[實用新型]一種人體三維姿態和行為狀態傳感監測裝置

有效

• 申請號: 201320882433.5
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203634173U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 莫思特;文瀚林;柳銀;李碧雄
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

一、技術領域

本實用新型涉及智能檢測系統范疇，特別是人體姿態的檢測，具體是一種人體三維姿態和行為狀態傳感檢測方法與裝置。

二、背景技術

在運動訓練中或一些特殊疾病如癲癇的診斷、治療中需要對人體在日常行為中的姿態進行監測與檢測。檢測裝置或儀器已經越來越多的運用到訓練或臨床診斷，專利號200910028156.X的中國專利《微型多功能人體姿態智能檢測儀及檢測方法》公布了一種微型多功能人體姿態智能檢測儀及檢測方法，利用了加速度計作為姿態傳感器，為需要受檢者提供部分運動狀態下的運動參數，運動狀態主要包括跑步、急速行走、跳躍等，提供參數包括跑步或行走頻率、運動速度、跳躍高度和距離、初始起跳角度和速度。但是沒有計算人體的詳細三維姿態。專利號200810117914.0的中國專利《基于人體姿態識別的互動娛樂系統及其實現方法》，公布了一種基于人體姿態識別的互動娛樂系統及其實現方法，通過智能視頻分析技術實現人體姿態參數提取。但是視頻姿態計算受區域限制，只能用于所接攝像機拍攝范圍。專利號200820080700.6中國專利《一種電磁式人體姿態采集系統》公布了一種電磁式人體姿態采集系統，但是該系統復雜，連線多，使用起來很麻煩。專利號201310270130.2的中國專利《基于ZigBee和三軸加速度傳感器的人體姿態檢測系統以及方法》雖然給出了人體姿態檢測方法，但本實用新型只檢測跌倒，檢測內容有限，還不能適應當前運動或疾病診斷的需要。

三、實用新型內容

本實用新型針對現有技術的不足，設計一種記錄人體三維姿態傳感檢測的方法和裝置。本實用新型的方法不用視頻檢測、不需要體外連線同時可完成多個記錄點的檢測，檢測效果更好、更精確。

本實用新型的目的是這樣達到的：檢測裝置由上位機、上位機無線通信接口和若干組相同的人體三維傳感裝置構成，人體三維傳感裝置由三軸磁力傳感器、三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器三種傳感器，微處理器、存儲器和無線通信模塊組成，三種傳感器分別與微處理器連接，微處理器上連接無線通信模塊和存儲器。

若干組人體三維傳感裝置是14組，分別為頭部傳感裝置、軀干傳感裝置、左上臂傳感裝置、右上臂傳感裝置、左前臂傳感裝置、右前臂傳感裝置、左手傳感裝置、右手傳感裝置、左大腿傳感裝置、右大腿傳感裝置、左小腿傳感裝置、右小腿傳感裝置、左腳傳感裝置和右腳傳感裝置。

所述頭部傳感裝置、左腳傳感裝置和右腳傳感裝置上的傳感器集成電路、微處理器集成電路、存儲器集成電路、無線通信集成電路在同一個印制電路板上，印制電路板為矩形，且印制電路板各邊分別與傳感器集成電路各邊平行或垂直。

軀干傳感裝置、左上臂傳感裝置、右上臂傳感裝置、左前臂傳感裝置、右前臂傳感裝置、左手傳感裝置、右手傳感裝置、左大腿傳感裝置、右大腿傳感裝置、左小腿傳感裝置、右小腿傳感裝置的印制電路板分微處理器印制電路板和傳感器印制電路板，微處理器印制電路板安裝除傳感器集成電路以及其周邊電路外的所有電路，傳感器印制電路板安裝傳感器集成電路以及其周邊電路，微處理器印制電路板和傳感器印制電路板通過接插件連接，接插件連接的電路網絡包括電源、地、中斷引腳以及數據通信接口，微處理器印制電路板與傳感器印制電路板垂直安裝。當立正姿勢安裝到人體上時，使得微處理器印制電路板處于豎直方向，傳感器印制電路板處于水平方向，傳感器印制電路板各邊為矩形，且各邊分別與傳感器集成電路各邊平行或垂直。

所述傳感器裝置中三軸磁力傳感器、三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器三種傳感器采用三種傳感器合一的集成電路芯片LM333D。

本實用新型的積極效果是：

1、與視頻人體姿態記錄相比，本實用新型不采用視頻方式，不受監視區域限制。

2、與電磁式人體姿態采集系統相比，本實用新型沒有體外接線，使用方便，并具有更大的使用范圍。

3、與現有三軸加速度傳感器的人體姿態檢測和微型多功能人體姿態智能檢測儀及檢測方法相比，本實用新型使用多個傳感器組，每組傳感器采用了多種傳感器，能檢測更多的參數，能精確記錄人體各部位的相互位置關系和動作，比現有裝置有更多的記錄參數和更精確的檢測指標。

四、附圖說明

圖1是本實用新型的人體三維狀態和行為狀態傳感檢測裝置結構示意圖。

圖2是若干組人體傳感檢測器裝置安裝在人體的示意圖。

圖3是傳感器裝置電路結構圖。

圖4是傳感器裝置中三軸磁力傳感器、三軸加速傳感器和三軸陀螺儀傳感器合一的芯片電路圖。