CN111374676B - 人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器 - Google Patents

人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN111374676B
CN111374676B CN202010157489.9A CN202010157489A CN111374676B CN 111374676 B CN111374676 B CN 111374676B CN 202010157489 A CN202010157489 A CN 202010157489A CN 111374676 B CN111374676 B CN 111374676B
Authority
CN
China
Prior art keywords
user
measured
motion information
leg
ground
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.)
Active
Application number
CN202010157489.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111374676A (zh
Inventor
付成龙
冷雨泉
黄冠
林欣
张稳
马亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN202010157489.9A priority Critical patent/CN111374676B/zh
Publication of CN111374676A publication Critical patent/CN111374676A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111374676B publication Critical patent/CN111374676B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1118—Determining activity level
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6829—Foot or ankle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本申请适用于人体地面反力分析技术领域，提供了一种人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置、控制器以及计算机可读存储介质，该方法包括获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息，获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息，获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息，根据第一运动信息以及第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。本申请实施例具备对人体地面反力测量过程中成本较低、对被测量者的测量环境要求较低以及具备鲁棒性的效果。

Description

人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器
技术领域
本申请属于人体地面反力分析技术领域，尤其涉及一种人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置、控制器以及计算机可读存储介质。
背景技术
近年来，对于人体在行走或者跑步过程中地面反力的研究在临床医疗、人机功效等方面得到了关注。其中，地面反力是人体步态分析的重要组成部分，可应用于人体的步态分析，在人体动力学研究中具有很重要的地位。通过地面反力能够反映出人体下肢运动协调性、人机功效等方面的信息，具有较高的研究价值。
目前，现有技术测量人体地面反力的方法包括直接式测量方法和间接式测量方法。直接式测量方法又包括精准式测量方法和局部标定式测量方法。其中，精准式测量方法是指通过测力板等设备放置在人体行走的路面上，直接测量出人体足部与地面间的相互作用力；局部标定式测量方法是指利用薄膜压力传感器放置于足底，得到具有压力传感器点的压力，再与精准式测量方法进行对比，得到相互的映射关系，从而能够粗略地反映出地面反力。间接式测量方法是指通过非测量足底与地面力的方式得到地面反力的方式，例如，利用动捕系统捕捉人体的全身运动，从而推算出地面反力的方法。
但是，上述精准式测量方法的缺点在于人体必须步行在传感器上，不适用与户外场景，且由于传感器价格昂贵，一般难以进行连续行走的测量，除非在传感器上添加跑步带，但会导致整个装置较为昂贵。上述局部标定式测量方法缺点在于重复性较差、人体差异性较大，同一个人标定完成后，当拖鞋后再穿上时，会使偏差较大，且不同人体穿戴，偏差也会较大，导致得到的人体地面测量结果不具备鲁棒性。上述间接式测量方法由于需要使用动捕系统，也存在成本较高、测量环境仅限于室内，对被测量者的测量环境要求较高等缺点。
发明内容
本申请实施例提供了一种人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置、控制器及计算机可读存储介质，可以解决现在技术对人体地面反力测量过程中存在的成本较高、对被测量者的测量环境要求较高，不能够在室外环境下测量以及不具备鲁棒性的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种人体地面反力间接测量系统，包括：
控制器、第一惯性测量单元、第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元，所述控制器分别与所述第一惯性测量单元、第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元通信连接；
所述第一惯性测量单元设置于待测量用户一个腿部的脚上，所述第二惯性测量单元设置于待测量用户另一个腿部的脚上，所述第三惯性测量单元设置于待测量用户躯干部位上；
所述第一惯性测量单元用于采集待测量用户一个腿部的第一运动信息；
所述第二惯性测量单元用于采集所述待测量用户另外一个腿部的第二运动信息；
所述第三惯性测量单元用于采集所述待测量用户质心的第三运动信息；
所述控制器用于获取第一惯性测量单元采集的所述第一运动信息；获取第二惯性测量单元采集的所述第二运动信息；获取第三惯性测量单元采集的所述第三运动信息；根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况；基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
第二方面，本申请实施例提供了一种人体地面反力间接测量方法，包括：
获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息，其中，所述第一运动信息为待测量用户一个腿部的运动信息；
获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息，其中，所述第二运动信息为待测量用户另一个腿部的运动信息；
获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息，其中，所述第三运动信息为待测量用户质心的运动信息；
根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，其中，待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触或者待测量用户双腿与地面接触；
基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，包括：
根据第一运动信息生成所述第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态周期；
根据第二运动信息生成所述第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态周期；
基于所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据第一运动信息生成所述第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态周期，包括：
对所述第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将所述第一碰撞噪声值大于所述碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻；
对所述第一运动信息进行位移边界检测，得到第一位移边界值，将所述第一位移边界值大于所述位移边界阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第一步态结束时刻；
根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据第二运动信息生成所述第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态周期，包括：
对所述第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将所述第二碰撞噪声值大于所述碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻；
对所述第二运动信息进行位移边界检测，得到第二位移边界值，将所述第二位移边界值大于所述位移边界阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻；
