[發明專利]步態能力評估方法及裝置

有效

• 申請號: 201710236989.X
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106991290B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 廖松妹;陳香;張旭
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種步態能力評估方法，其特征在于，包括：

根據獲取到的連續的步態加速度信號來提取被測對象的個人步態模式AGG，并與預定的標準步態模板CGG進行對比，從而計算出若干反映被測對象步態特征的參數；其中，個人步態模式AGG為步態周期加速度信號的平均值；

分別從若干預定標準對象的AGG中，提取出反映對應標準對象步態特征的參數，從而建立步態評估模型；再將所述若干反映被測對象步態特征的參數帶入所述步態評估模型，對被測對象的步態進行評估；

所述將所述若干反映被測對象步態特征的參數帶入所述步態評估模型，對被測對象的步態進行評估包括：

提取了被測對象的y個AGG，反映被測對象步態特征的參數包括：Pearson相關系數，即參數P；動態時間規整距離，即參數D；極值點個數，即參數E；諧波系數，即參數H；對稱性參數，即參數S；則構成矩陣G_y×n，根據步態評估模型中的標準化特征參數向量X_ref進行歸一化得到歸一化矩陣

根據步態評估模型中的參考數列R、最小值minAbs與最大值maxAbs計算關聯系數ξ_(y×n)，下式中，代表的第i行第j列數值，ξ_i(j)代表ξ_(y×n)的第i行第j列數值：

其中，γ為分辨系數；

根據關聯系數ξ_(y×n)求歸一化矩陣第i行與參考數列R之間的關聯度C_i：

其中，ω_j為權重；

計算步態評估分數Score：

2.根據權利要求1所述的一種步態能力評估方法，其特征在于，

利用多通道步態信號采集模塊來獲得被測對象的步態加速度信號；所述多通道步態信號采集模塊放置于被測對象腰部、大腿后側中間部分；

還利用數據顯示模塊來實時顯示步態加速度信號的波形，以及最終的步態評估結果。

3.根據權利要求1所述的一種步態能力評估方法，其特征在于，所述計算出若干反映被測對象步態特征的參數包括：

首先，將多通道步態信號采集模塊采集到的步態加速度信號轉換到標準正交坐標系中，并對每一通道連續的加速度信號做低通濾波處理；

其次，針對每一通道，均利用壓力傳感器信號找到步態起始點與結束點對步態周期進行分割，并進行時間歸一化處理，獲得步態周期加速度信號ACC_p×N，其中，p表示加速度信號通道的個數，N表示歸一化定長；

然后，分別計算若干個連續的步態周期加速度信號的平均值作為被測對象的AGG，并對每個對象提取y個AGG以表征其整體步態；所述AGG同樣為一個pXN的矩陣；

最后，針對每一被測對象的AGG，分別計算反映被測對象步態特征的參數，過程如下：a、計算被測對象的AGG與標準步態模板CGG每一對應通道的Pearson相關系數，對所有通道的Pearson相關系數求和得到參數P；b、采用動態規劃方法計算被測對象的AGG與CGG每一對應通道的動態時間規整距離，對所有通道動態時間規整距離求和得到參數D；c、計算被測對象的AGG每一通道的極值點個數，對所有通道極值點個數求和得到參數E；d、分別對被測對象的AGG的腰部前向通道與豎直方向通道步態加速度信號進行傅里葉變換，再計算偶次諧波之和與奇數次諧波之和的比值得到諧波系數，將腰部前向與豎直方向步態加速度信號的諧波系數相加得到參數H；e、計算被測對象的AGG腰部前向通道與豎直方向通道加速度的自相關系數，其中左右腿相關性峰值點，即為對稱性指標，根據腰部前向加速度與豎直方向加速度的兩個對稱性指標求和得到參數S。