身体活动执行和训练的评分度量制造技术

本公开的某些方面提供了一种用于评估身体活动的执行的方法，包括：当训练受试者展示身体活动序列时记录运动捕获数据；基于所述运动捕获数据识别一个或多个主要身体元件；基于状态变量集和所述一个或多个主要身体元件导出一个或多个路径特性度量，其中所述状态变量集限定在任何给定时间身体的状态；并基于所述一个或多个路径特性度量定义所述身体活动序列的理想活动路径。列的理想活动路径。列的理想活动路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】身体活动执行和训练的评分度量
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年5月21日提交的第62/851,009号美国临时专利申请的权益，以及2020年5月21日提交的第16/880,693号美国专利申请的优先权，每个专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术介绍

[0003]本公开的方面涉及用于基于运动数据定量和监测身体活动的系统和方法，并且具体地涉及给定由运动捕获系统提供的受试者运动捕获数据定量评估身体活动的执行。
[0004]在身体康复环境中，患者通常被开具物理疗法，其可以包括特定的身体活动，例如针对特定四肢和关节的特定运动的锻炼。通常，向患者提供关于何时以及如何进行身体活动的书面指导(例如，每十二小时特定锻炼重复的一定次数)。以往，患者也需要去理疗诊所，或者让临床医生到家里去，以监测他们的物理疗法，并获得反馈和指导，以最大限度地提高对其物理疗法的依从性。此类现场监测通常例如通过确保正确且一致地执行而改善物理疗法的功效。然而，这种常规做法是耗时的、昂贵的且在物流上具有挑战性的。此外，对于行动能力或经济能力有限的人，可能无法获得临床或家庭物理疗法指导。虽然患者可以在没有专业支持的情况下自行进行规定的物理疗法，但无法保证患者会遵循指示并使用适当的形式——这对于规定的物理疗法的功效至关重要。实际上，不支持的物理疗法经常导致较差的患者结果、更高的再次爱伤可能等。
[0005]值得注意的是，在物理治疗环境中所面临的相同问题存在于其它环境中，例如用于表现改进而非损伤恢复的身体素质训练、在训练各种运动的运动员中，以及在身体运动的一致性和质量可改善期望结果的任何其它环境中。
[0006]因此，需要用于基于运动捕获数据定量评估身体活动的执行的系统和方法。