根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述预设逻辑算法包括第一预设逻辑算法，基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，包括：
若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为不交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面；
基于所述第一预设逻辑算法对所述第三运运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述预设逻辑算法包括第二预设逻辑算法，基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，包括：
若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面；
基于所述第二预设逻辑算法对所述第三运运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
第三方面，本申请实施例提供了一种人体地面反力间接测量装置，包括：
第一获取模块，用于获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息，其中，所述第一运动信息为待测量用户一个腿部的运动信息；
第二获取模块，用于获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息，其中，所述第二运动信息为待测量用户另一个腿部的运动信息；
第三获取模块，用于获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息，其中，所述第三运动信息为待测量用户质心的运动信息；
判断模块，用于根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，其中，待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触或者待测量用户双腿与地面接触；
计算模块，用于基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的腿部的地面反力。
在第三方面的一种可能的实现方式中，所述判断模块包括：
第一生成子模块，用于根据第一运动信息生成所述第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态周期；
第二生成子模块，用于根据第二运动信息生成所述第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态周期；
判断子模块，用于基于所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况。
在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第一生成子模块包括：
第一碰撞噪声检测单元，用于对所述第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将所述第一碰撞噪声值大于所述碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻；
第一位移边界检测单元，用于对所述第一运动信息进行位移边界检测，得到第一位移边界值，将所述第一位移边界值大于所述位移边界阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第一步态结束时刻；
第一生成单元，用于根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期。
在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第二生成子模块，包括：
第二碰撞噪声检测，用于对所述第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将所述第二碰撞噪声值大于所述碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻；
第二位移边界检测，用于对所述第二运动信息进行位移边界检测，得到第二位移边界值，将所述第二位移边界值大于所述位移边界阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻；
第二生成单元，用于根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期。
在第三方面的一种可能的实现方式中，所述预设逻辑算法包括第一预设逻辑算法，所述判断模块包括：
第一确认子模块，用于若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为不交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面；
第一计算子模块，基于所述第一预设逻辑算法对所述第三运运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
在第三方面的一种可能的实现方式中，所述预设逻辑算法包括第二预设逻辑算法，所述判断模块包括：
第二确认子模块，用于若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面；
第二计算子模块，用于基于所述第二预设逻辑算法对所述第三运运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
第四方面，本申请实施例提供了一种控制器，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的方法
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的方法
第六方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在控制器上运行时，使得控制器执行上述第二方面中任一项所述的方法。
可以理解的是，上述第三方面至第六方面的有益效果可以参见上述第二方面中的相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例的控制器可以通过三个惯性测量单元分别获取人体两个腿部以及质心的运动信息，根据人体两个腿部的运动信息判断出人体腿部与地面的接触情况，基于对人体腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对人体质心的运动信息进行计算，得到与地面接触的人体腿部的地面反力。由于人体行进运动一般包括平地行走、平地奔跑、上下坡行走、上下坡奔跑、上下楼梯行走和上下楼梯的奔跑等，这些人体行进运动可以适应于大多数测量环境，本申请实施例可以对被测量者的人体行进运动进行区分为单腿接触地面运动或者双腿接触地面运动，并根据区别结果相应计算接触地面的人体腿部的地面反力，对被测量者的测量环境要求较低。另外，本申请实施例使用到的硬件设备仅仅包括控制器以及三个惯性测量单元，相对于现有技术需要使用昂贵设备例如由大量硬件设备组成的动捕系统来说，硬件设备数量较少，成本较低。由于现有技术测量人体地面反力的过程中需要在人体大量部位上穿戴硬件测量设备，加上人体之间差异性较大，导致现有技术测量被测量者的人体地面反力的测量结果会受到重复穿戴以及人体差异性的影响，而本申请实施例只需要人体的两个脚部以及质心这三个部位分别穿戴一个惯性测量单元就可以对被测量者的人体地面反力进行测量，测量结果不会较大受到重复穿戴及人体差异性影响，具备鲁棒性。本申请实施例可以避免现有技术对人体地面反力测量过程中的成本较高、对被测量者测量环境要求较高，不能够在室外环境下测量以及不具备鲁棒性的问题，达到对人体地面反力测量过程中成本较低、对被测量者的测量环境要求较低以及具备鲁棒性的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的人体地面反力间接测量系统的结构示意框图；
图2是本申请实施例二提供的人体地面反力间接测量方法的流程示意图；
图3是本申请实施例二提供的判断待测量用户腿部与地面接触情况的具体实现流程示意图；
图4是本申请实施例二提供的计算与地面接触的待测量用户腿部的地面反力的一种具体实现流程示意图；
图5是本申请实施例二提供的计算与地面接触的待测量用户腿部的地面反力的另一种具体实现流程示意图；
图6是本申请实施例一提供的人体地面反力间接测量系统的应用场景示意图；
图7是本申请实施例二提供的待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面的地面反力曲线示意图；
图8是本申请实施例二提供的待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面的地面反力曲线示意图；
图9是图8中截取的时刻t7至时刻t6对应的待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面中的双腿支撑期的地面反力曲线示意图；
图10是本申请实施例三提供的人体地面反力间接测量装置的结构示意图；
图11是本申请实施例四提供的控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
需说明的是，本申请实施例对待测量用户的人体地面反力的测量过程可以应用于人体功效学分析、医疗康复、步态分析等领域。
下面将通过具体实施例对本申请实施例提供的技术方案进行介绍。
实施例一
参见图1，为本申请实施例一提供的一种人体地面反力间接测试系统的结构示意框图，该系统可以包括控制器11、第一惯性测量单元12、第二惯性测量单元13以及第三惯性测量单元14，控制器11分别与第一惯性测量单元12、第二惯性测量单元13以及第三惯性测量单元14通信连接，该控制器可以是指具有运算功能的控制设备，例如计算机。
