CN114587346A - 一种基于imu的人体下肢运动监测方法及系统 - Google Patents

一种基于imu的人体下肢运动监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于IMU的人体下肢运动监测方法及系统，方法包括：根据IMU测量的加速度数据检测被监测对象的当前姿态是否符合基准姿态；在当前姿态符合基准姿态的情况下，根据IMU的欧拉角得到基准欧拉角；若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的X轴，则按照ZYX顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的滚转角与基准欧拉角中的滚转角的差值作为运动角度；若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的Y轴，则按照ZXY顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的俯仰角与基准欧拉角中的俯仰角的差值作为运动角度。本发明可显著提高运动监测准确性。

Description

一种基于IMU的人体下肢运动监测方法及系统
技术领域
本发明属于运动监测技术领域，具体涉及一种基于IMU的人体下肢运动监测方法及系统。
背景技术
人体下肢的运动部分主要由髋关节和膝关节构成，其中髋关节具有3个自由度，可以绕额状轴在矢状面内进行“伸展/弯曲”、绕矢状轴在额状面内进行“外展/内收”以及绕垂直轴在横切面内进行“旋内/旋外”，膝关节具有1个自由度，可以绕额状轴在矢状面内进行“伸展/弯曲”。通过检测装置和相关算法准确地采集并解算髋关节和膝关节运动数据，对于康复训练指导、下肢外骨骼控制以及动作捕捉等领域具有重要意义。
目前常用的下肢运动角度检测方式有惯性传感器(IMU)、视觉传感器、编码器等进行测量。其中基于视觉的姿态检测通过对图像序列进行处理提取人体运动信息，其识别精度较高，但是设备非常价格昂贵，且安装、调试过程复杂，对场地要求较高，由于摄像装置检测范围的限制，姿态检测仅能在指定的场地区域内进行，另一方面该类型的设备更关注人体各部位的整体姿态，而不是关节单个自由度的运动角度；编码器可以直接采集到关节的运动角度，且精度较高，但是每个编码器只能采集一个轴向的运动信息；惯性传感器成本低、可以灵活地布置在人体各部位，对实验场地无特殊要求，但是其穿戴方式和穿戴是否标准对于髋、膝关节的运动角度测量具有较大影响，当穿戴不标准时测量得到的运动角度可能出现较大误差。
现有技术如专利申请号为CN201711285836.0的专利文献，其通过对人体下肢姿态四元数进行两种顺序的欧拉角解算，计算出在进行康复训练时，人体下肢在康复运动的标准动作的运动轨迹所在的平面内的运动主角度，和在标准轨迹所在平面的垂直平面内的偏移角度，以及在下肢轴向上的旋转角度。但该专利未说明如何解决在设备穿戴不标准的情况下造成的角度测量误差，这导致其角度解算的实际应用意义不大。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于IMU的人体下肢运动监测方法，显著提高运动监测准确性。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于IMU的人体下肢运动监测方法，所述基于IMU的人体下肢运动监测方法，包括：
根据IMU测量的加速度数据检测被监测对象的当前姿态是否符合基准姿态；
在当前姿态符合基准姿态的情况下，根据IMU的欧拉角得到基准欧拉角；
获取被监测对象由基准姿态进行运动时的运动角度，包括：
若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的X轴，则按照ZYX顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的滚转角与基准欧拉角中的滚转角的差值作为运动角度；
若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的Y轴，则按照ZXY顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的俯仰角与基准欧拉角中的俯仰角的差值作为运动角度。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
作为优选，所述根据IMU测量的加速度数据检测被监测对象的当前姿态是否符合基准姿态，包括：
检测被监测对象的下肢是否处于静止状态；
若未处于静止状态则继续进行静止检测；否则对IMU测量得到的加速度数据进行归一化处理，利用归一化处理后的加速度数据与基准姿态的加速度理论值进行点积，根据点积结果判断当前姿态是否符合基准姿态，所述基准姿态包括直立、仰卧位、侧卧位、俯卧位和坐姿。
作为优选，所述基准姿态的加速度理论值，包括：
所述基准姿态为直立时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，其中g为重力加速度；
