[發明專利]一種基于運動學數據確定步態站立中期的方法

有效

• 申請號: 201710873685.4
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107811639B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 明東;何川;徐瑞;蔣晟龍;張力新;倪廣健
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于運動學數據確定步態站立中期的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)提取人體在步行中骨盆和足上的6個部位的三維位置坐標，所述的6個部位是：右側髂前上棘、左側髂前上棘、右側髂后上棘、左側髂后上棘、右側外踝尖和左側外踝尖；

2)估計人體在步行中質心的三維位置坐標，所述的估計人體在步行中質心的三維位置坐標是由下式獲得：

其中，MidPSIS是左側髂后上棘LPSIS與右側髂后上棘RPSIS的中點，LPSIS是人體在步行中左側髂后上棘的三維位置坐標，RPSIS是人體在步行中右側髂后上棘的三維位置坐標，CoM是人體在步行中質心的三維位置坐標，LASIS是人體在步行中左側髂前上棘的三維位置坐標，RASIS是人體在步行中右側髂前上棘的三維位置坐標；

3)計算人體在步行中質心的速度，所述的計算人體在步行中質心的速度是采用下式計算：

2≤i≤end-1

其中，vCoM(1)是第1幀質心的瞬時速度；vCoM(i)是第i幀質心的瞬時速度；vCoM(end)是最后一幀質心的瞬時速度；Δt為采樣間隔時間，即采樣頻率的倒數；CoM(1)是第1幀質心的三維位置坐標；CoM(2)是第2幀質心的三維位置坐標；CoM(i)是第i幀質心的三維位置坐標；CoM(end)是最后一幀質心的三維位置坐標；

4)確定步態站立中期，所述確定步態站立中期是采用下式：

min(|cosLMidStanceAngle|)對應的LMidStanceAngle→90°

式中，LMidStanceAngle是左側站立期內擺長地面投影與質心瞬時速度地面投影的夾角；LPendulumLengthProjection是左側站立期內擺長地面投影；vCoMProjection是質心瞬時速度地面投影，以左側為例，連結CoM與左側外踝尖，即左側擺長，左側擺長地面投影LPendulumLengthProjection與質心瞬時速度地面投影vCoMProjection的內積除以二者模的乘積得到LMidStanceAngle的余弦值，當該余弦值的絕對值取最小值的時候，有LMidStanceAngle最接近90°，該時刻即站立中期。