[發(fā)明專利]腰部姿態(tài)檢測方法及檢測結(jié)果的觸覺反饋方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410853441.6
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104545936A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴曉偉;王瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 戴曉偉;王瑜
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61F5/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于腰部姿態(tài)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種腰部姿態(tài)檢測方法及利用該方法獲得的檢測結(jié)果對佩戴者施加觸覺反饋的方法。

背景技術(shù)

隨著大眾生活水平的提高，健康越來越受到大眾的關(guān)注。對自身各項(xiàng)健康指標(biāo)的關(guān)注、監(jiān)控，并且及時作出調(diào)整，可以提高大眾自身的健康狀態(tài)。人體姿態(tài)對人的身體健康具有較大影響，長期不正確的身姿例如走路、跑步、彎腰、下蹲或者落座等的不正確姿態(tài)可能導(dǎo)致對人體肌肉和骨骼的損傷，導(dǎo)致人體出現(xiàn)各種病變，嚴(yán)重威脅人體健康。其中，腰部姿態(tài)是人體姿態(tài)中最關(guān)鍵的姿態(tài)，腰姿的正確與否是影響身姿從而影響人體健康的主要因素，走路、跑步、彎腰、下蹲或落座等人體日常行為中的姿態(tài)主要通過腰姿影響或體現(xiàn)，因此日常行為中對腰姿的檢測或矯正就尤為重要。

目前，對腰姿的檢測或矯正主要是通過人體佩戴專門的矯正器來實(shí)現(xiàn)，例如專利文獻(xiàn)CN102573711A公開了一種用于檢測和/或影響身體姿態(tài)的裝置，其具有柔性的載體元件，在所述載體元件上設(shè)有用于將所述裝置布置在所述裝置的佩戴者的腰部高度中的固定裝置，夾緊帶利用第一端部固定在所述固定裝置上且在背部區(qū)域中彼此交叉，其中，所述夾緊帶利用其第二端部在前肩部或胸部區(qū)域中固定在所述載體元件上。載體元件、夾緊帶和/或加強(qiáng)元件配置至少一個傳感器，所述傳感器用于檢測力、變形、角度、溫度和/或加速度。該裝置可以實(shí)現(xiàn)對人體姿態(tài)的矯正。但是，上述方案的裝置整體長期穿戴在使用者身上，一是舒適度和美觀度不夠，二是使用者無法實(shí)時觀測到自己的身體姿態(tài)狀況，無法根據(jù)個體自身特點(diǎn)對檢測裝置進(jìn)行適應(yīng)性匹配，通用性較差。

如今，隨著智能終端感應(yīng)器的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了與智能終端匹配的檢測矯正裝置，其通過與使用者隨身的諸如手機(jī)等終端感應(yīng)器的匹配，利用其上的APP與裝置中的傳感器等器件進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)中終端感應(yīng)器上實(shí)時進(jìn)行使用者姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集、處理和檢測，并可以進(jìn)行提示以便于使用者進(jìn)行姿態(tài)糾正。

但是，目前這種檢測矯正方法或裝置中，傳感器計(jì)算姿態(tài)的算法只能適用在靜止?fàn)顟B(tài)下，這種姿態(tài)傳感器在運(yùn)動狀態(tài)的輸出結(jié)果非常不準(zhǔn)確，偏差甚至可以達(dá)到10幾度甚至幾十度。另外，使用者的姿態(tài)除了靜止?fàn)顟B(tài)，還包括步行、慢跑和快跑等，目前的姿態(tài)檢測傳感器或裝置中這些動態(tài)狀態(tài)下的腰部姿態(tài)檢測存在較大的測量誤差，從而無法獲得真實(shí)的姿態(tài)。特別是，使用者偶爾的彎腰、側(cè)身、晃動都會對檢測過程產(chǎn)生干擾，目前的裝置無法識別上述干擾并進(jìn)行處理，導(dǎo)致姿態(tài)矯正的準(zhǔn)確度大為降低。

另外，實(shí)時獲得的檢測結(jié)果如何反饋給使用者，以便于提示使用者繼續(xù)保持或者糾正姿態(tài)，也是一個問題。目前常規(guī)的提示方法例如聲音、圖像等，其會產(chǎn)生不必要的噪聲，或者需要使用者實(shí)時關(guān)注，不適用于各種場合，而且給使用者的反饋不夠直觀和友好，導(dǎo)致姿態(tài)反饋效果無法滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種腰部姿態(tài)檢測方法和利用該方法獲得的檢測結(jié)果對佩戴者施加觸覺反饋的控制方法。其中檢測方法通過識別使用者不同的狀態(tài)，進(jìn)而采用不同的方式計(jì)算腰部姿態(tài)，并識別和去除干擾運(yùn)動狀態(tài)，從而獲得準(zhǔn)確的腰部姿態(tài)；反饋方法則采用觸覺反饋方式，并結(jié)合人體不同部位感應(yīng)特點(diǎn)和不同的腰部姿態(tài)，給出不同類型的觸覺反饋結(jié)果，從而給使用者不同的提示。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種腰部姿態(tài)檢測方法，其通過對使用者不同運(yùn)動狀態(tài)的識別，并去除干擾運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)各種不同狀態(tài)下腰部姿態(tài)檢測，其特征在于，該方法包括：

對穿戴于使用者身上的感應(yīng)器中六軸MEMS傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，獲得使用者的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括加速度和角速度數(shù)據(jù)；

對采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定使用者的狀態(tài)，其中使用者狀態(tài)包括靜止和運(yùn)動兩種，其中運(yùn)動狀態(tài)包括步行、慢跑和快跑；

識別用戶偶爾的晃動、彎腰和/或側(cè)身這些不規(guī)則的運(yùn)動，并作為干擾進(jìn)而予以去除；

計(jì)算使用者佩戴感應(yīng)器的部位在設(shè)定時間段內(nèi)的平均姿態(tài)，包括側(cè)翻角(roll)和俯仰角(pitch)，依次作為腰部姿態(tài)角，進(jìn)而獲得腰部姿態(tài)。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，計(jì)算一定時間段內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)模、加速度數(shù)據(jù)的方差，以及角速度數(shù)據(jù)的模，并在加速度方差大于給定的閾值TH1(例如優(yōu)選0.3)、或加速度數(shù)據(jù)的模與重力加速度的偏差大于給定閾值TH2(優(yōu)選0.5)、或角速度數(shù)據(jù)的模大于給定閾值TH3(優(yōu)選50)時，認(rèn)定使用者處于運(yùn)動狀態(tài)，否則處于靜止?fàn)顟B(tài)。