如图6所示，为本申请实施例一提供的人体地面反力间接测量系统的应用场景示意图，上述第一惯性测量单元12设置于待测量用户一个腿部的脚上，上述第二惯性测量单元13设置于待测量用户另一个腿部的脚上，上述第三惯性测量单元14设置于待测量用户躯干部位例如腰部上，由于控制器11可以设置在任意位置，图6中未示出控制器11的位置；
其中，第一惯性测量单元用于采集待测量用户一个腿部的第一运动信息；
第二惯性测量单元用于采集待测量用户另外一个腿部的第二运动信息；
第三惯性测量单元用于采集待测量用户质心的第三运动信息；
上述第一惯性测量单元、上述第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元是可以指测量物体三轴姿态以及加速度的装置；
可以理解的是，本申请实施例可以将第一惯性测量单元设置于待测量用户一个腿部的脚上，通过上述第一惯性测量单元采集上述待测量用户一个腿部的运动信息；可以将第二惯性测量单元设置于待测量用户一个腿部的脚上，通过上述第二惯性测量单元采集上述待测量用户另一个腿部的运动信息；可以将第三惯性测量单元设置于待测量用户的躯干部位例如腰部，通过上述第三惯性测量单元采集上述待测量用户的质心的运动信息。
控制器用于获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息；获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息；获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息；根据第一运动信息以及第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况；基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
可以理解的是，人体行进运动一般包括平地行走、平地奔跑、上下坡行走、上下坡奔跑、上下楼梯行走和上下楼梯的奔跑等，这些人体行进运动可以适应于大多数测量环境，本申请实施例的控制器可以根据第一运动信息以及第二运动信息对待测量用户的人体行进运动进行区分为单腿接触地面运动或者双腿接触地面运动，并根据预设算法逻辑对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，例如，若控制器判断待测量用户腿部与地面接触的情况为单腿与地面接触，则根据预设逻辑算法计算该单腿的地面反力；若控制器判断待测量用户腿部与地面接触的情况为双腿与地面接触，则根据预设逻辑算法计算该双腿中每条腿对应的地面反力，达到对待测量用户的地面反力的测量过程不受到测量环境的影响，可以准确测量出待测量用户的地面接触的腿部的地面反力。
本申请实施例可以对被测量者的人体行进运动进行区分为单腿接触地面运动或者双腿接触地面运动，并根据区别结果相应计算接触地面的人体腿部的地面反力，对被测量者的测量环境要求较低。
另外，本申请实施例使用到的硬件设备仅仅包括控制器以及三个惯性测量单元，相对于现有技术需要使用昂贵设备例如由大量硬件设备组成的动捕系统来说，硬件设备数量较少，成本较低。
由于现有技术测量人体地面反力的过程中需要在人体大量部位上穿戴硬件测量设备，加上人体之间差异性较大，导致现有技术测量被测量者的人体地面反力的测量结果会受到重复穿戴以及人体差异性的影响，而本申请实施例只需要人体的两个脚部以及质心这三个部位分别穿戴一个惯性测量单元就可以对被测量者的人体地面反力进行测量，测量结果不会较大受到重复穿戴及人体差异性影响，具备鲁棒性。
本申请实施例具有对待测量用户进行人体地面反力测量过程中成本较低、对待测量用户测量环境要就较低以及鲁棒性的特点。
实施例二
本实施例将介绍控制器侧的相关流程。
参见图2，为本申请实施例二提供的人体地面反力间接测量方法的流程示意图，作为示例而非限定，该方法可以应用于上述实施例一的控制器，该控制器可以是指具有运算功能的控制设备，例如计算机，该控制器分别与第一惯性测量单元、第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元通信连接，该方法可以包括以下步骤：
步骤S201、获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息。
步骤S202、获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息。
步骤S203、第三惯性测量单元采集的第三运动信息。
其中，上述第一惯性测量单元用于采集待测量用户一个腿部的第一运动信息，上述第二惯性测量单元用于采集待测量用户另外一个腿部的第二运动信息，上述第三惯性测量单元用于采集待测量用户质心的第三运动信息；
上述第一惯性测量单元、上述第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元是可以指测量物体三轴姿态以及加速度的装置；
上述第一运动信息可以包括待测量用户一个腿部对应的预设时间的采样点数量、数据点数据的集合、采样点数值的均值以及加速度值等，上述第二运动信息可以包括待测量用户另一个腿部对应的预设时间的采样点数量、数据点数据的集合、采样点数值的均值以及加速度值等，上述第三运动信息可以包括待测量用户质心对应的三轴加速度向量。
可以理解的是，本申请实施例可以将第一惯性测量单元设置于待测量用户一个腿部的脚上，通过上述第一惯性测量单元采集上述待测量用户一个腿部的运动信息；可以将第二惯性测量单元设置于待测量用户一个腿部的脚上，通过上述第二惯性测量单元采集上述待测量用户另一个腿部的运动信息；可以将第三惯性测量单元设置于待测量用户的躯干部位例如腰部，通过上述第三惯性测量单元采集上述待测量用户质心的运动信息。
步骤S204、根据第一运动信息以及第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况。
可以理解的是，本申请实施例的控制器可以根据第一运动信息以及第二运动信息对待测量用户的人体行进运动进行区分为单腿接触地面运动或者双腿接触地面运动，例如，将人体行进运动中的平地行走、上下坡行走、上下楼梯行走划分为单腿接触地面运动，将人体行进运动中的平地奔跑、上下坡奔跑以及上下楼梯奔跑划分为双腿接触地面运动。
在一些实施例中，参见图3示出的判断待测量用户腿部与地面接触情况的流程示意图，上述根据第一运动信息以及第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况的具体过程可以包括：
步骤S3001、根据第一运动信息生成第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态周期。
其中，上述待测量用户的一个腿部的第一步态周期是指第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的脚跟接触地面到该腿部的脚跟再次接触地面，即待测量用户一个腿部的脚跟接触地面的初始时刻至该腿部的脚跟离开地面的离开时刻。
具体地，下面对生成待测量用户一个腿部的第一步态周期的过程进行介绍：
第一步，对第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将第一碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻。
可以理解的是，待测量用户一个腿部与地面接触的时刻可以通过碰撞噪声进行检测，并将该时刻标记为该待测量用户一个腿部的第一步态周期的初始时刻。
作为示例而非限定，将第一运动信息输入至碰撞噪音检测方程
Figure BDA0002404604930000091
中，得到第一碰撞噪声值，其中，N为第一运动信息包含的预设时间的采样点数量，一般地，5≤N≤10、X为第一运动信息包含的数据点数据的集合、μ为第一运动信息包含的采样点数值的均值、σ2为根据上述检测方程得到的数据方差即第一碰撞噪音值，将得到的第一碰撞噪声值与预设碰撞噪声值Δ进行比较，若第一碰撞噪声值大于预设碰撞噪声值，则将第一碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻。
第二步，对第一运动信息进行位移边界检测，得到第一位移边界值，将第一位移边界值大于位移边界阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第一步态结束时刻。
可以理解的是，第一运动信息对应的待测量用户一个腿部离开地面的时刻可以通过位移边界检测方程进行检测，并将该时刻标记为待测量用户一个腿部的第一步态周期的第一结束时刻。
作为示例而非限定，将第一运动信息输入至位移边界方程
Figure BDA0002404604930000101
中，得到第一位移方程值，其中，ax_foot(t)为第一运动信息中包含的加速度值，X1为第一运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第一位移方程值，将得到的第一位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第一运动信息对应的待测量用户一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第一位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户一个腿部已经离开地面，则将第一位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态结束时刻。
第三步，根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期。
步骤S3002、根据第二运动信息生成第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态周期。
