衡踏板相对初始时刻的位移和轨迹位置数据，进而算出测试者的平衡能力数据。作为本专利技术的进一步改进，在的图像采集组件中设置摄像头以及照明光源，识别点位于摄像头的视野范围以及照明光源的照射范围内，通过主控控制照明光源的启闭并且控制摄像头对包含识别点的平衡踏板底面进行拍摄。作为本专利技术的进一步改进，主控控制照明光源在摄像头工作时长亮。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S1中，当图像采集组件以设定帧率对平衡踏板底面进行拍摄时，主控以1/2的设定帧率同步控制照明光源点亮或熄灭；在步骤S2中，图像采集组件发送过来的各帧图像包括照明光源点亮时摄像头拍摄得到亮帧图像以及照明光源熄灭时摄像头拍摄得到的暗帧图像，主控把各亮帧图像和相邻的暗帧图像进行差分，得到各差分图像，对各差分图像进行分析得到平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，主控对各帧图像进行分析后得到任意帧时刻平衡踏板相对初始时刻的位移和轨迹位置数据包括：步骤S21、对初始帧图像中的识别点进行相对位置初始化标定；步骤S22、逐帧或者等帧差提取各帧图像并编录帧号，并进一步对各帧图像进行单独处理得到各帧图像中的识别点图像坐标；步骤S23、根据图像采集组件拍摄的帧率得出各帧图像的时间坐标；步骤S24、将各帧图像中的识别点图像坐标与各帧图像的时间坐标相结合，分析得到任意帧时刻平衡踏板相对初始时刻的位移和轨迹位置数据。相对于现有技术，本专利技术通过当测试者站立在平衡踏板上时，图像采集组件采集平衡踏板上识别点的图像，再经主控分析识别点的图像从而得出任意帧时刻平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，通过分析平衡踏板的位移和轨迹位置数据即可得出人体平衡能力测量过程中，测试者人体重心的变化量，从而实现了人体静态平衡能力的精确量化测量。附图说明图1为本专利技术人体平衡能力测量装置的平衡踏板、系链与图像采集组件的相对位置示例图；图2为本专利技术人体平衡能力测量装置的模拟测试过程示例图；图3为本专利技术人体平衡能力测量装置的图像采集组件的结构示例图；图4为本专利技术人体平衡能力测量装置上识别点的两种设置方式示意图；图5为本专利技术人体平衡能力测量装置一个实施例的工作原理图；图6为本专利技术人体平衡能力测量装置另一实施例的工作原理图；图7为本专利技术人体平衡能力测量装置的立体结构示例图；图8为本专利技术人体平衡能力测量方法第一个实施例的流程示意图；图9为本专利技术人体平衡能力测量方法第二个实施例的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用来限定本专利技术。图1展示了本专利技术人体平衡能力测量装置的一个实施例。在本实施例中，如图1所示，该人体平衡能力测量装置包括平衡踏板1、系链2、图像采集组件3和主控(图1中未示出，可结合参阅图5和图6)。其中，平衡踏板1用于供测试者站立，其底面上设置有至少一个识别点11；系链2的顶端与预设支撑结构(图1中未示出，可结合参阅图7)连接，底端与平衡踏板1连接，以悬挂设置平衡踏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体平衡能力测量装置，其特征在于，其包括：平衡踏板，供测试者站立且底面上设置有至少一个识别点；系链，顶端与预设支撑结构连接，底端与所述平衡踏板连接，以悬挂设置所述平衡踏板；图像采集组件，设置于所述平衡踏板下方的预设距离处，且视野范围覆盖所述识别点，所述图像采集组件用于以一定帧率采集包含所述识别点的平衡踏板底面图像，得到各帧图像；主控，与所述图像采集组件进行数据通信，用于接收所述各帧图像，并分析所述各帧图像以得出任意帧时刻所述平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，从而综合评价测试者的平衡能力。

【技术特征摘要】
1.一种人体平衡能力测量装置，其特征在于，其包括：平衡踏板，供测试者站立且底面上设置有至少一个识别点；系链，顶端与预设支撑结构连接，底端与所述平衡踏板连接，以悬挂设置所述平衡踏板；图像采集组件，设置于所述平衡踏板下方的预设距离处，且视野范围覆盖所述识别点，所述图像采集组件用于以一定帧率采集包含所述识别点的平衡踏板底面图像，得到各帧图像；主控，与所述图像采集组件进行数据通信，用于接收所述各帧图像，并分析所述各帧图像以得出任意帧时刻所述平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，从而综合评价测试者的平衡能力。2.根据权利要求1所述的人体平衡测量装置，其特征在于，所述图像采集组件包括摄像头以及照明光源，所述识别点位于所述摄像头的视野范围以及所述照明光源的照射范围内，所述摄像头以及所述照明光源均受控于所述主控。3.根据权利要求2所述的人体平衡能力测量装置，其特征在于，所述主控包括一照明启控模块，所述照明启控模块用于控制所述照明光源在所述摄像头工作时长亮。4.根据权利要求2所述的人体平衡能力测量装置，其特征在于，所述主控包括一拍摄帧控制模块、一照明启控模块以及一图像差分模块，所述拍摄帧控制模块用于控制所述摄像头的拍摄帧率，所述照明启控模块根据当前的拍摄帧率同步控制所述照明光源以1/2帧率交替点亮或熄灭，所述图像差分模块接收照明光源点亮时所述摄像头拍摄的图像作为亮帧图像，所述图像差分模块接收照明光源熄灭时所述摄像头拍摄的图像作为暗帧图像，并把亮帧图像和相邻的暗帧图像进行差分，得到各帧差分图像，所述主控分析各帧差分图像得到所述平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据。5.根据权利要求1所述的人体平衡能力测量装置，其特征在于，所述预设支撑结构为长方体框架，所述平衡踏板为折弯形成的几字形结构，所述几字形结构的顶板下表面设置有所述识别点，所述系链的底端连接在所述几字形结构的底边四角上，所述系链的顶端连接在所述长方体框架的上端，所述长方体框架的底部设置有支架，所述图像采集组件设置在所述支架上。6.一种人体平衡能力测量方法，其特征在于，包括：预先设置一平衡踏板，将所述平衡踏板通过系链悬挂在预设支撑结构上，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传兵，师丹玮，黄永春，
申请(专利权)人：深圳泰山体育科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44