CN204293162U - 关节运动测试系统 - Google Patents

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尚鹏
侯增涛
叶新
聂和民
杜亚伟
徐希坤
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Abstract

本实用新型提供一种关节运动测试系统，其中，该系统包括：摄像设备，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，用于对摄像设备捕捉到的红外光信息进行模数转换；无线通信模块，用于通过无线通信方式将模数转换后的红外光信息发送给其它设备。本实用新型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

关节运动测试系统
技术领域
本实用新型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。
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，他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。
实用新型内容
本实用新型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：
摄像设备，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，用于对摄像设备捕捉到的红外光信息进行模数转换；
无线通信模块，用于通过无线通信方式将模数转换后的红外光信息发送给其它设备。
在一个实施例中，所述摄像设备包括两个红外摄像头，两个红外摄像头成预设角度放置，获得光学传感器从预设角度反射的红外光。
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，所述摄像设备包括一个双目摄像机。
在一个实施例中，所述双目摄像机的镜头上装有滤光片。
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。
在一个实施例中，所述光学传感器为球状。
在一个实施例中，所述无线通信模块还用于接收所述其它设备返回的光学传感器的空间位置，所述空间位置是根据模数转换后的红外光信息计算获得的。
在一个实施例中，所述系统还包括存储设备，用于存储光学传感器的空间位置。
在本实用新型实施例中，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实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：
图1是本实用新型实施例提供的一种关节运动测试系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
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，本实用新型实施例中提出一种关节运动测试系统。
图1是本实用新型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：
摄像设备101，用于捕捉固定在关节上的光学传感器104反射的红外光；
模数转换单元102，用于对摄像设备101捕捉到的红外光信息进行模数转换；
无线通信模块103，用于通过无线通信方式将模数转换后的红外光信息发送给其它设备105。
具体实施时，光学传感器104被固定在人体的关节上，且该光学传感器104只反射特定波长的红外光。在本实用新型中光学传感器104可以采用球状传感器，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设备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104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104从不同角度反射的红外光。摄像设备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104反射的红外光。
模数转换单元102接收摄像设备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。
本实用新型系统提供两个无线通信模块103，其中一个安装于系统内部，通过无线通信方式将模数转换后的红外光信息发送给其它设备105，还用来接收其它设备105返回的光学传感器的空间位置，其中，空间位置是其它设备105根据模数转换后的红外光信息计算获得的。另一个无线通信模块103可以根据需要安装，当其它设备105没法与本实用新型系统进行无线通信时，即其它设备105本身不带无线通信功能，则可将另一个无线通信模块103安装于其它设备105中，通过这一对无线通信模块103，实现其它设备105和本实用新型系统的相互通信；若其它设备105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103可以不使用。
其它设备105可以是电脑，也可以是手机。当需要采集数据时，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。
具体实施时，本实用新型系统还可以包括存储设备，用来存储光学传感器的空间位置。
综上所述，本实用新型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。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种关节运动测试系统，其特征在于，包括：
摄像设备，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，用于对摄像设备捕捉到的红外光信息进行模数转换；
无线通信模块，用于通过无线通信方式将模数转换后的红外光信息发送给其它设备。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像设备包括两个红外摄像头，两个红外摄像头成预设角度放置，获得光学传感器从预设角度反射的红外光。
3.如权利要求2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。
4.如权利要求1所述的系统，所述摄像设备包括一个双目摄像机。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述双目摄像机的镜头上装有滤光片。
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.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学传感器为球状。
8.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所述其它设备返回的光学传感器的空间位置，所述空间位置是根据模数转换后的红外光信息计算获得的。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括存储设备，用于存储光学传感器的空间位置。
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