CN110934597A - 一种异常步态监测设备的操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种异常步态监测设备的操作方法，设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；操作方法包括：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间；在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器；将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；并判断。本发明有益效果：通过测量同一个人的双腿的相关测量数据进行比较，能够提高判断的准确率。

Description

一种异常步态监测设备的操作方法
技术领域
本发明属于步态识别领域，具体涉及一种异常步态监测设备的操作方法。
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，本发明提供了一种异常步态监测设备的操作方法，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：
一种异常步态监测设备的操作方法，所述异常步态监测设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；所述操作方法包括如下步骤：
步骤1：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间；
步骤2：在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器；
步骤3：将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；
步骤4：分别通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，同时通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；
步骤5：根据所述距离生成左腿、右腿不同状态图，根据左腿、右腿的不同状态分别对应膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；
步骤6：操作所述控制设备比较左腿、右腿相同状态下膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移。
一种异常步态监测设备的操作方法，所述异常步态监测设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；所述操作方法包括如下步骤：
步骤1：根据人体信息：身高、小腿长度、大腿长度、上身高度生成标准的行走姿态，选择脚跟着地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节处于最高点处的膝关节股骨相对于胫骨的第一内外旋角度、第一屈伸角度和第一内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的第一上下位移、第一内外位移和第一前后位移作为标准数据；
步骤2：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间，在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器，将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；
步骤3：分别通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，根据所述距离判断当行走处于脚跟着地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节处于最高点时，通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的第二内外旋角度、第二屈伸角度和第二内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的第二上下位移、第二内外位移和第二前后位移作为待测数据；
步骤4：将待测数据与标准数据进行比较，判断与标准数据的差别，从而判断步态是否异常。
进一步地，所述基准传感器连接有背带，所述背带用于穿设在人体上，调节基准传感器处于肩部中间，并进行固定。
进一步地，所述基准传感器与背带通过可拆卸卡扣连接。
进一步地，所述左腿、右腿状态分为脚跟触地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节最高位置四个状态。
进一步地，在所述步骤6中，确定左腿、右腿之一为正常状态腿部，将正常状态腿部的膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移的数据作为标准数据。
进一步地，保存标准数据作为第一标准数据，将后续测量的标准数据与第一标准数据进行对比，判断差异是否较大，如果较大则认为正常腿已异常，将以第一标准数据进行判断；如果差异较小则使用标准数据进行判断。
进一步地，在所述步骤6中，设定异常阈值，当比较差值大于异常阈值时判断腿部步态异常。
进一步地，在所述步骤4中，设定差别阈值，当比较差值大于差别阈值时判断腿部步态异常。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采集同一个人的左右腿的相关数据进行判断，这种数据便于获取，且正常的同一个人的左右腿的相关数据是相似度非常高的，以其中一个确定的正常的相关数据作为基础数据，能够提高判断的准确度。
附图说明
图1本发明传感器安装示意图；
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。
一种异常步态监测设备的操作方法，所述异常步态监测设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；所述操作方法包括如下步骤：
步骤1：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间；
步骤2：在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器；
步骤3：将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；
步骤4：分别通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，同时通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；
步骤5：根据所述距离生成左腿、右腿不同状态图，根据左腿、右腿的不同状态分别对应膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；
步骤6：操作所述控制设备比较左腿、右腿相同状态下膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移。
在所述步骤6中，设定异常阈值，当比较差值大于异常阈值时判断腿部步态异常。
在所述步骤6中，确定左腿、右腿之一为正常状态腿部，将正常状态腿部的膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移的数据作为标准数据。
保存标准数据作为第一标准数据，将后续测量的标准数据与第一标准数据进行对比，判断差异是否较大，如果较大则认为正常腿已异常，将以第一标准数据进行判断；如果差异较小则使用标准数据进行判断。
所述左腿、右腿状态分为脚跟触地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节最高位置四个状态。
一种异常步态监测设备的操作方法，所述异常步态监测设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；所述操作方法包括如下步骤：
步骤1：根据人体信息：身高、小腿长度、大腿长度、上身高度生成标准的行走姿态，选择脚跟着地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节处于最高点处的膝关节股骨相对于胫骨的第一内外旋角度、第一屈伸角度和第一内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的第一上下位移、第一内外位移和第一前后位移作为标准数据；
步骤2：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间，在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器，将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；
步骤3：分别通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，根据所述距离判断当行走处于脚跟着地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节处于最高点时，通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的第二内外旋角度、第二屈伸角度和第二内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的第二上下位移、第二内外位移和第二前后位移作为待测数据；
步骤4：将待测数据与标准数据进行比较，判断与标准数据的差别，从而判断步态是否异常。
在所述步骤4中，设定差别阈值，当比较差值大于差别阈值时判断腿部步态异常。
所述基准传感器连接有背带，所述背带用于穿设在人体上，调节基准传感器处于肩部中间，并进行固定。
所述基准传感器与背带通过可拆卸卡扣连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采集同一个人的左右腿的相关数据进行判断，这种数据便于获取，且正常的同一个人的左右腿的相关数据是相似度非常高的，以其中一个确定的正常的相关数据作为基础数据，能够提高判断的准确度。

