[發明專利]一種樓梯行走動態身體穩定性評價方法

在審

• 申請號: 202011249535.4
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112699725A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 馬剛;秦永生;薄海;彭朋;王大寧;何瑞波;王天添
• 申請（專利權）人: 中國人民武裝警察部隊后勤學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;A61B5/11
• 代理公司: 天津英揚昊睿專利代理事務所(普通合伙) 12227
• 代理人: 徐忠麗

1.一種樓梯行走動態身體穩定性評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、設置三維紅外運動捕捉系統，三維紅外捕捉系統包括捕捉攝像頭和工作站，將捕捉攝像頭和工作站搭建在需要測試位置；

S2、搭建測力臺，多個攝像頭將測力臺包裹，測力臺實時采集人體對地面的力，得出基本的動力學指標，測力臺通過電荷放大器和外同步盒與三維紅外運動捕捉系統相連接，達到同步采集數據的效果；

S3、測量被測試者身體形態學指標，包括身高、體重和腿長；

S4、在被測試者的人體各個骨性標志點處粘貼反光Mark點；

S5、被測試者身著緊身測試衣褲，攝像頭和測力臺先對被測試者進行靜態模型的采集，然后被測試者再作出相應的樓梯行走動作，捕捉攝像頭用于識別粘貼于人體骨性標志點的反光Mark點，工作站用于根據反光Mark點的位置模擬計算人體的運動姿態，得出運動學指標，利用三維紅外運動捕捉系統和測力臺同步采集運動學和動力學的相關指標，得到最原始的數據；

S6、利用配套的三維紅外運動捕捉系統處理軟件對得到的原始數據進行反光Mark點的命名、截取和刪補操作，然后將初步處理的數據導入三維虛擬仿真軟件，進行靜態模型的建立；

S7、將動態的運動數據與靜態模型進行嵌套，然后通過差分、濾波、百分化和標準化處理得出相應的一級指標，并計算數據；穩定裕度，即Margin of stability，簡稱MoS，由以下公式計算得出：

CM＝C_OM+C_O′M/ω₀

M_OS＝B_max-CM

其中，g為重力加速度，l為人體的腿長，ω₀為人體倒鐘擺模型的固有頻率；CoM為人體的質心位置，CoM'為質心的一階導數，即質心速度；CM為在質心速度和位置影響下的外推質心位置；Bmax為人體支撐面最遠邊界。

2.根據權利要求1所述的一種樓梯行走動態身體穩定性評價方法，其特征在于，將上述步驟全過程無停頓、無反光Mark點掉落的測試記為一次有效測試，為保證數據的有效性，每個被試者保留三次有效測試數據。

3.根據權利要求1所述的一種樓梯行走動態身體穩定性評價方法，其特征在于，在測量被測試者身體上粘貼骨性標志點，骨性標志點粘貼位置和數量為：頭部4個、軀干4個、上肢10個、骨盆7個和下肢16個；反光Mark點直徑為14mm。