CN105748077A - 关节运动测试系统及方法 - Google Patents
关节运动测试系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105748077A CN105748077A CN201410771087.2A CN201410771087A CN105748077A CN 105748077 A CN105748077 A CN 105748077A CN 201410771087 A CN201410771087 A CN 201410771087A CN 105748077 A CN105748077 A CN 105748077A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- infrared light
- photographing module
- optical pickocff
- cpu
- wireless communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明提供一种关节运动测试系统及方法，该系统包括：摄像模块，用于捕捉固定在关节上的光学传感器反射的红外光；模数转换单元，用于对摄像模块捕捉到的红外光信息进行模数转换；中央处理单元，用于根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器的空间位置；无线通信模块，用于通过无线通信方式将光学传感器的空间位置发送给其它设备。本发明采用无线传输方式实现关节运动测试系统和其他设备之间的通讯，减少了测试现场的连线，使得测试现场环境整洁；使得关节运动测试系统的使用和维护方便；且测试现场只有电源线，不会造成工作人员触电。
Description
技术领域
本发明涉及人体运动捕捉技术领域，特别涉及一种关节运动测试系统及方法。
背景技术
在进行人工关节和医疗器械的研发过程中，对人工关节进行生物性能评价是不可或缺的一个过程。传统的关节运动测试系统是基于电信号的，每个传感器通过信号线与检测设备相连，不同的线代表不同的通道，通过通道来区分传感器的不同，检测设备将测得的数据再通过信号线传给外接电脑。
随着计算机视觉技术的发展，出现了基于视觉捕捉的关节运动测试系统，每个传感器上都包有一层反射红外线的膜，测试设备上有两个装有滤光片的镜头，通过滤光片只透过一定波段的红外光，从而达到检测传感器运动的目的。同样的，检测设备也是通过数据线将测得的数据传给外接电脑。
做关节运动测试实验需要一个干净整洁的环境，而无论是传统的，还是目前流行的关节运动测试系统，它们与外接电脑之间的通讯都是有线的，使得测试现场的连线很多，在地上踩来踩去的很容易脏掉，影响测试现场的整洁环境；给使用和维护带来很大的不便；电源线(强电)和信号线(弱电)都混在一起，容易造成工作人员触电。
发明内容
本发明实施例提供了一种关节运动测试系统，减少了测试现场的连线，使测试现场环境整洁，使系统的使用和维护更方便，且不会造成工作人员触电，包括：
摄像模块，用于捕捉固定在关节上的光学传感器反射的红外光；
模数转换单元，用于对摄像模块捕捉到的红外光信息进行模数转换；
中央处理单元，用于根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器的空间位置；
无线通信模块，用于通过无线通信方式将光学传感器的空间位置发送给其它设备。
在一个实施例中，所述无线通信模块还用于接收其它设备发来的启动指令，将所述启动指令提供给中央处理单元；
中央处理单元还用于通过根据所述启动指令，启动摄像模块和模数转换单元。
在一个实施例中，所述摄像模块包括两个红外摄像头，两个红外摄像头成预设角度放置，用于捕捉光学传感器从不同角度反射的红外光。
在一个实施例中，所述红外摄像头的镜头上装有滤光片。
在一个实施例中，所述摄像模块包括一个双目摄像机。
在一个实施例中，所述系统提供两个无线通信模块，其中一个安装于所述系统内部，另一个安装于与所述系统进行无线通信的、本身不带无线通信功能的其它设备中。
本发明实施例提供了一种关节运动测试方法，减少了测试现场的连线，使测试现场环境整洁，使系统的使用和维护更方便，且不会造成工作人员触电，包括：
摄像模块捕捉固定在关节上的光学传感器反射的红外光；
模数转换单元对摄像模块捕捉到的红外光信息进行模数转换；
中央处理单元根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器的空间位置；
无线通信模块通过无线通信方式将光学传感器的空间位置发送给其它设备。
在一个实施例中，所述无线通信模块还接收其它设备发来的启动指令，将所述启动指令提供给中央处理单元；
中央处理单元还通过根据所述启动指令，启动摄像模块和模数转换单元。
在一个实施例中，所述摄像模块包括两个红外摄像头，两个红外摄像头成预设角度放置，用于捕捉光学传感器从不同角度反射的红外光。
在一个实施例中，所述摄像模块包括一个双目摄像机。
在本发明实例中，采用无线传输方式实现关节运动测试系统和其他设备之间的通讯，减少了测试现场的连线，使得测试现场环境整洁；使得关节运动测试系统的使用和维护方便；测试现场只有电源线，不会造成工作人员触电。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种关节运动测试系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种关节运动测试方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
发明人发现，无论是传统的，还是目前流行的关节运动测试系统，都是使用数据线与其他设备进行通讯，使得测试现场的连线很多，在地上踩来踩去的很容易脏掉，影响测试现场的整洁环境；给使用和维护带来很大的不便；电源线(强电)和信号线(弱电)都混在一起，容易造成工作人员触电。而如果使用无线替换有线来完成关节运动测试系统与其他设备之间的通讯，就能够解决现有技术的上述问题。基于此，本发明实施例中提出一种关节运动测试系统。
图1是本发明实施例提供的一种关节运动测试系统结构示意图，如图1所示，该系统包括：
摄像模块101，用于捕捉固定在关节上的光学传感器105反射的红外光；
模数转换单元102，用于对摄像模块101捕捉到的红外光信息进行模数转换；
中央处理单元103，用于根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器105的空间位置；
无线通信模块104，用于通过无线通信方式将光学传感器105的空间位置发送给其它设备106。
具体实施时，光学传感器105被固定在人体的关节上，且该光学传感器105只反射特定波长的红外光。在本发明中光学传感器105采用球状传感器，使其可以从不同的角度或方向反射红外光。
对于空间中的一个点，只要它能同时被两部摄像机所见，则根据同一时刻两部摄像机的图像和对应参数，就能确定这一时刻该点在空间的位置。所以本发明中的摄像模块101可以采用两个红外摄像头，这两个红外摄像头的镜头上装有滤光片，只能捕捉到光学传感器105反射的红外光。且这两个红外摄像头按照预设的角度放置，可以捕捉到光学传感器105从不同角度反射的红外光。摄像模块101也可以用一个双目摄像机来替代两个红外摄像头，双目摄像机的镜头上同样装有滤光片，只用来捕捉光学传感器105反射的红外光。