其中，上述第二步态周期是指第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的脚跟接触地面到该腿部的脚跟再次接触地面，即待测量用户另一个腿部的脚跟接触地面的初始时刻至该腿部的脚跟离开地面的离开时刻。
具体地，下面对生成待测量用户另一个腿部的第二步态周期的过程进行具体介绍：
第一步，对第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将第二碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻。
可以理解的是，待测量用户另一个腿部与地面接触的时刻可以通过碰撞噪声进行检测，并将该时刻标记为该待测量用户另一个腿部的第二步态周期的初始时刻。
作为示例而非限定，将第二运动信息输入至碰撞噪音检测方程
Figure BDA0002404604930000102
中，得到第二碰撞噪声值，其中，N为第二运动信息包含的预设时间的采样点数量，一般地，5≤N≤10、X为第二运动信息包含的数据点数据的集合、μ为第二运动信息包含的采样点数值的均值、σ2为根据上述检测方程得到的数据方差即第二碰撞噪音值，将得到的第二碰撞噪声值与预设碰撞噪声值Δ进行比较，若第二碰撞噪声值大于预设碰撞噪声值，则将第二碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻。
第二步，对第二运动信息进行位移边界检测，得到第二位移边界值，将第二位移边界值大于位移边界阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻。
可以理解的是，第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部离开地面的时刻可以通过位移边界检测方程进行检测，并将该时刻标记为待测量用户另一个腿部的第二步态周期的第一结束时刻。
作为示例而非限定，将第二运动信息输入至位移边界方程
Figure BDA0002404604930000111
中，得到第二位移方程值，其中，ax_foot(t)为第二运动信息中包含的加速度值，X2为第二运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第二位移方程值，将得到的第二位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第二位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户另一个腿部已经离开地面，则将第二位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第一步态结束时刻
第三步，根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期。
步骤S3003、基于第一步态周期与第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况。
可以理解的是，若第一步态周期与第二步态周期之间没有交叉，则表示待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触，判断该待测量用户的行进运动为平台行走、上下坡行走或者上下楼梯行走；
若第一步态周期与第二步态周期之间有交叉，则表示待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户双腿与地面接触，判断该待测量用户的行进运动为平地奔跑、上下坡奔跑或者上下楼梯奔跑。
步骤S205、基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
其中，预设算法逻辑包括第一预设算法逻辑以及第二预设算法逻辑。
在一些实施例中，参见图4示出的计算与地面接触的待测量用户腿部的地面反力的一种具体实现流程示意框图，上述基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，具体包括：
步骤S4001、若第一步态周期与第二步态周期之间的交叉判断结果为不交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面。
举例来说：参见图7，为待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面的地面反力曲线示意图，该地面反力曲线示意图设置于直角坐标系中，该直角坐标系的横坐标表示时间T以及纵坐标表示地面反力F，其中，时刻t1至时刻t2对应的实线表示待测量用户一个腿部在时刻t1至时刻t2构成的第一步态周期内随时间T变化的地面反力，时刻t3至时刻t4对应的虚线表示待测量用户另一个腿部在时刻t3至时刻t4构成的第二步态周期内随时间T变化的地面反力。
由图7可以看出，待测量用户一个腿部的第一步态周期与待测量用户另一个腿部的第二步态周期之间不交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面。
步骤S4002、基于第一预设逻辑算法对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
其中，上述第一预设逻辑算法是指可以直接根据第三运动信息以及时间变量计算出与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
可以理解的是，由于第一步态周期与第二步态周期不交叉，可以直接根据第三运动信息计算待测量用户一个腿部以及另外一个腿部的地面反力。
具体地，结合图7，计算与地面接触的待测量用户一个腿部的地面反力的过程可以是：将时间变量t为时刻t1至时刻t2的时间段以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000121
中，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，其中，FGRF为与地面接触的待测量用户一个腿部的地面反力，m为控制器预先获取待测量用户的人体质量，
Figure BDA0002404604930000122
为第三运动信息中包含的与时刻t1至时刻t2的时间段对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000123
为重力加速度向量；
计算与地面接触的待测量用户的另一个腿部的地面反力的过程可以是：将时间变量t为时刻t3至时刻t4的时间端以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000124
中，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，其中，FGRF为与地面接触的待测量用户另一个腿部的地面反力，m为控制器预先获取待测量用户的人体质量，
Figure BDA0002404604930000125
为第三运动信息中包含的与时刻t3至时刻t4的时间段对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000126
为重力加速度向量。
在一些实施例中，参见图5示出的计算与地面接触的待测量用户腿部的地面反力的另一种具体实现流程示意框图，上述基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力的具体过程还包括：
步骤S5001、若第一步态周期与第二步态周期之间的交叉判断结果为交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面。
可以理解的是，由于第一步态周期与第二步态周期之间交叉，表示在待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面时，不可以直接根据第三运动信息计算待测量用户一个腿部以及另外一个腿部的地面反力，需要结合第三运动信息以及力分解的方式得到与地面接触的一个腿部的地面反力以及另一个腿部的地面反力。
举例来说：参见图8，为待测量用户腿部的另一种地面反力曲线示意图，该地面反力曲线示意图设置于直角坐标系，该直角坐标系的横坐标表示时间T、纵坐标表示地面反力F，其中，时刻t5至时刻t6对应的实线表示待测量用户一个腿部在时刻t5至时刻t6构成的第一步态周期内随时间T变化的地面反力，时刻t7至时刻t8对应的虚线表示待测量用户另一个腿部在时刻t7至时刻t8构成的第二步态周期内随时间T变化的地面反力。
由图8可以看出，待测量用户一个腿部的第一步态周期与待测量用户另一个腿部的第二步态周期之间交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面。
需说明的是，在待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面的情况下，还分为单腿支撑期以及双腿支撑期，其中，时刻t5至时刻t7表示待测量用户一个腿部的单腿支撑期，时刻t6至第二步态结束时刻t7表示待测量用户另一个腿部的单腿支撑期，时刻t7至时刻t6表示待测量用户一个腿部与另一个腿部共同的双腿支撑期。
步骤S5002、基于第二预设逻辑算法对第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
其中，上述第二预设逻辑算法是指在确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面之后，将待测量用户双腿接触地面进行一步划分为单腿支撑期以及双腿支撑期；在单腿支撑期时，可以直接根据时间变量以及第三运动信息计算与地面接触的待测量用户腿部的地面反力；在双腿支撑期时，需要根据时间变量以及第三运动信息计算出待测量用户一个腿部与另外一个腿部的地面反力合力，然后对待测量用户一个腿部与另外一个腿部的地面反力合力进行力分解，得到待测量用户一个腿部的地面反力以及待测量用户另一个腿部的地面反力。
