[發(fā)明專利]人體平衡能力測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811063391.6
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109124645B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李傳兵;師丹瑋;黃永春
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳泰山體育科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 深圳國新南方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44374
• 代理人: 周雷

1.一種人體平衡能力測量裝置，其特征在于，其包括：

平衡踏板，供測試者站立且底面上設(shè)置有至少一個(gè)識別點(diǎn)；

系鏈，頂端與預(yù)設(shè)支撐結(jié)構(gòu)連接，底端與所述平衡踏板連接，以懸掛設(shè)置所述平衡踏板；

圖像采集組件，設(shè)置于所述平衡踏板下方的預(yù)設(shè)距離處，且視野范圍覆蓋所述識別點(diǎn)，所述圖像采集組件用于以一定幀率采集包含所述識別點(diǎn)的平衡踏板底面圖像，得到各幀圖像；

主控，與所述圖像采集組件進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，用于接收所述各幀圖像，并分析所述各幀圖像以得出任意幀時(shí)刻所述平衡踏板相對于初始時(shí)刻的位移和軌跡位置數(shù)據(jù)，從而綜合評價(jià)測試者的平衡能力；

所述圖像采集組件包括攝像頭以及照明光源，所述識別點(diǎn)位于所述攝像頭的視野范圍以及所述照明光源的照射范圍內(nèi)，所述攝像頭以及所述照明光源均受控于所述主控；

所述主控包括一拍攝幀控制模塊、一照明啟控模塊以及一圖像差分模塊，所述拍攝幀控制模塊用于控制所述攝像頭的拍攝幀率，所述照明啟控模塊根據(jù)當(dāng)前的拍攝幀率同步控制所述照明光源以1/2幀率交替點(diǎn)亮或熄滅，所述圖像差分模塊接收照明光源點(diǎn)亮?xí)r所述攝像頭拍攝的圖像作為亮幀圖像，所述圖像差分模塊接收照明光源熄滅時(shí)所述攝像頭拍攝的圖像作為暗幀圖像，并把亮幀圖像和相鄰的暗幀圖像進(jìn)行差分，得到各幀差分圖像，所述主控分析各幀差分圖像得到所述平衡踏板相對于初始時(shí)刻的位移和軌跡位置數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體平衡能力測量裝置，其特征在于，所述主控包括一照明啟控模塊，所述照明啟控模塊用于控制所述照明光源在所述攝像頭工作時(shí)長亮。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體平衡能力測量裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)支撐結(jié)構(gòu)為長方體框架，所述平衡踏板為折彎形成的幾字形結(jié)構(gòu)，所述幾字形結(jié)構(gòu)的頂板下表面設(shè)置有所述識別點(diǎn)，所述系鏈的底端連接在所述幾字形結(jié)構(gòu)的底邊四角上，所述系鏈的頂端連接在所述長方體框架的上端，所述長方體框架的底部設(shè)置有支架，所述圖像采集組件設(shè)置在所述支架上。

4.一種人體平衡能力測量方法，其特征在于，包括：預(yù)先設(shè)置一平衡踏板，將所述平衡踏板通過系鏈懸掛在預(yù)設(shè)支撐結(jié)構(gòu)上，在所述平衡踏板的底面上設(shè)置至少一個(gè)識別點(diǎn)，在所述平衡踏板下方的預(yù)設(shè)距離處設(shè)置圖像采集組件，并且設(shè)置與所述圖像采集組件進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的主控；

步驟S1、在測試者單腳站立于所述平衡踏板上時(shí)，所述圖像采集組件以設(shè)定幀率對所述平衡踏板底面進(jìn)行拍攝，以得到包含識別點(diǎn)的所述平衡踏板底面的各幀圖像，并發(fā)送給所述主控；當(dāng)所述圖像采集組件以設(shè)定幀率對所述平衡踏板底面進(jìn)行拍攝時(shí)，所述主控以1/2的設(shè)定幀率同步控制照明光源點(diǎn)亮或熄滅；

步驟S2、所述主控接收所述圖像采集組件發(fā)送過來的各幀圖像，對各幀圖像進(jìn)行分析后得到任意幀時(shí)刻所述平衡踏板相對初始時(shí)刻的位移和軌跡位置數(shù)據(jù)，進(jìn)而算出測試者的平衡能力數(shù)據(jù)；在所述的圖像采集組件中設(shè)置攝像頭以及照明光源，所述識別點(diǎn)位于所述攝像頭的視野范圍以及所述照明光源的照射范圍內(nèi)，通過所述主控控制所述照明光源的啟閉并且控制所述攝像頭對包含識別點(diǎn)的所述平衡踏板底面進(jìn)行拍攝；所述圖像采集組件發(fā)送過來的各幀圖像包括照明光源點(diǎn)亮?xí)r所述攝像頭拍攝得到亮幀圖像以及照明光源熄滅時(shí)所述攝像頭拍攝得到的暗幀圖像，所述主控把各亮幀圖像和相鄰的暗幀圖像進(jìn)行差分，得到各差分圖像，對各差分圖像進(jìn)行分析得到所述平衡踏板相對于初始時(shí)刻的位移和軌跡位置數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人體平衡能力測量方法，其特征在于，所述主控控制所述照明光源在所述攝像頭工作時(shí)長亮。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人體平衡能力測量方法，其特征在于，步驟S2中，所述主控對各幀圖像進(jìn)行分析后得到任意幀時(shí)刻所述平衡踏板相對初始時(shí)刻的位移和軌跡位置數(shù)據(jù)包括：

步驟S21、對初始幀圖像中的識別點(diǎn)進(jìn)行相對位置初始化標(biāo)定；

步驟S22、逐幀或者等幀差提取各幀圖像并編錄幀號，并進(jìn)一步對各幀圖像進(jìn)行單獨(dú)處理得到各幀圖像中的識別點(diǎn)圖像坐標(biāo)；

步驟S23、根據(jù)所述圖像采集組件拍攝的幀率得出各幀圖像的時(shí)間坐標(biāo)；

步驟S24、將各幀圖像中的識別點(diǎn)圖像坐標(biāo)與各幀圖像的時(shí)間坐標(biāo)相結(jié)合，分析得到任意幀時(shí)刻所述平衡踏板相對初始時(shí)刻的位移和軌跡位置數(shù)據(jù)。