Claims (9)

1.一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：所述异常步态监测设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；所述操作方法包括如下步骤：
步骤1：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间；
步骤2：在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器；
步骤3：将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；
步骤4：分别通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，同时通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；
步骤5：根据所述距离生成左腿、右腿不同状态图，根据左腿、右腿的不同状态分别对应膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移；
步骤6：操作所述控制设备比较左腿、右腿相同状态下膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移。
2.一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：所述异常步态监测设备包括基准传感器、位置传感器、光学传感器和控制设备；所述操作方法包括如下步骤：
步骤1：根据人体信息：身高、小腿长度、大腿长度、上身高度生成标准的行走姿态，选择脚跟着地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节处于最高点处的膝关节股骨相对于胫骨的第一内外旋角度、第一屈伸角度和第一内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的第一上下位移、第一内外位移和第一前后位移作为标准数据；
步骤2：将基准传感器设置在人体的后侧肩部中间，在人体双腿的髋关节、膝关节和踝关节分别设置第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器，将光学传感器分别设置在双腿的膝关节处；
步骤3：分别通过双腿的第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器获取髋关节、膝关节和踝关节相对于基准传感器的距离，根据所述距离判断当行走处于脚跟着地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节处于最高点时，通过光学传感器获取膝关节股骨相对于胫骨的第二内外旋角度、第二屈伸角度和第二内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的第二上下位移、第二内外位移和第二前后位移作为待测数据；
步骤4：将待测数据与标准数据进行比较，判断与标准数据的差别，从而判断步态是否异常。
3.如权利要求1或2所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：所述基准传感器连接有背带，所述背带用于穿设在人体上，调节基准传感器处于肩部中间，并进行固定。
4.如权利要求3所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：所述基准传感器与背带通过可拆卸卡扣连接。
5.如权利要求1所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：所述左腿、右腿状态分为脚跟触地、全脚掌着地、脚尖触地和踝关节最高位置四个状态。
6.如权利要求4所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：在所述步骤6中，确定左腿、右腿之一为正常状态腿部，将正常状态腿部的膝关节股骨相对于胫骨的内外旋角度、屈伸角度和内外翻角度以及膝关节股骨相对胫骨的上下位移、内外位移和前后位移的数据作为标准数据。
7.如权利要求6所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：保存标准数据作为第一标准数据，将后续测量的标准数据与第一标准数据进行对比，判断差异是否较大，如果较大则认为正常腿已异常，将以第一标准数据进行判断；如果差异较小则使用标准数据进行判断。
8.如权利要求5所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：在所述步骤6中，设定异常阈值，当比较差值大于异常阈值时判断腿部步态异常。
9.如权利要求2所述的一种异常步态监测设备的操作方法，其特征在于：在所述步骤4中，设定差别阈值，当比较差值大于差别阈值时判断腿部步态异常。
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