技术实现思路

[0007]某些方面提供了一种用于评估身体活动的执行的方法，其包括：当训练受试者展示身体活动序列时记录运动捕获数据；基于所述运动捕获数据识别一个或多个主要身体元件；基于状态变量集和所述一个或多个主要身体元件导出一个或多个路径特性度量，其中所述状态变量集限定在任何给定时间身体的状态；以及基于所述一个或多个路径特性度量定义所述身体活动序列的理想活动路径。
[0008]其它方面提供被配置成执行前述方法以及本文所述的方法的处理系统；包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由处理系统的一个或多个处理器执行时，使所述处理系统执行前述方法以及本文所述的方法；计算机程序产品，其包含在计算机可读存储介质上，所述计算机程序产品包括用于执行前述方法以及本文还描述的方法的代码；和处理系统，所述处理系统包括用于执行前述方法以及本文还描述的方法的装置。
[0009]以下描述和相关附图详细阐述了一个或多个实施例的某些说明性特征。
附图说明
[0010]附图描绘了一个或多个实施例的某些方面，因此不应被视为限制本公开的范围。
[0011]图1描绘了图示本文所述的各个方面的示例关系图。
[0012]图2描绘了用于开发和实施路径跟踪模型的示例过程。
[0013]图3描绘了来自运动捕获源的骨架化输出的实例，其中，识别出主要身体元件。
[0014]图4描绘了使用主要身体元件单位矢量来导出路径特性度量以测量受试者的身体活动路径的实例。
[0015]图5描绘了活动路径归一化的实例。
[0016]图6描绘了利用平均将若干归一化活动路径样本组合为一个平均归一化路径的示例方法。
[0017]图7描绘了实施平均路径完成时间以将平均归一化路径转换为根据时间表示的理想活动路径的示例方法。
[0018]图8描绘了用于基于主要身体元件的当前取向沿着理想活动路径找到最佳匹配状态的示例方法。
[0019]图9描绘了实时活动路径跟踪应用程序的示例图形用户界面。
[0020]图10A和10B描绘了增强的矢量定义的活动路径的实例。
[0021]图11描绘了评估身体活动的执行的示例方法。
[0022]图12描绘了被配置成生成并使用活动路径跟踪模型的示例处理系统。
[0023]为了便于理解，在可能的情况下，相同的附图标记用于标示附图共有的相同元件。可以设想，一个实施例的元件和特征可以有利地并入到其它实施例中，而不再有进一步的叙述。
具体实施方式
[0024]本公开的各方面提供了用于基于运动捕获数据定量评估身体活动的执行的设备、方法、处理系统和计算机可读介质。
[0025]身体活动跟踪概述
[0026]图1描绘了示出如本文中所描述的身体活动跟踪和评估系统的各个方面的示例图。
[0027]通常，身体活动(或活动序列)是包括受试者的身体的状态(例如，102或126)的时间序列的身体活动。身体活动可以采用许多不同的形式。例如，身体活动可包括为了发展、改进或显示身体能力或技能而执行或实践的锻炼或其它规定运动。
[0028]与身体活动相关联的状态(或活动状态)102通常可以包括受试者身体的特定位置、姿势或举止，无论是特征性的还是出于特殊目的假设的。定义身体活动的状态序列中的一个或多个状态可被视为关键状态，关键状态可用于定义身体活动的数学表示。
[0029]例如，坐下的身体活动可以具有立位的第一关键状态和坐下的第二关键状态。站立与坐下之间的状态可以不被视为“关键的”，因为它们对于定义坐姿的整体身体活动可能并不重要。然而，如下文进一步详细描述的，状态之间的路径(例如，106)，包括关键状态之间的路径，可以由路径跟踪模型用于定量评估由其关键状态定义的身体活动的执行。
[0030]关键状态可由诸如培训师、临床医生、医生等的专家确定，或基于与身体活动相关
联的运动数据的时间序列的分析在数值上确定。例如，特定体段或关节的运动路径中的拐点可以指示特定身体活动的关键状态。
[0031]在某些情况下，身体活动可以进一步由时间规范限定，例如在指定时间内从一个状态运动到另一个状态，或在指定时间内保持一个状态，仅举几个实例。
[0032]身体活动状态序列中的每个状态可以参考受试者身体的单独区段或部分来定义，例如受试者的头部、颈部、躯干、手臂、手、手指、腿、脚、骨骼和其它。身体活动序列内的状态还可以由关节限定，所述关节通常是两个邻接的体段之间的连接点，其允许一个区段相对于另一连接区段的某种铰接。在某些情况下，与受试者相关联的个别区段和关节可以组合以形成数学身体表示，例如骨架表示，或其它更具有特征的表示，例如虚拟形象。
[0033]可以使用一个或多个状态变量116(例如，在状态变量集104中)以编程方式描述和跟踪状态(例如，102)，所述一个或多个状态变量可包括数字和/或非数字变量。例如，状态变量集可以描述四肢和关节相对于身体或独立参考系，例如坐标系的位置和取向。在某些情况下，状态变量集(例如116)可以完全限定受试者的身体的状态。
[0034]除了定义状态之外，还可以定义状态之间的路径(例如，运动路径或状态过渡路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于评估身体活动的执行的方法，包括：当训练受试者展示身体活动序列时记录运动捕获数据；基于所述运动捕获数据识别一个或多个主要身体元件；基于状态变量集和所述一个或多个主要身体元件导出一个或多个路径特性度量，其中所述状态变量集限定在任何给定时间身体的状态；以及基于所述一个或多个路径特性度量定义所述身体活动序列的理想活动路径。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用路径跟踪模型在所述身体活动序列的整个执行中跟踪受试者的运动，其中所述路径跟踪模型包括一个或多个路径相似性测量；以及基于所述一个或多个路径相似性测量生成一个或多个跟踪得分。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述跟踪得分确定所述身体活动序列的执行与所述身体活动序列的理想活动路径的执行的相似性。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述跟踪得分向所述受试者推荐校正动作。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个主要身体元件对应于所述训练受试者的肢体。6.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述一个或多个主要身体元件包括：量化所述运动捕获数据中由多个身体元件执行的工作；以及选择执行高于工作阈值的工作的所述多个身体元件的子集作为所述一个或多个主要身体元件。7.根据权利要求1所述的方法，其中还基于在所述运动捕获数据中捕获的多个记录的身体活动序列样本来定义所述理想活动路径。8.根据权利要求7所述的方法，其中相对于所述身体活动序列的路径完成的表示，归一化所有记录的身体活动序列样本。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个路径特性度量包括主要身体元件单位矢量。10.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个路径相似性测量中的至少一个包括曲线之间的相似性的测量，所述测量考虑沿着所述曲线的点的位置和次序。11.一种被配置成评估身体活动的执行的处理系统，包括：存储器，所述存储器包括计算机可执行指令；一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成执行所述计算机可执行指令并且使所述处...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：史密夫和内修有限公司，
类型：发明
国别省市：