具体地，结合图8，计算与地面接触的待测量用户一个腿部处于单腿支撑期的地面反力的过程可以是：将时间变量t为时刻t5至时刻t7的时间段以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000131
中，直接得到与地面接触的待测量用户一个腿部处于单腿支撑期的地面反力，其中，FGRF为与地面接触的待测量用户一个腿部处于单腿支撑期的地面反力，
Figure BDA0002404604930000132
为第三运动信息中包含的与时刻t1至时刻t2的时间段对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000133
为重力加速度向量；
计算与地面接触的待测量用户另一个腿部处于单腿支撑期的地面反力的过程可以是：将时间变量t为时刻t6至时刻t8的时间段以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000134
中，直接得到与地面接触的待测量用户另一个腿部处于单腿支撑期的地面反力，其中，FGRF为与地面接触的待测量用户另一个腿部处于单腿支撑期的地面反力，
Figure BDA0002404604930000135
为第三运动信息中包含的与时刻t6至时刻t8的时间段对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000136
为重力加速度向量；
计算与地面接触的待测力用户一个腿部与另一个腿部处于双腿支撑期时，待测量用户一个腿部的地面反力以及待测量用户另一个腿部的地面反力的过程可以是：
参见图9，为图8中截取的时刻t7至时刻t6对应的待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面中的双腿支撑期的地面反力曲线示意图，包括待测量用户的一个腿部的地面反力曲线、待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力曲线以及待测量用户的另一个腿部的地面反力曲线。
可以理解的是，无法根据待测量用户一个腿部的地面反力曲线以及待测量用户的另一个腿部的地面反力曲线计算待测量用户一个腿部的地面反力以及待测量用户另一个腿部的地面反力，需要根据待测量用户一个腿部与另一个腿部的地面反力合力曲线进行力分解来计算。
需说明的是，图9中时刻t8时刻表示待测量用户的一个腿部的地面反力与待测量用户的另一个腿部的地面反力相等时对应的时刻；
图9中的A点坐标的横坐标为时刻t7、纵坐标为待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力，可以看出，待测量用户的一个腿部地面反力远远大于该待测量用户的另一个腿部地面反力，即A点坐标实际上表示的是时刻t7对应的待测量用户的一个腿部的地面反力；
图9中的B点坐标的横坐标为时刻t8、纵坐标为待测量用户一个腿部的地面反力或者待测量用户另一个腿部的地面反力，可以看出，此时待测量用户一个腿部的地面反力与待测量用户另一个腿部的地面反力相等；
图9中的C点坐标的横坐标为时刻t6、纵坐标为待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力，可以看出，待测量用户的另一个腿部地面反力远远大于该待测量用户的一个腿部地面反力，即坐标C点实际上表示的是时刻t7对应的待测量用户的另一个腿部的地面反力；
图9中D点坐标的横坐标为时刻t8、纵坐标为待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力，可以看出，此时待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力为最大值。
可以理解的是，可以根据A点坐标、D点坐标以及C点坐标计算出待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力曲线的第一抛物线方程。
具体地，A点坐标的横坐标是时刻t7，A点坐标实际上表示的是时刻t7对应的待测量用户一个腿部的地面反力，那么将时刻t7以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000141
中，得到A点坐标的纵坐标，其中，FA为时刻t7对应的待测量用户一个腿部的地面反力，
Figure BDA0002404604930000142
为第三运动信息中包含的与时刻t7对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000143
为重力加速度向量；
C点坐标的横坐标是时刻t6，C点坐标的纵坐标实际上表示时刻t6对应的待测量用户另一个腿部的地面反力，那么将时刻t6以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000144
中，得到C点坐标的纵坐标，其中，FC为时刻t7对应的待测量用户另一个腿部的地面反力，
Figure BDA0002404604930000145
为第三运动信息中包含的与时刻t6对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000146
为重力加速度向量；
D的横坐标是时刻t8、纵坐标是FD，即待测量用户一个腿部与另一个腿部的时刻t8对应的地面反力合力曲线，先根据A点坐标以及C点坐标求取D点坐标的横坐标以及纵坐标，由于时刻t8可以表示为：
Figure BDA0002404604930000151
进而得到：
Figure BDA0002404604930000152
将时刻t8以及第三运动信息输入至公式
Figure BDA0002404604930000153
中，得到D点坐标的纵坐标，其中，FD为时刻t8对应的待测量用户另一个腿部的地面反力，
Figure BDA0002404604930000154
为第三运动信息中包含的与时刻t8即
Figure BDA0002404604930000155
对应的三轴加速度向量，
Figure BDA0002404604930000156
为重力加速度向量。
这样，根据A点坐标、D点坐标以及C点坐标计算出待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力曲线的第一抛物线方程。
由于B点坐标横坐标为时刻t8、纵坐标为待测量用户一个腿部的地面反力或者待测量用户另一个腿部的地面反力，此时待测量用户一个腿部的地面反力与待测量用户另一个腿部的地面反力相等，可以看出，B点坐标的纵坐标为D点坐标纵坐标的一半，即FB＝0.5FD。
那么，根据A点坐标与B点坐标可以得到时刻t7至时刻t8时间段对应的待测量用户一个腿部的地面反力，例如，根据A点坐标与B点坐标计算A点作为一个顶点与B点作为另一个顶点生成如图9中所示的封闭曲线1的第二抛物线方程，然后根据上述待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力曲线的第一抛物线方程计算时刻t7至时刻t8时间段对应的待测量用户一个腿部与另一个腿部的地面反力合力，时刻t7至时刻t8时间段对应的待测量用户一个腿部与另一个腿部的地面反力合力减去时刻t7至时刻t8时间段对应的待测量用户一个腿部的地面反力得到时刻t7至时刻t8时间段对应的待测量用户另一个腿部的地面反力。
同理，根据B点坐标与C点坐标可以得到时刻t8至时刻t6时间段对应的待测量用户另一个腿部的地面反力，例如，根据B点坐标与C点坐标计算B点作为一个顶点与C点作为另一个顶点生成如图9中所示的封闭曲线2的第三抛物线方程，然后根据上述待测量用户的一个腿部与另一个腿部的地面反力合力曲线的第一抛物线方程计算时刻t8至时刻t9时间段对应的待测量用户一个腿部与另一个腿部的地面反力合力，时刻t8至时刻t6时间段对应的待测量用户一个腿部与另一个腿部的地面反力合力减去时刻t8至时刻t6时间段对应的待测量用户另一个腿部的地面反力得到时刻t8至时刻t6时间段对应的待测量用户一个腿部的地面反力。
在一种可能实现的方式中，本申请实施例的控制器可以将待测量用户在不同测量环境中腿部的地面反力进行记录，并将记录的信息存储在本地数据库或者发送至服务器，以便后续将待测量用户在不同测量环境中腿部的地面反力应用于人体功效学分析、医疗康复以及步态分析领域等。
本申请实施例中，可以对被测量者的人体行进运动进行区分为单腿接触地面运动或者双腿接触地面运动，并根据区别结果相应计算接触地面的人体腿部的地面反力，对被测量者的测量环境要求较低。
另外，本申请实施例使用到的硬件设仅仅包括控制器以及三个惯性测量单元，相对于现有技术需要使用昂贵设备例如由大量硬件设备组成的动捕系统来说，硬件设备数量较少，成本较低。
由于现有技术测量人体地面反力的过程中需要在人体大量部位上穿戴硬件测量设备，加上人体之间差异性较大，导致现有技术测量被测量者的人体地面反力的测量结果会受到重复穿戴以及人体差异性的影响，而本申请实施例只需要人体的两个脚部以及质心这三个部位分别穿戴一个惯性测量单元就可以对被测量者的人体地面反力进行测量，测量结果不会较大受到重复穿戴及人体差异性影响，具备鲁棒性。本申请实施例可以达到对人体地面反力测量过程中成本较低、对被测量者的测量环境要求较低以及具备鲁棒性的效果。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。另外，本申请实施例中的“第一”、“第二”仅仅起区分作用，并不造成任何限缩。
实施例三
对应于上文实施例二所述的人体地面反力间接测量方法，图10示出了本申请实施例提供的人体地面反力间接测量装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参照图10，该装置包括：
第一获取模块101，用于获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息，其中，所述第一运动信息为待测量用户一个腿部的运动信息；
