CN110916678B - 一种步态监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种步态监测方法，在左、右鞋垫下侧分别安装左压力传感器和右压力传感器，在左、右鞋垫足弓区域分别安装左距离传感器和右距离传感器；在人体的后侧腰部处设置第一距离传感器，在人体的背部中间设置第二距离传感器；获取所述左压力传感器和右压力传感器的压力数据和所述左距离传感器、右距离传感器、第一距离传感器和第二距离传感器的相互之间的距离数据；根据压力数据和距离数据生成实时行走姿态；根据人体的身高信息和体重信息生成行走标准姿态；将实时行走姿态与标准姿态进行对比，判断行走是否正常。本发明具有以下有益效果：该方法能够方便、精确的安装测量装置，能够实时进行监测。
Description
技术领域
本发明属于步态识别领域，具体涉及一种步态监测方法。
背景技术
目前，传统的步态识别方法主要是通过图像处理的方法来获取步态特征数据，该类方法对周围的光照环境较为敏感,光照条件不佳可能会影响步态特征提取的准确性；人体穿戴的衣服、饰物等遮挡物也会对步态特征的提取产生干扰和影响；整个图像处理系统的设计较为复杂。
目前缺少一种安装方便、安装精确、实时监测、穿戴方便的监测技术。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种步态监测方法，该方法能够方便、精确的安装测量装置，能够实时进行监测，旨在能够实时的精确的获取步态监测信息，提高判断的准确率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种步态监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
步骤1：在左、右鞋垫下侧分别安装左压力传感器和右压力传感器，在左、右鞋垫足弓区域分别安装左距离传感器和右距离传感器；
步骤2：在人体的后侧腰部处设置第一距离传感器，在人体的背部中间设置第二距离传感器；
步骤3：获取所述左压力传感器和右压力传感器的压力数据和所述左距离传感器、右距离传感器、第一距离传感器和第二距离传感器的相互之间的距离数据；
步骤4：根据压力数据和距离数据生成实时行走姿态；
步骤5：根据人体的身高信息和体重信息生成行走标准姿态；
步骤6：将实时行走姿态与标准姿态对应状态的压力数据进行对比，判断行走是否正常。
进一步地，所述身高信息包括：身高、脚步长度、小腿长度、大腿长度、上身高度。
进一步地，所述步骤1中：使用夹持器安装压力传感器，所述夹持器根据鞋垫的形状和大小自动的调节压力传感器的安装位置。
进一步地，所述压力传感器组设置有多个，沿鞋垫的长度方向设置有三列，第一列和第三列相对于第二列对称设置，所述第一列和第三列沿长度方向设置有四个压力传感器，所述第二列沿长度方向设置有10个压力传感器，所述第一列和第三列传感器组用于测量脚底板两侧对鞋垫的作用力，所述第二列传感器用于获取行走中脚部从脚后跟到前脚掌过程中对鞋垫上作用力的变化。
进一步地，所述距离传感器用于获取双足之间的距离、左脚与后侧腰部之间的距离、右脚与后侧腰部之间的距离、背部与后侧腰部之间的距离，所述压力传感器组用于获取双脚施加在鞋垫上的作用力，根据上述数据生成人体的实时行走姿态。
进一步地，所述距离传感器用于获取双足之间的距离、左脚与后侧腰部之间的距离、右脚与后侧腰部之间的距离、背部与后侧腰部之间的距离，根据距离传感器的数据判断人体所处的姿势。
进一步地，根据所述第二列传感器所获取的数据判断脚步是否完成一次完整行走，同时根据第二列传感器组获取的压力的时间间隔判断行走是否正常；如果能完成一次正常行走，则判断压力时间间隔是否超过设定时间阈值，如果超过设定时间阈值，则判断此次行走不正常，并持续监测，当出现行走不正常的概率大于正常值时则判断步态异常，如果不是则正常；如果未能完成一次正常行走，则判断步态异常，根据第一列传感器组和第三列传感器组所采集的数据判断造成步态异常的原因。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该方法能够方便、精确的安装测量装置，能够实时进行监测，旨在能够实时的精确的获取步态监测信息，提高判断的准确率。
附图说明
图1本发明鞋垫传感器安装示意图；
图2本发明人体距离传感器测量示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
一种步态监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
步骤1：在左、右鞋垫下侧分别安装左压力传感器和右压力传感器，在左、右鞋垫足弓区域分别安装左距离传感器和右距离传感器；
步骤2：在人体的后侧腰部处设置第一距离传感器，在人体的背部中间设置第二距离传感器；
步骤3：获取所述左压力传感器和右压力传感器的压力数据和所述左距离传感器、右距离传感器、第一距离传感器和第二距离传感器的相互之间的距离数据；
步骤4：根据压力数据和距离数据生成实时行走姿态；
步骤5：根据人体的身高信息和体重信息生成行走标准姿态；
步骤6：将实时行走姿态与标准姿态对应状态的压力数据进行对比，判断行走是否正常。
所述步骤5中：所述身高信息包括：身高、脚步长度、小腿长度、大腿长度、上身高度。
