本公開(kāi)提供了一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)待檢測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的踩地事件，采集踩地事件對(duì)應(yīng)的多組壓力數(shù)據(jù)，其中，每組壓力數(shù)據(jù)中包括待檢測(cè)對(duì)象的腳底中多個(gè)預(yù)設(shè)采樣位置處的壓力數(shù)據(jù)；確定踩地事件對(duì)應(yīng)的步速；針對(duì)多組壓力數(shù)據(jù)中的每一組，確定該組壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的希爾伯特特征圖，以及該組壓力數(shù)據(jù)中，每個(gè)壓力數(shù)據(jù)在踩地事件中對(duì)應(yīng)的著地時(shí)長(zhǎng)；將希爾伯特特征圖、步速和著地時(shí)長(zhǎng)輸入至預(yù)先訓(xùn)練好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型中，確定每個(gè)壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；為壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。可以自動(dòng)為檢測(cè)到的足底壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具有更高的可適用性，提升了為足底壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效率。為足底壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效率。為足底壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)
[0001]本公開(kāi)涉及力學(xué)檢測(cè)
，具體而言，涉及一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]足底壓力檢測(cè)是分析和衡量異常足底應(yīng)力分布和步態(tài)的基礎(chǔ)，它對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)病癥的病因分析、診斷、功能評(píng)定均有重要意義，因此其臨床應(yīng)用越來(lái)越廣泛。足底壓力分布能反映下肢乃至全身的生理、結(jié)構(gòu)和功能等方面的信息，即運(yùn)動(dòng)過(guò)程中足的動(dòng)力學(xué)特性。當(dāng)下肢功能及足內(nèi)結(jié)構(gòu)輕微變化時(shí)，都將改變足底壓力負(fù)荷的分配，因此研究人體不同狀態(tài)下(正常人與病人之間、站立和步態(tài)之間)的足底壓力的變化，可以用來(lái)進(jìn)一步分析足底壓力并獲得人體各部位的受力情況和生理、病理學(xué)參數(shù)，從而可以與病史、其他檢查聯(lián)合使用對(duì)人體健康程度進(jìn)行診斷。
[0003]目前，常規(guī)的足底壓力檢測(cè)需要在步態(tài)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，要求受試者在測(cè)力平板上完成裸足測(cè)試，但是該種測(cè)試方式中，測(cè)試過(guò)程要求患者裸足在剛性平板上行走，若進(jìn)行測(cè)試上坡、下坡等日常活動(dòng)的足底壓力分布時(shí)，只能采取模擬的方式，無(wú)法獲得患者在真實(shí)生活日常活動(dòng)中不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的足底壓力分布，并且需要人工記錄檢測(cè)到的足底壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0004]本公開(kāi)實(shí)施例至少提供一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，可以檢測(cè)到待檢測(cè)對(duì)象在真實(shí)生活日常活動(dòng)中不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的足底壓力數(shù)據(jù)，并自動(dòng)為檢測(cè)到的足底壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具有更高的可適用性，提升了為足底壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效率。
[0005]本公開(kāi)實(shí)施例提供了一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括：依次通訊連接的數(shù)據(jù)采集裝置、分析處理裝置以及存儲(chǔ)裝置，所述檢測(cè)系統(tǒng)穿戴于待檢測(cè)對(duì)象的腳底部；
[0006]所述數(shù)據(jù)采集裝置用于，檢測(cè)所述待檢測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的踩地事件，采集所述踩地事件對(duì)應(yīng)的多組壓力數(shù)據(jù)，其中，每組所述壓力數(shù)據(jù)中包括待檢測(cè)對(duì)象的腳底中多個(gè)預(yù)設(shè)采樣位置處的壓力數(shù)據(jù)；
[0007]所述分析處理裝置用于，確定所述踩地事件對(duì)應(yīng)的步速；針對(duì)多組所述壓力數(shù)據(jù)中的每一組，確定該組所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的希爾伯特特征圖，以及該組所述壓力數(shù)據(jù)中，每個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)在所述踩地事件中對(duì)應(yīng)的著地時(shí)長(zhǎng)；
[0008]將所述希爾伯特特征圖、所述步速和所述著地時(shí)長(zhǎng)輸入至預(yù)先訓(xùn)練好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型中，確定每個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0009]為所述壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并發(fā)送至所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0010]一種可選的實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括：壓力傳感器組、模擬開(kāi)關(guān)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述分析處理裝置包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；