第二获取模块102，用于获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息，其中，所述第二运动信息为待测量用户另一个腿部的运动信息；
第三获取模块103，用于获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息，其中，所述第三运动信息为待测量用户质心的运动信息；
判断模块104，用于根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，其中，待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触或者待测量用户双腿与地面接触；
计算模块105，用于基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设算法逻辑对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的腿部的地面反力。
在一种可能的实现方式中，所述判断模块包括：
第一生成子模块，用于根据第一运动信息生成所述第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态周期；
第二生成子模块，用于根据第二运动信息生成所述第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态周期；
判断子模块，用于基于所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况。
在一种可能的实现方式中，所述第一生成子模块包括：
第一碰撞噪声检测单元，用于对所述第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将所述第一碰撞噪声值大于所述碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻；
第一位移边界检测单元，用于对所述第一运动信息进行位移边界检测，得到第一位移边界值，将所述第一位移边界值大于所述位移边界阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第一步态结束时刻；
第一生成单元，用于根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期。
在一种可能的实现方式中，所述第二生成子模块，包括：
第二碰撞噪声检测，用于对所述第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将所述第二碰撞噪声值大于所述碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻；
第二位移边界检测，用于对所述第二运动信息进行位移边界检测，得到第二位移边界值，将所述第二位移边界值大于所述位移边界阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻；
第二生成单元，用于根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期。
在一种可能的实现方式中，所述预设逻辑算法包括第一预设逻辑算法，所述判断模块包括：
第一确认子模块，用于若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为不交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面；
第一计算子模块，基于所述第一预设逻辑算法对所述第三运运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
在一种可能的实现方式中，所述预设逻辑算法包括第二预设逻辑算法，所述判断模块包括：
第二确认子模块，用于若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面；
第二计算子模块，用于基于所述第二预设逻辑算法对所述第三运运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
需在这一要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
实施例四
图11为本申请实施例四提供的控制器的结构示意图。如图11所示，该实施例的控制器11包括：至少一个处理器110(图11中仅示出一个)处理器、存储器111以及存储在所述存储器111中并可在所述至少一个处理器110上运行的计算机程序112，所述处理器110执行所述计算机程序62时实现上述实施例二方法中的各个步骤。
所述控制器11可以是指具有运算功能的控制设备，例如桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该控制器11可包括，但不仅限于，处理器110、存储器111。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是控制器11的举例，并不构成对控制器11的限定。
所称处理器110可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器110还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器111在一些实施例中可以是所述控制器11的内部存储单元，例如控制器11的硬盘或内存。所述存储器111在另一些实施例中也可以是所述控制器11的外部存储设备，例如所述控制器11上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器111还可以既包括所述控制器11的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器111用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述实施例二方法实施例中的各个步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在控制器上运行时，使得控制器执行时实现可实现上述实施例二方法实施例中的各个步骤。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种人体地面反力间接测量系统，其特征在于，包括控制器、第一惯性测量单元、第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元，所述控制器分别与所述第一惯性测量单元、第二惯性测量单元以及第三惯性测量单元通信连接；
所述第一惯性测量单元设置于待测量用户一个腿部的脚上，所述第二惯性测量单元设置于待测量用户另一个腿部的脚上，所述第三惯性测量单元设置于待测量用户躯干部位上；
所述第一惯性测量单元用于采集待测量用户一个腿部的第一运动信息；
所述第二惯性测量单元用于采集所述待测量用户另外一个腿部的第二运动信息；
所述第三惯性测量单元用于采集所述待测量用户质心的第三运动信息；所述第一惯性测量单元、所述第二惯性测量单元以及所述第三惯性测量单元是指测量物体三轴姿态以及加速度的装置；
所述控制器用于获取第一惯性测量单元采集的所述第一运动信息；获取第二惯性测量单元采集的所述第二运动信息；获取第三惯性测量单元采集的所述第三运动信息；根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，包括：对所述第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将所述第一碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻；将第一运动信息输入至位移边界方程
Figure FDA0003715612020000011
中，得到第一位移方程值，其中，ax_foot(t)为第一运动信息中包含的加速度值，X1为第一运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第一位移方程值，将得到的第一位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第一运动信息对应的待测量用户一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第一位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户一个腿部已经离开地面，则将第一位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态结束时刻；根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期；对所述第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将所述第二碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻；将第二运动信息输入至位移边界方程
Figure FDA0003715612020000012
中，得到第二位移方程值，其中，ax_foot(t)为第二运动信息中包含的加速度值，X2为第二运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第二位移方程值，将得到的第二位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第二位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户另一个腿部已经离开地面，则将第二位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻；根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期；基于所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况；基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力；其中，待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触或者待测量用户双腿与地面接触；单腿与地面接触表明用户的行进运动为平台行走、上下坡行走或者上下楼梯行走，双腿与地面接触表明，用户的行进运动为平地奔跑、上下坡奔跑或者上下楼梯奔跑。
