[實用新型]一種基于IMU慣性傳感器的步態分析裝置

有效

• 申請號: 201820065847.1
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN208876547U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 陶帥;張曉偉;孫健飛;吳永秋
• 申請（專利權）人: 大連乾函科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 李奎書

本實用新型公開了一種基于IMU慣性傳感器的步態分析裝置及方法，所述步態分析裝置包括主鞋和副鞋，主鞋中設置有第一IMU慣性傳感器，用于采集第一只腳的步態數據，副鞋中設置有第二IMU慣性傳感器，用于采集第二只腳的步態數據，主鞋和副鞋之間通過藍牙進行數據交互，主鞋還用于將采集到的第一只腳的步態數據和第二只腳的步態數據上傳至數據服務器。本實用新型所述步態分析裝置具有靈巧、方便攜帶、功耗小、環境適應能力強等優點，測試人員穿上放有IMU慣性傳感器的鞋在任意環境下按照正常走路方式行走即可完成步態的測量，為臨床醫療和監護提供有效的參考數據。

技術領域

本實用新型涉及步態分析技術領域，尤其涉及一種基于IMU慣性傳感器的步態分析裝置。

背景技術

步態分析是通過對人行走的姿態進行觀察和力學等方面的分析，得到一系列關于距離、角度、時間、受力等參數和信號曲線，所以測量和分析人的步態信息在現實生活中有很多應用前景，例如步態分析可以用于預測老年人患認知障礙的可能性以及臨床醫學中監護病人的康復程度。

目前人體步態的測量和分析有多種方法，傳統的臨床測量借助卷尺、秒表、量角器等工具記錄人體步態信息，這種方法由于人為因素造成的誤差比較大，得到的結果誤差也比較大，難以準確的應用于實際步態分析。

隨著科技進步和發展，基于視頻圖像技術、壓力信息技術、肌電信號技術和聲學信號技術的步態分析方法正在興起并逐步被應用，雖然這些技術在準確性上有了提高，但是只能用于實驗室環境，實際操作起來的時間成本和經濟成本都比較大，并不適合大范圍任意環境的推廣使用。

在現有技術中，例如，發明專利申請號201210425490.0公開了步態分析裝置包括測量單元，配置為測量對象的運動；判定單元，被配置為基于對象的運動來判定對象開始行走的行走開始時間點；特征量計算部，被配置為當判定了行走開始時間點時，計算在從行走開始時間點開始的預定期間內測量的對象的運動的特征量，該預定期間作為對象的運動不穩定的期間；以及推定單元，被配置為基于特征量推定對象的行走狀況。

又例如，專利申請號201610160391.2公開了發明名稱為本發明涉及一種步態分析系統及方法。所述步態分析系統包含足部感測單元、膝部感測單元與可攜式裝置。足部感測單元用以感測壓力信息。膝部感測單元用以感測第一與第二膝部三維角度信息。可攜式裝置用以根據壓力信息、第一與第二膝部三維角度信息與反作用力方向模型產生反作用力方向信息，根據壓力信息、第一與第二膝部三維角度信息、反作用力方向信息、脛骨長度與膝關節力矩模型產生膝關節力矩，根據壓力信息、第一與第二膝部三維角度信息其中一者以及步態模型決定步態信息，根據步態信息、膝關節力矩與步態模型產生步態分析結果。本發明的系統和方法可感測使用者的足部與膝部的壓力與角度數據，經過分析產生分析結果與調整建議。

以上發明專利申請涉及的步態分析裝置或系統技術解決方案結構復雜，計算比較復雜實用性不盡理想，且未考慮測量單元或感測單元的初始標定誤差，因此測量數據不夠準確。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提出一種基于IMU慣性傳感器的步態分析裝置，將IMU慣性傳感器置于鞋的底部，測試人員穿上放有IMU慣性傳感器的鞋在任意環境下按照正常走路方式行走即可完成步態的測量，為臨床醫療和監護提供有效的參考數據。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于IMU慣性傳感器的步態分析裝置，包括主鞋和副鞋，所述主鞋中設置有第一IMU慣性傳感器，用于采集第一只腳的步態數據，所述副鞋中設置有第二IMU慣性傳感器，用于采集第二只腳的步態數據，所述主鞋和所述副鞋之間通過藍牙進行數據交互，所述主鞋還用于將采集到的第一只腳的步態數據和第二只腳的步態數據上傳至數據服務器。