[发明专利]人体平衡能力测量装置及方法

权利要求书

1.一种人体平衡能力测量装置，其特征在于，其包括：

平衡踏板，供测试者站立且底面上设置有至少一个识别点；

系链，顶端与预设支撑结构连接，底端与所述平衡踏板连接，以悬挂设置所述平衡踏板；

图像采集组件，设置于所述平衡踏板下方的预设距离处，且视野范围覆盖所述识别点，所述图像采集组件用于以一定帧率采集包含所述识别点的平衡踏板底面图像，得到各帧图像；

主控，与所述图像采集组件进行数据通信，用于接收所述各帧图像，并分析所述各帧图像以得出任意帧时刻所述平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据，从而综合评价测试者的平衡能力；

所述图像采集组件包括摄像头以及照明光源，所述识别点位于所述摄像头的视野范围以及所述照明光源的照射范围内，所述摄像头以及所述照明光源均受控于所述主控；

所述主控包括一拍摄帧控制模块、一照明启控模块以及一图像差分模块，所述拍摄帧控制模块用于控制所述摄像头的拍摄帧率，所述照明启控模块根据当前的拍摄帧率同步控制所述照明光源以1/2帧率交替点亮或熄灭，所述图像差分模块接收照明光源点亮时所述摄像头拍摄的图像作为亮帧图像，所述图像差分模块接收照明光源熄灭时所述摄像头拍摄的图像作为暗帧图像，并把亮帧图像和相邻的暗帧图像进行差分，得到各帧差分图像，所述主控分析各帧差分图像得到所述平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据。

2.根据权利要求1所述的人体平衡能力测量装置，其特征在于，所述主控包括一照明启控模块，所述照明启控模块用于控制所述照明光源在所述摄像头工作时长亮。

3.根据权利要求1所述的人体平衡能力测量装置，其特征在于，所述预设支撑结构为长方体框架，所述平衡踏板为折弯形成的几字形结构，所述几字形结构的顶板下表面设置有所述识别点，所述系链的底端连接在所述几字形结构的底边四角上，所述系链的顶端连接在所述长方体框架的上端，所述长方体框架的底部设置有支架，所述图像采集组件设置在所述支架上。

4.一种人体平衡能力测量方法，其特征在于，包括：预先设置一平衡踏板，将所述平衡踏板通过系链悬挂在预设支撑结构上，在所述平衡踏板的底面上设置至少一个识别点，在所述平衡踏板下方的预设距离处设置图像采集组件，并且设置与所述图像采集组件进行数据通讯的主控；

步骤S1、在测试者单脚站立于所述平衡踏板上时，所述图像采集组件以设定帧率对所述平衡踏板底面进行拍摄，以得到包含识别点的所述平衡踏板底面的各帧图像，并发送给所述主控；当所述图像采集组件以设定帧率对所述平衡踏板底面进行拍摄时，所述主控以1/2的设定帧率同步控制照明光源点亮或熄灭；

步骤S2、所述主控接收所述图像采集组件发送过来的各帧图像，对各帧图像进行分析后得到任意帧时刻所述平衡踏板相对初始时刻的位移和轨迹位置数据，进而算出测试者的平衡能力数据；在所述的图像采集组件中设置摄像头以及照明光源，所述识别点位于所述摄像头的视野范围以及所述照明光源的照射范围内，通过所述主控控制所述照明光源的启闭并且控制所述摄像头对包含识别点的所述平衡踏板底面进行拍摄；所述图像采集组件发送过来的各帧图像包括照明光源点亮时所述摄像头拍摄得到亮帧图像以及照明光源熄灭时所述摄像头拍摄得到的暗帧图像，所述主控把各亮帧图像和相邻的暗帧图像进行差分，得到各差分图像，对各差分图像进行分析得到所述平衡踏板相对于初始时刻的位移和轨迹位置数据。

5.根据权利要求4所述的人体平衡能力测量方法，其特征在于，所述主控控制所述照明光源在所述摄像头工作时长亮。

6.根据权利要求4所述的人体平衡能力测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述主控对各帧图像进行分析后得到任意帧时刻所述平衡踏板相对初始时刻的位移和轨迹位置数据包括：

步骤S21、对初始帧图像中的识别点进行相对位置初始化标定；

步骤S22、逐帧或者等帧差提取各帧图像并编录帧号，并进一步对各帧图像进行单独处理得到各帧图像中的识别点图像坐标；

步骤S23、根据所述图像采集组件拍摄的帧率得出各帧图像的时间坐标；

步骤S24、将各帧图像中的识别点图像坐标与各帧图像的时间坐标相结合，分析得到任意帧时刻所述平衡踏板相对初始时刻的位移和轨迹位置数据。