所述步骤5中：根据身高、脚步长度、小腿长度、大腿长度、上身高度和体重信息生成人体姿态图，并根据人体姿态图和正常行走过程生成行走标准姿态。所述实时行走姿态和标准姿态都具体体现在脚掌抬起、脚跟着地、全脚掌着地和脚尖着地时的人体的身体姿态。
所述步骤1中：使用夹持器安装压力传感器，所述夹持器根据鞋垫的形状和大小自动的调节压力传感器的安装位置。
所述压力传感器组设置有多个，沿鞋垫的长度方向设置有三列，第一列和第三列相对于第二列对称设置，所述第一列和第三列沿长度方向设置有四个压力传感器，在全脚掌着地时第一列和第二列传感器的压力数据对称，所述第二列沿长度方向设置有10个压力传感器，所述第一列和第三列传感器组用于测量脚底板两侧对鞋垫的作用力，所述第二列传感器用于获取行走中脚部从脚后跟到前脚掌过程中对鞋垫上作用力的变化。
脚跟着地时，脚跟处的传感器获得压力数据，且第一列和第三列传感器压力数据相对对称；全脚掌着地时；第二列传感器均检测到压力数据，第一列和第二列传感器压力数据相对对称；脚尖着地时，脚尖处的传感器获得压力数据，且第一列和第三列传感器压力数据相对对称；脚掌抬起时，第一列、第二列和第三列传感器的压力数据均为零。
所述距离传感器用于获取双足之间的距离、左脚与后侧腰部之间的距离、右脚与后侧腰部之间的距离、背部与后侧腰部之间的距离，所述压力传感器组用于获取双脚施加在鞋垫上的作用力，根据上述数据生成人体的实时行走姿态。
所述距离传感器用于获取双足之间的距离、左脚与后侧腰部之间的距离、右脚与后侧腰部之间的距离、背部与后侧腰部之间的距离，根据距离传感器的数据判断人体所处的姿势。
根据所述第二列传感器所获取的数据判断脚步是否完成一次完整行走，同时根据第二列传感器组获取的压力的时间间隔判断行走是否正常；如果能完成一次正常行走，则判断压力时间间隔是否超过设定时间阈值，如果超过设定时间阈值，则判断此次行走不正常，并持续监测，当出现行走不正常的概率大于正常值时则判断步态异常，如果不是则正常；如果未能完成一次正常行走，则判断步态异常，根据第一列传感器组和第三列传感器组所采集的数据判断造成步态异常的原因。所述异常的原因是指在全脚掌着地时造成第一和第三传感器组数据不对称的原因，该原因包括癫痫、跛脚、抽搐等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该方法能够方便、精确的安装测量装置，能够实时进行监测，旨在能够实时的精确的获取步态监测信息，提高判断的准确率。
Claims (2)
1.一种步态监测方法，其特征在于：所述监测方法包括以下步骤：
步骤1：在左、右鞋垫下侧分别安装左压力传感器和右压力传感器，在左、右鞋垫足弓区域分别安装左距离传感器和右距离传感器；
步骤2：在人体的后侧腰部处设置第一距离传感器，在人体的背部中间设置第二距离传感器；
步骤3：获取所述左压力传感器和右压力传感器的压力数据和所述左距离传感器、右距离传感器、第一距离传感器和第二距离传感器的相互之间的距离数据；
步骤4：根据压力数据和距离数据生成实时行走姿态；
步骤5：根据人体的身高信息和体重信息生成行走标准姿态；
步骤6：将实时行走姿态与标准姿态对应状态的压力数据进行对比，判断行走是否正常；
所述步骤1中：使用夹持器安装压力传感器，所述夹持器根据鞋垫的形状和大小自动的调节压力传感器的安装位置；
所述步骤5中，所述身高信息包括：身高、脚步长度、小腿长度、大腿长度、上身高度；
根据身高、脚步长度、小腿长度、大腿长度、上身高度和体重信息生成人体姿态图，并根据人体姿态图和正常行走过程生成行走标准姿态；所述实时行走姿态和标准姿态包括脚掌抬起、脚跟着地、全脚掌着地和脚尖着地时的人体的身体姿态；
所述压力传感器设置有多个，沿鞋垫的长度方向设置有三列，第一列和第三列相对于第二列对称设置，所述第一列和第三列沿长度方向设置有四个压力传感器，所述第二列沿长度方向设置有10个压力传感器，所述第一列和第三列传感器用于测量脚底板两侧对鞋垫的作用力，所述第二列传感器用于获取行走中脚部从脚后跟到前脚掌过程中对鞋垫上作用力的变化；
脚跟着地时，脚跟处的传感器获得压力数据，且第一列和第三列传感器压力数据相对对称；全脚掌着地时；第二列传感器均检测到压力数据，第一列和第二列传感器压力数据相对对称；脚尖着地时，脚尖处的传感器获得压力数据，且第一列和第三列传感器压力数据相对对称；脚掌抬起时，第一列、第二列和第三列传感器的压力数据均为零；
所述距离传感器用于获取双足之间的距离、左脚与后侧腰部之间的距离、右脚与后侧腰部之间的距离、背部与后侧腰部之间的距离，所述压力传感器用于获取双脚施加在鞋垫上的作用力，根据上述数据生成人体的实时行走姿态。
2.如权利要求1所述的一种步态监测方法，其特征在于：根据所述第二列传感器所获取的数据判断脚步是否完成一次完整行走，同时根据第二列传感器获取的压力的时间间隔判断行走是否正常；如果能完成一次正常行走，则判断压力时间间隔是否超过设定时间阈值，如果超过设定时间阈值，则判断此次行走不正常，并持续监测，当出现行走不正常的概率大于正常值时则判断步态异常，如果不是则正常；如果未能完成一次正常行走，则判断步态异常，根据第一列传感器和第三列传感器所采集的数据判断造成步态异常的原因。
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