模数转换单元102接收摄像模块101捕捉到的红外光信息，而红外光信息是模拟信号，模数转换单元102就是负责将红外光信息(模拟信号)进行模数转换。
中央处理单元103负责对整个系统的控制和数学运算，中央处理单元103根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器105的空间位置；还用于根据其它设备106发送来的启动指令，启动摄像模块101和模数转换单元102。
本发明系统提供两个无线通信模块104，其中一个安装于系统内部，通过无线通信方式将光学传感器105的空间位置发送给其它设备106，还用于接收其它设备106发来的启动指令，并将其提供给中央处理单元103。另一个无线通信模块104根据需要安装，当其它设备106没法与本发明系统进行无线通信时，即其它设备106本身不带无线通信功能，则可将其安装于其它设备106中，通过这一对无线通信模块104，实现其它设备106和本发明系统的相互通信；若其它设备106能进行无线通信，即其本身自带蓝牙功能或WIFI功能，则另一个无线通信模块104可以不使用。
其它设备106可以是电脑，也可以是手机。当需要采集数据时，电脑或手机端发出的控制命令通过无线通讯模块104发送给无线关节测试系统，当采集到有效数据后，无线关节测试系统把关节的空间位置坐标数据无线传送给电脑或手机，供实验者后期分析使用。
具体的，本发明系统可以不通过其它设备106发送控制指令来启动，可以直接在该系统上安装一个开关。当需要采集数据时，打开开关启动本发明系统，当采集到有效数据并传送给其它设备106后，按下开关关闭本发明系统。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种关节运动测试方法，如下面的实施例所述。由于关节运动测试方法解决问题的原理与关节运动测试系统相似，因此关节运动测试方法的实施可以参见关节运动测试设备的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2是本发明实施例的一种关节运动测试方法流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤201：摄像模块捕捉固定在关节上的光学传感器反射的红外光；
步骤202：模数转换单元对摄像模块捕捉到的红外光信息进行模数转换；
步骤203：中央处理单元根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器的空间位置；
步骤204：无线通信模块通过无线通信方式将光学传感器的空间位置发送给其它设备。
具体实施时，无线通信模块还可以接收其它设备发来的启动指令，将启动指令提供给中央处理单元；
中央处理单元还通过根据所述启动指令，启动摄像模块和模数转换单元。
综上所述，本发明采用无线传输方式实现关节运动测试系统和其他设备之间的通讯，减少了测试现场的连线，使得测试现场环境整洁；使得关节运动测试系统的使用和维护方便；测试现场只有电源线，不会造成工作人员触电。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种关节运动测试系统，其特征在于，包括：
摄像模块，用于捕捉固定在关节上的光学传感器反射的红外光；
模数转换单元，用于对摄像模块捕捉到的红外光信息进行模数转换；
中央处理单元，用于根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器的空间位置；
无线通信模块，用于通过无线通信方式将光学传感器的空间位置发送给其它设备。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块还用于接收其它设备发来的启动指令，将所述启动指令提供给中央处理单元；
中央处理单元还用于通过根据所述启动指令，启动摄像模块和模数转换单元。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像模块包括两个红外摄像头，两个红外摄像头成预设角度放置，用于捕捉光学传感器从不同角度反射的红外光。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述红外摄像头的镜头上装有滤光片。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像模块包括一个双目摄像机。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统提供两个无线通信模块，其中一个安装于所述系统内部，另一个安装于与所述系统进行无线通信的、本身不带无线通信功能的其它设备中。
7.一种权利要求1至6任一项所述系统进行关节运动测试的方法，其特征在于，包括：
摄像模块捕捉固定在关节上的光学传感器反射的红外光；
模数转换单元对摄像模块捕捉到的红外光信息进行模数转换；
中央处理单元根据模数转换后的红外光信息，计算获得光学传感器的空间位置；
无线通信模块通过无线通信方式将光学传感器的空间位置发送给其它设备。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无线通信模块还接收其它设备发来的启动指令，将所述启动指令提供给中央处理单元；
中央处理单元还通过根据所述启动指令，启动摄像模块和模数转换单元。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述摄像模块包括两个红外摄像头，两个红外摄像头成预设角度放置，用于捕捉光学传感器从不同角度反射的红外光。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述摄像模块包括一个双目摄像机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410771087.2A CN105748077A (zh) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | 关节运动测试系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410771087.2A CN105748077A (zh) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | 关节运动测试系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105748077A true CN105748077A (zh) | 2016-07-13 |
Family
ID=56336363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410771087.2A Pending CN105748077A (zh) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | 关节运动测试系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105748077A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106491097A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-03-15 | 尹志军 | 人体跨越检测装置及系统 |