[0011]所述壓力傳感器組、所述模擬開(kāi)關(guān)以及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次通信連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接至所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；
[0012]所述壓力傳感器組中包括多個(gè)壓力傳感器，所述壓力傳感器根據(jù)預(yù)設(shè)的足底采樣特征點(diǎn)設(shè)置，用于采集每個(gè)所述足底采樣特征點(diǎn)在所述踩地事件中的壓力數(shù)據(jù)；
[0013]所述模擬開(kāi)關(guān)用于，針對(duì)多個(gè)所述壓力傳感器中的每一個(gè)，當(dāng)控制該所述壓力傳感器處于工作狀態(tài)時(shí)，控制其余所述壓力傳感器處于關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)前處于工作狀態(tài)的所述壓力傳感器完成壓力數(shù)據(jù)的采集后，根據(jù)預(yù)設(shè)的采集順序切換至下一所述壓力傳感器處于工作狀態(tài)，并控制其余所述壓力傳感器處于關(guān)斷狀態(tài)，直至全部所述壓力傳感器完成壓力數(shù)據(jù)的采集；
[0014]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于，將所述壓力傳感器采集到的所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；
[0015]所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器用于，接收并暫存每一個(gè)所述壓力傳感器采集到的所述壓力數(shù)據(jù)，直至接收到全部所述壓力傳感器采集到的所述壓力數(shù)據(jù)后，將全部所述壓力數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0016]一種可選的實(shí)施方式中，所述分析處理裝置還用于：
[0017]獲取所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)集；
[0018]所述預(yù)設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中包括多個(gè)預(yù)設(shè)訓(xùn)練壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述希爾伯特特征圖、所述步速和所述著地時(shí)長(zhǎng)，以及每個(gè)所述預(yù)設(shè)訓(xùn)練壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)簽；
[0019]所述預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)集中包括多個(gè)預(yù)設(shè)測(cè)試壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述希爾伯特特征圖、所述步速和所述著地時(shí)長(zhǎng)，以及每個(gè)所述預(yù)設(shè)測(cè)試壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)簽；
[0020]將所述預(yù)設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集輸入至所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型中，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型進(jìn)行訓(xùn)練；
[0021]將所述預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)集輸入至訓(xùn)練后的所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型中，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型對(duì)應(yīng)的分類結(jié)果以及所述預(yù)設(shè)測(cè)試壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)簽，確定所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型對(duì)應(yīng)的分類準(zhǔn)確率；
[0022]當(dāng)所述分類準(zhǔn)確率大于預(yù)設(shè)分類準(zhǔn)確率閾值時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型訓(xùn)練完成。
[0023]一種可選的實(shí)施方式中，所述分析處理裝置還用于：
[0024]針對(duì)每組所述壓力數(shù)據(jù)中的每一組，利用插值法將該組所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)數(shù)量補(bǔ)充至預(yù)設(shè)采樣數(shù)量。
[0025]一種可選的實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)采集裝置具體用于：
[0026]確定所述踩地事件對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；
[0027]根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)采集頻率，在所述踩地事件對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)采集多組壓力數(shù)據(jù)。
[0028]一種可選的實(shí)施方式中，所述分析處理裝置還用于：
[0029]根據(jù)所述希爾伯特特征圖，繪制所述待檢測(cè)對(duì)象在所述踩地事件中對(duì)應(yīng)的足底壓力分布直方圖以及足底壓力分布灰度圖；
[0030]將所述足底壓力分布直方圖以及所述足底壓力分布灰度圖發(fā)送至所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0031]一種可選的實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)還包括接口拓展裝置；
[0032]所述接口拓展裝置用于，為移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備提供訪問(wèn)接口，并接收所述移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)送壓力數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求至所述存儲(chǔ)裝置。
[0033]一種可選的實(shí)施方式中，所述接口拓展裝置還包括身份認(rèn)證模塊；
[0034]所述身份認(rèn)證模塊用于，在所述接口拓展裝置接收到所述壓力數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求時(shí)，確認(rèn)所述壓力數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求是否具有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限；