所述基准姿态为仰卧位时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0；
所述基准姿态为侧卧位时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0；
所述基准姿态为俯卧位时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0；
所述基准姿态为坐姿时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g。
作为优选，所述根据点积结果判断当前姿态是否符合基准姿态，包括：
若点积结果为1则当前姿态符合基准姿态；否则当前姿态不符合基准姿态。
作为优选，所述根据IMU的欧拉角得到基准欧拉角，包括：
取被监测对象的下肢处于静止状态时间内的IMU的欧拉角的均值作为基准欧拉角。
作为优选，所述基准姿态为直立时，被监测对象由基准姿态进行直立屈膝运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为坐姿时，被监测对象由基准姿态进行坐位屈膝运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为坐姿时，被监测对象由基准姿态进行坐位伸膝运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为俯卧位时，被监测对象由基准姿态进行俯卧后勾腿运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为俯卧位时，被监测对象由基准姿态进行俯卧直抬腿运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为侧卧位时，被监测对象由基准姿态进行侧卧直抬腿运动，其下肢的运动轴为X轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为仰卧位时，被监测对象由基准姿态进行仰卧直抬腿运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度。
作为优选，所述被监测对象由基准姿态进行直立屈膝、坐位屈膝、俯卧后勾腿或坐位伸膝运动时，人体下肢运动监测的角度类型为大小腿夹角，根据所解算的大腿运动角度和小腿运动角度得到大小腿夹角；
所述被监测对象由基准姿态进行侧卧直抬腿、仰卧直抬腿或俯卧直抬腿运动时，人体下肢运动监测的角度类型为大腿的抬腿角度，将所解算的大腿运动角度或者小腿运动角度作为大腿的抬腿角度。
本发明提供的基于IMU的人体下肢运动监测方法实现了不同基准姿态下，人体下肢各类运动在其主运动平面内的运动角度检测。同时针对不同的运动轴采用不同的欧拉角解算顺序，降低设备穿戴不标准可能造成的角度测量误差。
本发明的目的之二在于提供一种基于IMU的人体下肢运动监测系统，显著提高运动监测准确性。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于IMU的人体下肢运动监测系统，包括监测解算模块以及安装在人体下肢大小腿的IMU，所述监测解算模块包括处理器以及存储有若干计算机指令的存储器，所述计算机指令被处理器执行时实现所述基于IMU的人体下肢运动监测方法的步骤。
附图说明
图1为本发明的基于IMU的人体下肢运动监测方法的流程图。
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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。
本发明主要解决的是不同基准姿态下的人体下肢运动监测问题。针对不同基准姿态下，人体下肢各类运动对应的不同运动平面和运动轴，检测出下肢在主运动平面内的运动角度。另一方面，针对不同的运动轴采用不同的欧拉角解算顺序，从而降低设备穿戴不标准可能造成的角度测量误差。
本申请将下肢运动检测分为两个阶段，依次为基准姿态检测和运动角度解算。下实施例以标准穿戴方式为IMU安装于下肢外侧，与人体矢状面平行，且Z轴竖直向上为例，对本申请进行说明，方案流程如图1所示。其中下肢的外侧理解为腿的外侧，即两腿相对的一侧作为下肢的内侧，两腿相背的一侧作为下肢的外侧。
本实施例中所述的IMU安装于下肢应理解为IMU设备或具有IMU设备的穿戴设备安装于人体下肢，且IMU至少位于一侧腿的大腿和小腿上，如若仅需对人体左腿进行运动监测，则IMU至少在人体左腿的大腿和小腿上各穿戴一个。
第一阶段：基准姿态检测。
基准姿态检测阶段主要是根据IMU测量得到的加速度数据检测当前姿态是否符合动作的基准姿态。常见的基准姿态主要分为直立、坐姿、仰卧位、俯卧位以及侧卧位。
本实施例进行基准姿态检测时首先进行静止检测，检测被监测对象的下肢是否处于静止状态。具体为采集一定时间内的加速度数据，计算加速度数据的方差，当三轴加速度方差均在设定阈值内时，认为此时下肢处于静止状态。
若下肢未处于静止状态则继续进行静止检测。若下肢在静止状态下，则对IMU测量得到的加速度数据进行归一化处理，实际加速度向量进行归一化处理，计算处理后的加速度数据与五种基准姿态的加速度理论值的点积，根据点积结果判断此时姿态与规定动作基准姿态是否一致。
