[發(fā)明專利]一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711398588.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108186021B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成;龍舟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中科匯成科技有限公司
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103;A61B5/11;G06K9/62
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，包括：

零速區(qū)間確定方法：

將在周期性的步態(tài)行走中每一時刻分別形成的足底總壓力值擬合為足底總壓力曲線且同步擬合慣性傳感器數(shù)據(jù)曲線；

在足底總壓力曲線的足底總壓力上升區(qū)間內(nèi)，將慣性傳感器數(shù)據(jù)曲線中的靜止點確定為零速開始點；

在足底總壓力曲線的足底總壓力下降區(qū)間內(nèi)，將慣性傳感器數(shù)據(jù)曲線中的啟動點確定為零速結(jié)束點；

所述零速開始點至零速結(jié)束點形成零速區(qū)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，所述零速區(qū)間確定方法還包括：

在周期性的步態(tài)行走中每一時刻，通過壓力值求和計算公式分別累加前腳掌各壓力點的壓力數(shù)據(jù)以及腳后跟各壓力點的壓力數(shù)據(jù)形成足底總壓力值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，所述壓力值求和計算公式：

P＝P1+P2；

P為足底總壓力值；

P1為前腳掌各壓力點的壓力數(shù)據(jù)累計和；

P2為腳后跟各壓力點的壓力數(shù)據(jù)累計和。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，在足底總壓力曲線的足底總壓力上升區(qū)間內(nèi)，慣性傳感器數(shù)據(jù)曲線中的靜止點為慣性傳感器信號的方差變化很小時的點；

在足底總壓力曲線的足底總壓力下降區(qū)間內(nèi)，將慣性傳感器數(shù)據(jù)曲線中的啟動點為慣性傳感器信號的方差變化很大時的點；

所述方差的計算公式：

x_i＝a_i-a_i-1

所述s²為慣性傳感器信號的方差；

所述a_i是慣性傳感器的信號數(shù)據(jù)；

所述n是信號的樣本數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，所述零速區(qū)間確定方法前包括信息預處理；

信息預處理：將采集的原始信息通過低通濾波函數(shù)作低通濾波處理，所述采集的原始信息包括采集足部各壓力點的慣性傳感器數(shù)據(jù)及壓力數(shù)據(jù)，濾波器系數(shù)個數(shù)分別為101和21；

低通濾波函數(shù)：

所述x(n)為濾波器的信號輸入；

所述w_i是系數(shù)；

所述N為濾波器系數(shù)的個數(shù)；

相對截止頻率分別為0.1和0.02。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，所述信息預處理前包括傳感器校準；

傳感器校準：在傳感器靜止不動水平放置時，確定并保存慣性傳感器各軸相應(yīng)的偏移值，所述相應(yīng)的偏移值用于補償慣性傳感器數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于多模態(tài)信息融合的步態(tài)零速檢測方法，其特征在于，所述前腳掌各壓力點的布局為前腳掌沿著足跖骨的方向，均勻放置3個或在每個跖骨對應(yīng)位置分別放置1個，所述腳后跟各壓力點的布局為腳后跟左右對稱各放置1個或腳后跟位置居中放置1個。