2.一种人体地面反力间接测量方法，应用于控制器，其特征在于，包括：
获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息，其中，所述第一运动信息为待测量用户一个腿部的运动信息；
获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息，其中，所述第二运动信息为待测量用户另一个腿部的运动信息；
获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息，其中，所述第三运动信息为待测量用户质心的运动信息；所述第一惯性测量单元、所述第二惯性测量单元以及所述第三惯性测量单元是指测量物体三轴姿态以及加速度的装置；
根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，包括：对所述第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将所述第一碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻；将第一运动信息输入至位移边界方程
Figure FDA0003715612020000021
中，得到第一位移方程值，其中，ax_foot(t)为第一运动信息中包含的加速度值，X1为第一运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第一位移方程值，将得到的第一位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第一运动信息对应的待测量用户一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第一位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户一个腿部已经离开地面，则将第一位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态结束时刻；根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期；对所述第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将所述第二碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻；将第二运动信息输入至位移边界方程
Figure FDA0003715612020000022
Figure FDA0003715612020000023
中，得到第二位移方程值，其中，ax_foot(t)为第二运动信息中包含的加速度值，X2为第二运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第二位移方程值，将得到的第二位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第二位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户另一个腿部已经离开地面，则将第二位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻；根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期；基于所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况；其中，待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触或者待测量用户双腿与地面接触；单腿与地面接触表明用户的行进运动为平台行走、上下坡行走或者上下楼梯行走，双腿与地面接触表明用户的行进运动为平地奔跑、上下坡奔跑或者上下楼梯奔跑；
基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
3.如权利要求2所述的人体地面反力间接测量方法，其特征在于，所述预设逻辑算法包括第一预设逻辑算法；
基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，包括：
若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为不交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为单腿接触地面；
基于所述第一预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
4.如权利要求2所述的人体地面反力间接测量方法，其特征在于，所述预设逻辑算法包括第二预设逻辑算法；
基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力，包括：
若所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果为交叉，则确认待测量用户腿部与地面接触情况为双腿接触地面；
基于所述第二预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的待测量用户腿部的地面反力。
5.一种人体地面反力间接测试装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取第一惯性测量单元采集的第一运动信息，其中，所述第一运动信息为待测量用户一个腿部的运动信息；
第二获取模块，用于获取第二惯性测量单元采集的第二运动信息，其中，所述第二运动信息为待测量用户另一个腿部的运动信息；
第三获取模块，用于获取第三惯性测量单元采集的第三运动信息，其中，所述第三运动信息为待测量用户质心的运动信息；所述第一惯性测量单元、所述第二惯性测量单元以及所述第三惯性测量单元是指测量物体三轴姿态以及加速度的装置；
判断模块，用于根据所述第一运动信息以及所述第二运动信息判断待测量用户腿部与地面接触情况，包括：对所述第一运动信息进行碰撞噪声检测，得到第一碰撞噪声值，将所述第一碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻；将第一运动信息输入至位移边界方程
Figure FDA0003715612020000041
中，得到第一位移方程值，其中，ax_foot(t)为第一运动信息中包含的加速度值，X1为第一运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第一位移方程值，将得到的第一位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第一运动信息对应的待测量用户一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第一位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户一个腿部已经离开地面，则将第一位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态结束时刻；根据第一运动信息对应的待测量用户一个腿部的第一步态初始时刻以及第一步态结束时刻得到待测量用户一个腿部的第一步态周期；对所述第二运动信息进行碰撞噪声检测，得到第二碰撞噪声值，将所述第二碰撞噪声值大于碰撞噪声阈值时对应的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻；将第二运动信息输入至位移边界方程
Figure FDA0003715612020000042
中，得到第二位移方程值，其中，ax_foot(t)为第二运动信息中包含的加速度值，X2为第二运动信息中包含的加速度值在X方向的积分距离即为第二位移方程值，将得到的第二位移方程值与位移边界阈值例如Δx_foot进行比较，其中，位移边界阈值Δx_foot是指第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部人体前进方向上的位移边界，当第二位移方程值大于位移边界阈值时，认为待测量用户另一个腿部已经离开地面，则将第二位移方程值大于位移边界阈值的时刻作为第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态结束时刻；根据第二运动信息对应的待测量用户另一个腿部的第二步态初始时刻以及第二步态结束时刻得到待测量用户另一个腿部的第二步态周期；基于所述第一步态周期与所述第二步态周期之间的交叉判断结果，判断待测量用户腿部与地面接触情况；其中，待测量用户腿部与地面接触情况为待测量用户单腿与地面接触或者待测量用户双腿与地面接触；单腿与地面接触表明用户的行进运动为平台行走、上下坡行走或者上下楼梯行走，双腿与地面接触表明用户的行进运动为平地奔跑、上下坡奔跑或者上下楼梯奔跑；
计算模块，用于基于对待测量用户腿部与地面接触情况的判断结果，根据预设逻辑算法对所述第三运动信息进行计算，得到与地面接触的腿部的地面反力。
6.一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求2至4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求2至4任一项所述的方法。