本实施例设置点积结果为1则当前姿态符合基准姿态；否则当前姿态不符合基准姿态。在实际应用中，由于加速度数据存在波动，因此判断点积计算值在1的小邻域内则认为姿态一致。
根据本实施例中所取的标注穿戴方式，可以得到五种基准姿态对应的加速度理论值如下表1所示：
表1五种基准姿态对应的加速度理论值
Figure BDA0003565249600000061
表1中，g为重力加速度，(1,0,0)g即为g,0,0，理解为沿IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值，其他同理理解。
第二阶段：运动角度解算。
在基准姿态与基准动作要求一致的条件下，根据静止时间内的欧拉角得到作为后续计算运动角度的基准欧拉角。在基于基准姿态运动时，根据不同动作对应的运动轴以及检测动作类型，进行运动角度解算。
本实施例在当前姿态符合基准姿态的情况下，取被监测对象的下肢处于静止状态时间内的IMU的欧拉角的均值作为基准欧拉角。
本实施例设置典型的运动动作对应的运动轴和监测角度类型如表2所示。
表2运动动作对应的运动轴和监测角度类型
Figure BDA0003565249600000062
Figure BDA0003565249600000071
因此在穿戴不标准的情况(例如IMU未安装在人体正侧面)下，若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的X轴，此时按照ZYX顺序进行欧拉角解算得到的运动角度较为准确，则按照ZYX顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的滚转角(即X轴角度)与基准欧拉角(此时基准欧拉角的解算顺序同样为ZYX顺序)中的滚转角的差值作为运动角度。
若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的Y轴，此时按照ZXY顺序进行欧拉角解算得到的运动角度较为准确，则按照ZXY顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的俯仰角(即Y轴角度)与基准欧拉角(此时基准欧拉角的解算顺序同样为ZXY顺序)中的俯仰角的差值作为运动角度。
由于本实施例的IMU分别安装在人体下肢大小腿，因此上述解算得到的运动角度为大腿和小腿的运动角度。容易理解的是，解算对象与IMU所在位置对应，即若需要解算右大腿的运动角度，则取安装在右大腿上的IMU进行解算即可。
根据解算得到的大腿运动角度和小腿运动角度，可以进一步得到本申请需要监测的角度类型的角度，即被监测对象由基准姿态进行直立屈膝、坐位屈膝、俯卧后勾腿或坐位伸膝运动时，人体下肢运动监测的角度类型为大小腿夹角，根据所解算的大腿运动角度和小腿运动角度得到大小腿夹角。例如在直立情况下，大小腿夹角为180°，若小腿运动角度为20°，大腿运动角度为30°，则监测得到运动后大小腿夹角的角度为130°。本实施例默认基准姿态的直立、卧位情况下大小腿夹角为180°，基准姿态的坐姿情况下大小腿夹角为90°。
被监测对象由基准姿态进行侧卧直抬腿、仰卧直抬腿或俯卧直抬腿运动时，人体下肢运动监测的角度类型为大腿的抬腿角度，将所解算的大腿运动角度或者小腿运动角度作为大腿的抬腿角度。由于直抬腿情况下，大小腿运动角度相同，因此取其一作为检测角度类型的角度即可。
需要说明的是，当标准穿戴方式与本实施例不同时，基准姿态对应不同的理论加速度值，动作对应不同的运动轴，其他计算方法仍相同，且理论加速度值与运动轴根据实际穿戴方式进行确定即可，本实施例中不进行赘述。
在另一个实施例中，本申请还提供了一种基于IMU的人体下肢运动监测系统，包括监测解算模块以及安装在人体下肢大小腿的IMU，监测解算模块包括处理器以及存储有若干计算机指令的存储器，计算机指令被处理器执行时实现所述基于IMU的人体下肢运动监测方法的步骤。
关于基于IMU的人体下肢运动监测系统的具体限定可以参见上文中对于基于IMU的人体下肢运动监测方法的限定，在此不再赘述。
监测解算模块中的存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而实现本发明实施例中的基于IMU的人体下肢运动监测方法。
其中，所述存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序。
所述处理器可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述基于IMU的人体下肢运动监测方法，包括：
根据IMU测量的加速度数据检测被监测对象的当前姿态是否符合基准姿态；
在当前姿态符合基准姿态的情况下，根据IMU的欧拉角得到基准欧拉角；
获取被监测对象由基准姿态进行运动时的运动角度，包括：
若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的X轴，则按照ZYX顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的滚转角与基准欧拉角中的滚转角的差值作为运动角度；