| CN108120978A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-05 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种毫米波成像中人体姿态精确识别方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101999888A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-04-06 | 北京航空航天大学 | 一种对体温异常者进行检测与搜寻的疫情防控系统 |
| CN202879792U (zh) * | 2012-07-24 | 2013-04-17 | 金笛 | 悬浮式航空摄像与追踪自主飞行器系统 |
| CN103198492A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-07-10 | 沈阳航空航天大学 | 一种人体运动捕获方法 |
| CN103279186A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-09-04 | 兰州交通大学 | 融合光学定位与惯性传感的多目标运动捕捉系统 |
| CN103417218A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 中山大学附属第一医院 | 一种上肢运动的参数采集评估系统及方法 |
| CN204293162U (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-29 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 关节运动测试系统 |
-
2014
- 2014-12-15 CN CN201410771087.2A patent/CN105748077A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101999888A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-04-06 | 北京航空航天大学 | 一种对体温异常者进行检测与搜寻的疫情防控系统 |
| CN202879792U (zh) * | 2012-07-24 | 2013-04-17 | 金笛 | 悬浮式航空摄像与追踪自主飞行器系统 |
| CN103198492A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-07-10 | 沈阳航空航天大学 | 一种人体运动捕获方法 |
| CN103279186A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-09-04 | 兰州交通大学 | 融合光学定位与惯性传感的多目标运动捕捉系统 |
| CN103417218A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 中山大学附属第一医院 | 一种上肢运动的参数采集评估系统及方法 |
| CN204293162U (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-29 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 关节运动测试系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106491097A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-03-15 | 尹志军 | 人体跨越检测装置及系统 |
| CN108120978A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-05 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种毫米波成像中人体姿态精确识别方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103955272B (zh) | 一种终端设备用户姿态检测系统 | |
| CN110212451A (zh) | 一种电力ar智能巡检装置 | |
| CN104685861B (zh) | 内容获取装置、便携装置、服务器、信息处理装置及存储介质 | |
| WO2013126532A1 (en) | Wireless intra-oral imaging system and method | |
| CN103150013A (zh) | 一种移动终端 | |
| CN204293162U (zh) | 关节运动测试系统 | |
| CN103278246A (zh) | 一种基于安卓系统的红外热像仪 | |
| JP3220534U (ja) | 変電所点検の移動検査作業に用いられるウェアラブル装備 | |
| US20200085164A1 (en) | Apparatus with imaging functionality | |
| CN208707814U (zh) | 拍摄监控设备以及包括其的云台系统 | |
| CN105748077A (zh) | 关节运动测试系统及方法 | |
| CN204615926U (zh) | 一种便携式移动联网拍摄设备 | |
| CN103376637A (zh) | 一种3d拍照系统 | |
| CN205754586U (zh) | 协调拍摄图像的系统 | |
| KR101207985B1 (ko) | 스마트폰의 3ｄ 터치 위치값에 따른 ｐｔｚ 카메라의 위치?영상 제어 장치 및 방법 | |
| CN108012141A (zh) | 显示装置、显示系统和显示装置的控制方法 | |
| CN207491089U (zh) | 一种无人机云台智能切换装置 | |
| CN205123855U (zh) | 一种图像采集设备和模块化相机及监控系统 | |
| CN206193841U (zh) | 红外活体人脸图像采集装置及识别装置 | |
| CN104735352A (zh) | 图像摄录装置、全景图像摄录装置、侦测球及侦测系统 | |
| KR20180062146A (ko) | 내시경 장치 | |
| EP3544463A1 (en) | Apparatus with imaging functionality | |
| CN110691181B (zh) | 摄像设备、摄像机及无人机 | |
| Xu et al. | Substation inspection based on wearable devices and big data technology | |
| US9848110B2 (en) | Inspection scope devices and methods for mobile electronic devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160713 |