[發明專利]用于分析人的步態和姿勢平衡的系統和方法

有效

• 申請號: 201710075783.3
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN107080540B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: K·查克拉瓦蒂;B·博霍米克;A·辛哈;A·達斯
• 申請（專利權）人: 塔塔咨詢服務公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;金鵬

1.一種用于分析人的姿勢平衡的方法，所述方法包括處理器實現的以下步驟：

使用3D運動傳感器捕獲人的骨骼數據；

使用噪聲清除模塊從所捕獲的骨骼數據中去除多個噪聲，其中所述多個噪聲包括一個或多個誤差，并且其中通過下述步驟去除所述多個噪聲；

將所捕獲的骨骼數據轉換為與人的身體結構有關的特征集；

計算每幀中所述身體結構的靜態特征；以及

根據前幀和后幀跟蹤靜態特征的變化；

在x平面和y平面中根據所捕獲的骨骼數據跟蹤人的腳踝坐標；

通過下述步驟使用所跟蹤的人的腳踝坐標來計算人的多個步態參數：

獲得相應腳踝的速度分布曲線；

基于所述速度分布曲線計算曲率點，其中所述曲率點是指示給定腿的兩個連續站立階段開始的兩個點；

根據所述速度分布曲線檢測峰和谷區域，并在峰和谷區域中獲得數據點集合；

計算標準化數據的協方差矩陣，其中通過計算數據點集合的均值和標準偏差獲得所述標準化數據；

通過計算所述協方差矩陣的特征值分解來執行基于特征向量的曲率分析，以獲得指示腿的擺動階段開始的曲率點，其中對應于最小特征值的特征向量提供了數據點集合的最小方差的方向并揭示朝向所述擺動階段開始的曲率點的方向；其中，計算出的所述擺動階段的開始的曲率點、兩個連續站立階段的開始的曲率點以及速度分布曲線的峰和谷區域中的檢測到的數據點集合用于計算所述多個步態參數；以及

通過捕獲所跟蹤的人的腳踝坐標的變化來測量人的靜態單個肢體站立SLS持續時間；以及

對捕獲的所跟蹤的腳踝坐標的變化進行基于特征向量的曲率分析，以確定兩個負曲率點，其中所確定的負曲率點之間的持續時間為靜態SLS持續時間。

2.根據權利要求1所述的方法，其中為擺動持續時間和站立持續時間兩者獲得人的速度分布曲線。

3.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：應用標準峰谷檢測算法根據人的速度分布曲線來檢測峰值和谷值。

4.根據權利要求1所述的方法，其中采用k均值聚類算法來捕獲在每個幀上人的所跟蹤的腳踝坐標的變化，以測量人的靜態SLS持續時間。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述骨骼數據包括腳踝關節數據的時空變化。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個步態參數包括步幅長度、步幅時間、擺動時間和站立時間。