[0035]當(dāng)所述壓力數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求具有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限時(shí)，允許在所述存儲(chǔ)裝置中訪問(wèn)所述壓力數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的壓力數(shù)據(jù)；
[0036]當(dāng)所述壓力數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求不具有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限時(shí)，關(guān)閉訪問(wèn)接口。
[0037]一種可選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括鞋墊狀外殼；
[0038]所述鞋墊狀外殼固定在所述待檢測(cè)對(duì)象的日常用鞋中，用于收納所述數(shù)據(jù)采集裝置、所述分析處理裝置、所述存儲(chǔ)裝置以及所述接口拓展裝置。
[0039]一種可選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括固定帶；
[0040]所述固定帶設(shè)置在所述鞋墊狀外殼上，用于將所述鞋墊狀外殼與所述待檢測(cè)對(duì)象的腳部固定。
[0041]本公開(kāi)實(shí)施例提供的一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：依次通訊連接的數(shù)據(jù)采集裝置、分析處理裝置以及存儲(chǔ)裝置，檢本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于足底壓力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：依次通訊連接的數(shù)據(jù)采集裝置、分析處理裝置以及存儲(chǔ)裝置，所述系統(tǒng)穿戴于待檢測(cè)對(duì)象的腳底部；所述數(shù)據(jù)采集裝置用于，檢測(cè)所述待檢測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的踩地事件，采集所述踩地事件對(duì)應(yīng)的多組壓力數(shù)據(jù)，其中，每組所述壓力數(shù)據(jù)中包括待檢測(cè)對(duì)象的腳底中多個(gè)預(yù)設(shè)采樣位置處的壓力數(shù)據(jù)；所述分析處理裝置用于，確定所述踩地事件對(duì)應(yīng)的步速；針對(duì)多組所述壓力數(shù)據(jù)中的每一組，確定該組所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的希爾伯特特征圖，以及該組所述壓力數(shù)據(jù)中，每個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)在所述踩地事件中對(duì)應(yīng)的著地時(shí)長(zhǎng)；將所述希爾伯特特征圖、所述步速和所述著地時(shí)長(zhǎng)輸入至預(yù)先訓(xùn)練好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型中，確定每個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；為所述壓力數(shù)據(jù)標(biāo)注對(duì)應(yīng)的所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并發(fā)送至所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括：壓力傳感器組、模擬開(kāi)關(guān)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述分析處理裝置包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；所述壓力傳感器組、所述模擬開(kāi)關(guān)以及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次通信連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接至所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；所述壓力傳感器組中包括多個(gè)壓力傳感器，所述壓力傳感器根據(jù)預(yù)設(shè)的足底采樣特征點(diǎn)設(shè)置，用于采集每個(gè)所述足底采樣特征點(diǎn)在所述踩地事件中的壓力數(shù)據(jù)；所述模擬開(kāi)關(guān)用于，針對(duì)多個(gè)所述壓力傳感器中的每一個(gè)，當(dāng)控制該所述壓力傳感器處于工作狀態(tài)時(shí)，控制其余所述壓力傳感器處于關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)前處于工作狀態(tài)的所述壓力傳感器完成壓力數(shù)據(jù)的采集后，根據(jù)預(yù)設(shè)的采集順序切換至下一所述壓力傳感器處于工作狀態(tài)，并控制其余所述壓力傳感器處于關(guān)斷狀態(tài)，直至全部所述壓力傳感器完成壓力數(shù)據(jù)的采集；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于，將所述壓力傳感器采集到的所述壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器用于，接收并暫存每一個(gè)所述壓力傳感器采集到的所述壓力數(shù)據(jù)，直至接收到全部所述壓力傳感器采集到的所述壓力數(shù)據(jù)后，將全部所述壓力數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析處理裝置還用于：獲取所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類模型對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)集；所述預(yù)設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中包括多個(gè)預(yù)設(shè)訓(xùn)練壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述希爾伯特特征圖、所述步速和所述著地時(shí)長(zhǎng)，以及每個(gè)所述預(yù)設(shè)訓(xùn)練壓力數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)簽；所述預(yù)設(shè)測(cè)試...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高碩，陳君亮，代晏寧，張致遠(yuǎn)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
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