[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011083257.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112233769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鋒剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽動(dòng)感智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G16H20/30
• 分類(lèi)號(hào): G16H20/30;G06K9/00;A61B5/11
• 代理公司: 合肥律眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34147
• 代理人: 趙娟

1.一種基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：包括控制器，所述控制器與用于存儲(chǔ)患者康復(fù)動(dòng)作的康復(fù)動(dòng)作樣本庫(kù)相連，所述控制器與用于患者從康復(fù)動(dòng)作樣本庫(kù)中選擇康復(fù)動(dòng)作的康復(fù)動(dòng)作選擇模塊相連，所述控制器與用于顯示患者選擇康復(fù)動(dòng)作的康復(fù)動(dòng)作顯示模塊相連；

所述控制器與用于在人體做出康復(fù)動(dòng)作時(shí)形成人體骨骼模型的骨骼跟蹤單元相連，所述控制器與用于根據(jù)人體骨骼模型識(shí)別人體姿勢(shì)的姿勢(shì)識(shí)別模塊相連，所述控制器與用于根據(jù)人體姿勢(shì)識(shí)別人體動(dòng)作的動(dòng)作識(shí)別模塊相連；

所述控制器與用于提取患者選擇康復(fù)動(dòng)作的特征向量方向角度的特征向量方向角度提取模塊相連，所述控制器與用于根據(jù)患者選擇康復(fù)動(dòng)作從骨骼跟蹤單元中刪去已識(shí)別的不相關(guān)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊相連，所述控制器與用于檢測(cè)獲取姿勢(shì)識(shí)別模塊計(jì)算關(guān)節(jié)點(diǎn)向量的方向角度的人體向量方向角度檢測(cè)模塊相連，所述控制器與用于對(duì)特征向量方向角度提取模塊、人體向量方向角度檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比的數(shù)據(jù)對(duì)比模塊相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述骨骼跟蹤單元包括用于確定空間中人體位置得到深度圖像的深度圖像采集模塊，用于根據(jù)深度圖像得到人體輪廓的人體檢測(cè)模塊，用于識(shí)別人體輪廓中各人體部位的人體部位識(shí)別模塊，用于識(shí)別人體部位中各人體關(guān)節(jié)，并合成人體骨架模型的人體關(guān)節(jié)識(shí)別模塊，以及用于將三維坐標(biāo)下的人體骨架模型轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo)人體骨架模型的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述人體檢測(cè)模塊逐個(gè)像素掃描深度圖像，通過(guò)邊緣檢測(cè)、噪聲閾值處理、提取目標(biāo)特征點(diǎn)將人體從背景中分離。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述人體部位識(shí)別模塊通過(guò)Exemplar系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別人體部位；

所述人體關(guān)節(jié)識(shí)別模塊利用機(jī)器學(xué)習(xí)，通過(guò)近似概率匹配得到人體部位的關(guān)節(jié)點(diǎn)，并對(duì)人體關(guān)節(jié)進(jìn)行合成，得到人體骨架模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述姿勢(shì)識(shí)別模塊通過(guò)計(jì)算關(guān)節(jié)點(diǎn)向量的方向角度識(shí)別人體姿勢(shì)，包括：

選定肘關(guān)節(jié)p₆和腕關(guān)節(jié)p₈做關(guān)節(jié)點(diǎn)向量p₆p₈，該向量會(huì)與X軸、Y軸、Z軸產(chǎn)生夾角α、β、γ，該關(guān)節(jié)點(diǎn)向量可表示為：

p₆p₈＝(x₆-x₈)i+(y₆-y₈)j+(z₆-z₈)k，

該關(guān)節(jié)點(diǎn)向量的方向角度可表示為：

與X軸的夾角：

與Y軸的夾角：

與Z軸的夾角：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng)作識(shí)別模塊通過(guò)構(gòu)建人體動(dòng)作識(shí)別模型識(shí)別人體動(dòng)作，所述人體動(dòng)作識(shí)別模型的訓(xùn)練方法，包括：

將人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)向量的方向角度以及當(dāng)前人體動(dòng)作輸入人體動(dòng)作識(shí)別模型進(jìn)行訓(xùn)練，構(gòu)建分類(lèi)器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器與用于將對(duì)比結(jié)果可視化顯示在康復(fù)動(dòng)作顯示模塊上的對(duì)比結(jié)果顯示模塊相連，所述數(shù)據(jù)對(duì)比模塊計(jì)算特征向量方向角度提取模塊提取患者選擇康復(fù)動(dòng)作的特征向量方向角度、人體向量方向角度檢測(cè)模塊獲取關(guān)節(jié)點(diǎn)向量的方向角度之間的差值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于數(shù)據(jù)采集的患后康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述差值在閾值范圍內(nèi)，則判定患者做出康復(fù)動(dòng)作與患者選擇康復(fù)動(dòng)作相似，康復(fù)訓(xùn)練達(dá)標(biāo)；否則，通過(guò)對(duì)比結(jié)果顯示模塊在康復(fù)動(dòng)作顯示模塊上進(jìn)行可視化顯示。