CN202010157489.9A 2020-03-09 2020-03-09 人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器 Active CN111374676B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010157489.9A CN111374676B (zh) 2020-03-09 2020-03-09 人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010157489.9A CN111374676B (zh) 2020-03-09 2020-03-09 人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111374676A CN111374676A (zh) 2020-07-07
CN111374676B true CN111374676B (zh) 2022-10-11

Family

ID=71213714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010157489.9A Active CN111374676B (zh) 2020-03-09 2020-03-09 人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111374676B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107440722A (zh) * 2017-07-24 2017-12-08 南方科技大学 用于运动人体的步态识别的方法、装置及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4184679B2 (ja) * 2001-08-01 2008-11-19 本田技研工業株式会社 二足歩行移動体の床反力推定方法及び二足歩行移動体の関節モーメント推定方法
JP4130739B2 (ja) * 2002-01-28 2008-08-06 本田技研工業株式会社 二足歩行移動体の床反力推定方法
JP4440759B2 (ja) * 2004-12-17 2010-03-24 本田技研工業株式会社 ２足歩行移動体の床反力推定方法
US8363891B1 (en) * 2012-03-26 2013-01-29 Southern Methodist University System and method for predicting a force applied to a surface by a body during a movement
JP6288706B2 (ja) * 2014-03-26 2018-03-07 本田技研工業株式会社 上体運動計測システム及び上体運動計測方法
CN104729507B (zh) * 2015-04-13 2018-01-26 大连理工大学 一种基于惯性传感器的步态识别方法
US11375924B2 (en) * 2016-11-29 2022-07-05 Nec Corporation Walking state measurement device, walking state measurement system, walking state measurement method, and storage medium for storing walking state measurement program

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107440722A (zh) * 2017-07-24 2017-12-08 南方科技大学 用于运动人体的步态识别的方法、装置及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A general relationship links gait mechanics and running ground reaction forces;Kenneth P. Clark;《Journal of Experimental Biology》;20161103;1-40 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111374676A (zh) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105411593B (zh) 用于识别步态任务的方法和设备
Lim et al. Development of real-time gait phase detection system for a lower extremity exoskeleton robot
CN102824177B (zh) 一种三维人体步态定量分析系统和方法
US20140278208A1 (en) Feature extraction and classification to determine one or more activities from sensed motion signals
Lan et al. Early diagnosis of Parkinson's disease using a smartphone
Mondal et al. Gait based personal identification system using rotation sensor
US11497443B2 (en) Smart shoe based on recognition of combined walking action and data processing method thereof
CN111374676B (zh) 人体地面反力间接测量系统、测量方法、装置及控制器
JP2020120807A (ja) 転倒リスク評価装置、転倒リスク評価方法及び転倒リスク評価プログラム
WO2022105023A1 (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
WO2017158569A1 (en) Kinect based balance analysis using single leg stance (sls) exercise
Liu et al. Development of wearable sensor combinations for human lower extremity motion analysis
Eguchi et al. Kinetic and spatiotemporal gait analysis system using instrumented insoles and laser range sensor
Liu et al. A wearable inertial sensor system for human motion analysis
Yan et al. Low‐Cost Multisensor Integrated System for Online Walking Gait Detection
Wang et al. Multimodal gait analysis based on wearable inertial and microphone sensors
Doppler et al. Variability in foot-worn sensor placement for activity recognition
WO2015121691A1 (en) Motion analyser device equipped with tri-axial accelerometer, and a method for its application
KR101699278B1 (ko) 스마트폰 환경에서 속도 벡터를 이용한 넘어지는 방향측정 장치 및 방법
CN214072065U (zh) 基于足底动态步态的智能监测鞋垫及系统
Lu et al. Robust footstep counting and traveled distance calculation by mobile phones incorporating camera geometry
US20240023835A1 (en) Feature-amount generation device, gait measurement system, feature-amount generation method, and recording medium
US20230414130A1 (en) Walking index calculation device, walking index calculation system, walking index calculation method, and program recording medium
US20240138250A1 (en) Walking index calculation device, walking index calculation system, walking index calculation method, and program recording medium
US20240172966A1 (en) Harmonic index estimation device, estimation system, harmonic index estimation method, and recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant