一种融合足底压力鞋垫和多IMU的步态分析方法及系统技术方案

技术编号:40744459 阅读:50 留言:0更新日期:2024-03-25 20:02
本发明专利技术公开了一种融合足底压力鞋垫和多IMU的步态分析方法及系统。所述方法包括步骤:采集各肢体的姿态角信息和足底压力信息;对采集到的姿态角信息和足底压力信息进行数据预处理;基于预处理后的姿态角信息进行姿态标定与关节角计算,基于预处理后的足底压力信息进行足底压力计算,并进行步态划分;进行步态特征提取;将提取到的步态特征作为参数,计算步态指标;将采集到步态特征以及计算得到的步态指标与异常数据库中异常步态患者的步态特征、步态指标进行比较,以判断是否存在步态异常。所述系统包括包括可穿戴传感器、无线信号接收与同步系统和步态计算和处理系统。本发明专利技术可以实现步态数据采集,步态评估,步态异常检测等步态分析功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及下肢步态检测和分析领域,具体涉及一种融合足底压力鞋垫和多imu(inertial measurement unit,惯性传感器)的步态分析方法及系统。


技术介绍

1、步行是人们日常生活活动的基础,由于中风、帕金森等精神疾病的影响,患者存在广泛的步态障碍,严重影响日常生活。通过步态分析,可以对步态障碍的异常程度和异常原因进行分析诊断,从而指导步态的康复恢复训练。

2、传统步态分析的方式主要通过足印测量和医生观察,存在误差大,主观性强等缺点。大型步态测量设备,如vicon三维动作捕捉系统和足底压力板,虽然能准确测量步态,但其价格昂贵且只能在室内固定位置测量,严重限制了其推广使用,难以无法满足巨大的步态分析和检测需求[1]。借助多imu可以对人体运动过程中的关节角、关节速度、加速度进行捕获,从而计算步态参数进行评估,但对于足底异常障碍如平足、足塌陷等却难以检测,只用单一种类传感器计算得到步态参数难以给出全面的步态评估。

3、[1]chen,xiang et al.“interpretable evaluation for t本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种融合足底压力鞋垫和多IMU的步态分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多IMU的步态分析方法,其特征在于,所述数据预处理包括异常值剔除、缺失值插值补足、数据低通滤波。

3.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多IMU的步态分析方法,其特征在于,进行足底压力计算时,对足底压力和电压输出进行标定:

4.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多IMU的步态分析方法,其特征在于,进行姿态标定与关节角计算时,计算的过程中全部以四元数进行表示和计算,IMU标定通过三个动作确定,每次动作由绕单一轴转动,...

【技术特征摘要】

1.一种融合足底压力鞋垫和多imu的步态分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多imu的步态分析方法,其特征在于,所述数据预处理包括异常值剔除、缺失值插值补足、数据低通滤波。

3.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多imu的步态分析方法,其特征在于,进行足底压力计算时,对足底压力和电压输出进行标定:

4.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多imu的步态分析方法,其特征在于,进行姿态标定与关节角计算时,计算的过程中全部以四元数进行表示和计算,imu标定通过三个动作确定,每次动作由绕单一轴转动,动作为a,b,c,由标定动作求(b:body,s:sensor,e:earth),表示肢体坐标系bi(i∈[0,1])与传感器坐标系si(i∈[0,1])的相对姿态四元数;

5.根据权利要求1所述的一种融合足底压力鞋垫和多imu的步态分析方法,其特征在于,所述步态划分,通过检测足底压力总和的上升沿和下降沿将步态划分为第一双支撑相、第一摆动相、第二双支撑相和第二摆动相。

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈志航吴思翰李芳霖何高伟
申请(专利权)人:广州九坪科技有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1