【技术实现步骤摘要】
一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统及方法
[0001]本专利技术涉及采集系统及方法
，更具体地，涉及一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统及方法。
技术介绍
[0002]人体下肢运动信息即指人体下肢运动过程中各关节角度的变化，是反映人体步态运动状态最直接的运动学参数。所以，越贴近人体真实的运动规律信息对人体步态分析或下肢外骨骼机构的设计与研究越具有重要的作用和意义。作为采集系统，其关键在于采集和传输方案的设计，早期的采集系统多由人体穿戴测量机械机构，直接测量光电编码器输出的信息。随着传感器技术的进步，惯性系统逐步应用在人体运动信息采集的过程中，其能够较为容易的直接获取到人体的姿态信息。但是，在惯性系统因为传感器较为敏感，而采集过程中采集放置传感器的位置存在较大的随意性，每个个体也存在差异性，采集到的数据存在较大的误差。
[0003]为了满足分析和实际应用的要求，下肢运动信息采集系统必须具有低成本、采集过程简单方便、易于操作、数据实时且同步、传输稳定可靠。更重要的，系统必须能够针对...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于，包括：惯性传感器单元，若干个惯性传感器；所述惯性传感器通过放在人体穴位来标定放置惯性传感器的位置并获取人的姿态信息；所述姿态信息为惯性传感器的旋转角度；蓝牙传输单元，包括互相匹配的蓝牙主模块和蓝牙从模块，所述蓝牙主模块连接FPGA处理器；所述蓝牙从模块与惯性传感器单元连接；所述蓝牙传输单元用于通过蓝牙主模块和蓝牙从模块主从配对后将惯性传感器单元获取的姿态信息对以无线的方式传输至FPGA处理器；FPGA处理器，用于利用FIFO将蓝牙传输单元传输的姿态信息进行暂存和同步时钟处理后传输至上位机单元；上位机单元，用于利用姿态信息和关节角度解算算法解算关节角度，生成运动信息并用于显示关节角度和运动信息；所述运动信息为所有关节角度在单位时间的变化信息。2.根据权利要求1所述的一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于：所述人体下肢各部位包括腰部、左大腿、左小腿、左足、右大腿、右小腿、右足。3.根据权利要求1所述的一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于：所述上位机单元包括上位机；所述上位机内设有步态数据库；所述步态数据库用于存储采集的运动信息。4.根据权利要求1所述的一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于：所述惯性传感器单元包括惯性传感器1#～惯性传感器7#；所述蓝牙从模块包括蓝牙从模块1#～蓝牙从模块7#；所述蓝牙主模块包括蓝牙主模块1#～蓝牙主模块7#。5.根据权利要求1所述的一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于：所述惯性传感器单元用绑带穿戴于人体下肢各部位上的人体穴位并保证在人体运动过程中始终与人体下肢保持紧致连接。6.根据权利要求1所述的一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于：所述关节角度解算算法包括以下步骤：A1.设定关节角度集；所述关节角度集的元素包括所需的人体下肢的关节角度；A2.对惯性传感器单元的惯性传感器进行编号；A3.设定惯性传感器单元关联集；所述惯性传感器单元关联集的元素为计算关节角度需要对应的惯性传感器的编号的集合；A4.选中关节角度集的第一个元素；A5.设该关节角度对应惯性传感器单元关联集的元素为{A1,A2,A3,
…
,A
k
}；通过A1,A2,A3,
…
,A
k
分别对应的姿态信息分别通过旋转矩阵通式计算出旋转矩阵R1,R2,R3,
…
,R
k
；A5.设该关节角度的旋转矩阵为R；R＝R1R2R3…
R
k
；A6.通过旋转矩阵和旋转矩阵通式，计算出设该关节角度的旋转角度；A7.选中关节角度集的下一元素执行步骤A5
‑
A7直至最后一个元素为止。7.根据权利要求6所述的一种根据人体穴位定位的多通道人体下肢运动信息采集系统，其特征在于：姿态信息是针对惯性传感器固定坐标系0表示的，并以欧拉角形式输出...
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