[發明專利]一種在Python環境中計算乳房豎直相對位移的方法

有效

• 申請號: 202011411965.1
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112530579B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳曉娜;孫光武;李艷梅;謝紅
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G16H50/20
• 分類號: G16H50/20
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳;馬云

1.一種在Python環境中計算乳房豎直相對位移的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、數據讀入：通過三維運動捕捉系統獲取實驗對象在某運動狀態下的原始數據，并將數據讀入Python中；所述原始數據中至少包含兩類點的坐標，其中一類點的坐標代表運動中的人體軀干，另一類點的坐標代表運動中的乳房；

S2、計算乳房豎直相對坐標：將步驟S1中獲取的原始數據中的乳房豎直坐標與人體軀干豎直坐標相減，計算出實驗對象的乳房豎直相對坐標；

S3、計算人體軀干運動極大值點，得到步態周期：計算步驟S1中獲取的每個人體軀干豎直坐標數據與前后相鄰的人體軀干豎直坐標數據差值的乘積，若乘積為正，則該處數據為極值點；極值點處，若該人體軀干豎直坐標數據與前相鄰的人體軀干豎直坐標數據差值為正，則該極值點為極大值點；從第一個極大值點開始，中間間隔一個極大值點的兩個極大值點之間的時間差值即為一個步態周期，從而得到若干個步態周期；

S4、乳房豎直相對坐標切片：根據步驟S3中得到的步態周期的兩端對應的時間序號對乳房豎直相對坐標進行切片，每片對應一個步態周期；

S5、計算單個周期內的乳房豎直相對位移：計算出步驟S4中每個步態周期內的乳房豎直相對坐標的最大值與最小值，最大值和最小值的差值即為乳房豎直相對位移值，從而得到若干個單周期內的乳房豎直相對位移值；

S6、剔除乳房豎直相對位移值的異常數據：基于三西格瑪準則剔除步驟S5中乳房豎直相對位移值的異常數據；

S7、重新計算經過步驟S6剔除異常值后的所有剩余的乳房豎直相對位移值的平均值，重新計算的平均值即為所述乳房豎直相對位移。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S1中，采用乳點坐標代表運動中的乳房的坐標；采用胸骨上切跡坐標代表運動中的人體軀干的坐標。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S1中，先通過三維運動捕捉系統獲取運動中的坐標數據，獲取的數據存儲在excel文件中，然后使用pd.read_excel()函數將坐標數據讀入Python中。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S4中，使用DataFrame的切片功能，根據步驟S3中得到的步態周期的兩端對應的時間序號對乳房豎直相對坐標進行切片。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5中，使用求最大值功能DataFrame.max()和求最小值功能DataFrame.min()分別計算出步驟S4中每個步態周期內的乳房豎直相對坐標的最大值與最小值。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中，剔除乳房豎直相對位移值的異常數據，包括如下具體操作：

S61、計算所有步態周期的乳房豎直相對位移值的平均值和標準差；

S62、根據三西格瑪準則，設定乳房豎直相對位移的上下限；

S63、將乳房豎直相對位移值中，大于上限或小于下限的值設置為空值，此空值即為乳房豎直相對位移值的異常值；剔除空值，即可剔除步驟S5中乳房豎直相對位移值的異常數據。