若被监测对象由基准姿态进行运动时下肢的运动轴为IMU坐标系的Y轴，则按照ZXY顺序解算IMU的欧拉角，以解算得到的欧拉角中的俯仰角与基准欧拉角中的俯仰角的差值作为运动角度。
2.如权利要求1所述的基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述根据IMU测量的加速度数据检测被监测对象的当前姿态是否符合基准姿态，包括：
检测被监测对象的下肢是否处于静止状态；
若未处于静止状态则继续进行静止检测；否则对IMU测量得到的加速度数据进行归一化处理，利用归一化处理后的加速度数据与基准姿态的加速度理论值进行点积，根据点积结果判断当前姿态是否符合基准姿态，所述基准姿态包括直立、仰卧位、侧卧位、俯卧位和坐姿。
3.如权利要求2所述的基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述基准姿态的加速度理论值，包括：
所述基准姿态为直立时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，其中g为重力加速度；
所述基准姿态为仰卧位时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0；
所述基准姿态为侧卧位时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,-g,0；
所述基准姿态为俯卧位时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0；
所述基准姿态为坐姿时，右腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为g,0,0，右腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g，左腿的大腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为-g,0,0，左腿的小腿对应的IMU坐标系的X轴、Y轴、Z轴的加速度理论值分别为0,0,g。
4.如权利要求2所述的基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述根据点积结果判断当前姿态是否符合基准姿态，包括：
若点积结果为1则当前姿态符合基准姿态；否则当前姿态不符合基准姿态。
5.如权利要求2所述的基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述根据IMU的欧拉角得到基准欧拉角，包括：
取被监测对象的下肢处于静止状态时间内的IMU的欧拉角的均值作为基准欧拉角。
6.如权利要求2所述的基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述基准姿态为直立时，被监测对象由基准姿态进行直立屈膝运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为坐姿时，被监测对象由基准姿态进行坐位屈膝运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为坐姿时，被监测对象由基准姿态进行坐位伸膝运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为俯卧位时，被监测对象由基准姿态进行俯卧后勾腿运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为俯卧位时，被监测对象由基准姿态进行俯卧直抬腿运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为侧卧位时，被监测对象由基准姿态进行侧卧直抬腿运动，其下肢的运动轴为X轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度；
所述基准姿态为仰卧位时，被监测对象由基准姿态进行仰卧直抬腿运动，其下肢的运动轴为Y轴，所解算的运动角度为大腿运动角度和小腿运动角度。
7.如权利要求6所述的基于IMU的人体下肢运动监测方法，其特征在于，所述被监测对象由基准姿态进行直立屈膝、坐位屈膝、俯卧后勾腿或坐位伸膝运动时，人体下肢运动监测的角度类型为大小腿夹角，根据所解算的大腿运动角度和小腿运动角度得到大小腿夹角；
所述被监测对象由基准姿态进行侧卧直抬腿、仰卧直抬腿或俯卧直抬腿运动时，人体下肢运动监测的角度类型为大腿的抬腿角度，将所解算的大腿运动角度或者小腿运动角度作为大腿的抬腿角度。
8.一种基于IMU的人体下肢运动监测系统，其特征在于，包括监测解算模块以及安装在人体下肢大小腿的IMU，所述监测解算模块包括处理器以及存储有若干计算机指令的存储器，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至权利要求7中任意一项所述方法的步骤。
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