[发明专利]一种婴儿抬头角度测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种婴儿抬头角度测量方法及系统。所述方法包括：获取Kinect体感设备测量的多个第一位置坐标和多个第二位置坐标；第一位置坐标为被测婴儿头部旋转前头部特征点的位置坐标，第二位置坐标为被测婴儿头部旋转后对应的头部特征点的位置坐标；依据多个第一位置坐标和多个第二位置坐标计算被测婴儿的头部旋转欧拉角；依据头部旋转欧拉角和预设初始法向量计算欧拉角旋转矩阵；依据欧拉角旋转矩阵确定被测婴儿头部旋转后的法向量；依据旋转后的法向量计算被测婴儿的抬头角度。本发明能够自动、快速、实时地测量婴儿抬头角度，且测量方式简便、测量精度高。

技术领域

本发明涉及医学信息处理技术领域，特别是涉及一种婴儿抬头角度测量方法及系统。

背景技术

对婴儿进行抬头测量是测评婴儿大运动能力的方法之一。婴幼儿大运动能力是指抬头抬头、翻身、坐、爬、站、走、跳等运动能力，是人类最基本的姿势和移动能力的发育。大运动的发育与其他能力的发育有密切的关系，例如婴幼儿从俯卧位抬头和左右转头，以及以后的坐爬站行，都为其接触环境创造条件，从而对感知、认知的发育起积极作用；又如绘画、写字等精细运动，都需要等大运动的完善才能完成。

国内外对婴儿大运动的评测方法相对落后。目前，Bayley婴儿发育量表是被公认为最好的婴儿测验，它具有科学的可靠性和有效性。但是在Bayley婴儿发育量表中，关于大运动能力的评测却只有抬头45度或者90度为测量标准，这种单一的评测方法显然无法对处于发育关键时期的婴儿进行更细致的研究。并且，测量过程工作量大，测量结果依赖医生个人经验，主观性强。因此，现有的婴儿抬头角度测量方法测量单一、精确度低，并且测量过程复杂、稳定性不高。

发明内容

基于此，有必要提供一种自动、快速的婴儿抬头角度测量方法及系统，以提高测量精度、降低测量复杂度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种婴儿抬头角度测量方法，包括：

获取Kinect体感设备测量的多个第一位置坐标和多个第二位置坐标；所述第一位置坐标为被测婴儿头部旋转前头部特征点的位置坐标，所述第二位置坐标为被测婴儿头部旋转后对应的头部特征点的位置坐标；

依据多个所述第一位置坐标和多个所述第二位置坐标计算被测婴儿的头部旋转欧拉角；所述头部旋转欧拉角包括滚转角、偏航角和俯仰角；

依据所述头部旋转欧拉角和预设初始法向量计算欧拉角旋转矩阵；

依据所述欧拉角旋转矩阵确定被测婴儿头部旋转后的法向量；

依据所述旋转后的法向量计算被测婴儿的抬头角度。

可选的，所述欧拉角旋转矩阵，具体为：

其中，R(α，β，λ)表示欧拉角旋转矩阵，α表示滚转角，β表示偏航角，γ表示俯仰角，R_z(α)表示位置坐标为P(x，y，z)的头部特征点围绕z轴旋转α角后的滚转角旋转矩阵，R_y(β)表示位置坐标为P(x，y，z)的头部特征点围绕y轴旋转β角后的偏航角旋转矩阵，R_x(γ)表示位置坐标为P(x，y，z)的头部特征点围绕x轴旋转γ角后的俯仰角旋转矩阵。

可选的，所述旋转后的法向量，具体为：

n＝(a，b，c)

＝(cosαsinβcosγ+sinαsinγ，sinαsinβcosγ-cosαsinγ，cosβcosγ)

其中，n表示旋转后的法向量。

可选的，所述被测婴儿的抬头角度，具体为：

其中，θ表示被测婴儿的抬头角度。