[發(fā)明專利]一種步態(tài)雙側(cè)相似性分析方法、裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111592279.3
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114287921A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常興治;呂士云;花健;龍霄漢;劉威
• 申請（專利權(quán)）人: 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種步態(tài)雙側(cè)相似性分析方法，其特征是，包括以下步驟：

獲取步態(tài)數(shù)據(jù)樣本，所述步態(tài)數(shù)據(jù)樣本包括測試者持續(xù)運動時，雙側(cè)各運動時刻的步態(tài)數(shù)據(jù)；

預(yù)處理獲取的步態(tài)數(shù)據(jù)樣本；

分割預(yù)處理后的步態(tài)數(shù)據(jù)樣本；

分析分割后的步態(tài)數(shù)據(jù)樣本的步態(tài)雙側(cè)相似性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)雙側(cè)相似性分析方法，其特征是，所述各步態(tài)數(shù)據(jù)均包括x軸的加速度數(shù)據(jù)、y軸的加速度數(shù)據(jù)以及z軸的加速度數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步態(tài)雙側(cè)相似性分析方法，其特征是，所述預(yù)處理獲取的步態(tài)數(shù)據(jù)樣本包括以下步驟：

通過(1)式逐一將步態(tài)數(shù)據(jù)樣本的各步態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的信號幅值，具體如下：

其中，Acc為信號幅值，A_x為x軸的加速度數(shù)據(jù)，A_y為y軸的加速度數(shù)據(jù)，A_z為z軸的加速度數(shù)據(jù)；

逐一去除各信號幅值的高頻雜波，獲得對應(yīng)的多個預(yù)處理步態(tài)數(shù)據(jù)，預(yù)處理步態(tài)數(shù)據(jù)包括(2)式，具體如下：

其中，|H(w)|²為預(yù)處理步態(tài)數(shù)據(jù)，n為濾波階數(shù)，Wc為截止頻率，Wp是通頻帶邊緣頻率，為|H(w)|²在通頻帶邊緣的數(shù)值。

將各步態(tài)數(shù)據(jù)組合成步態(tài)數(shù)據(jù)序列，步態(tài)數(shù)據(jù)序列包括(3)式，具體如下：

[x₁,…,x_i,…,x_Q]^T (3)

其中，Q為步態(tài)數(shù)據(jù)樣本的步態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)量，T是對步態(tài)數(shù)據(jù)序列[x₁,…,x_i,…,x_Q]進行轉(zhuǎn)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步態(tài)雙側(cè)相似性分析方法，其特征是，所述步態(tài)數(shù)據(jù)序列包括多個步態(tài)周期，每個步態(tài)周期均包括1個步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的步態(tài)雙側(cè)相似性分析方法，其特征是，所述分割預(yù)處理后的步態(tài)數(shù)據(jù)樣本包括以下步驟：

依次通過(4)式獲得各個步態(tài)周期對應(yīng)的步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點，具體如下：

x_i-1＞x_ix_i＜x_i+1 (4)

其中，X_i為當(dāng)前運動時刻，X_i-1為上一運動時刻，X_i+1為下一運動時刻；

逐一將獲得的各個步態(tài)周期對應(yīng)的步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點寫入極小值點序列；

剔除極小值點序列中滿足∣Y_j-Y_j-1∣max(U_step)和∣Y_j-Y_j-1∣min(U_step)的步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點；

其中，U_step為健康成年人正常行走時一個步態(tài)周期中所包含的各運動時刻步態(tài)數(shù)據(jù)，Y極小值點序列；

當(dāng)剔除的步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點中，任意相鄰的步態(tài)周期對應(yīng)的兩個步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點滿足(5)式時，將所述相鄰的步態(tài)周期對應(yīng)的兩個步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點寫入極小值點序列Y中，具體如下：

其中，D為任意相鄰的兩個步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點之間的距離，k(i)為極小值點序列中第i個極小值x_k對應(yīng)的排列位置k，f為采樣頻率；

逐一根據(jù)極小值點序列中的各步態(tài)數(shù)據(jù)極小值點依次切割步態(tài)數(shù)據(jù)序列，獲得多個步態(tài)周期序列；

通過預(yù)設(shè)的相似性匹配方法，剔除多個步態(tài)周期序列中相似性低于60％的步態(tài)周期序列，獲得剩余步態(tài)周期序列。