[发明专利]一种基于云平台的便携式人体平衡能力评测与训练系统

说明书

本发明公开了一种基于云平台的便携式人体平衡能力评测与训练系统，其结构包括平衡台模块、云平台模块、移动端显示模块；平衡台模块由平衡板、惯性传感器组成，用来获取姿态信息，通过无线网络将数据传输给云平台模块；云平台模块根据力矩平衡原理，求解人体地表重心变化，结合低频段功率谱密度百分比的人体平衡能力评估方法，给出人体平衡能力评测和训练结果，存储与投屏到移动端显示模块的手机端，供使用者和医师实时查看数据；基于手机端的虚拟现实游戏设计，实现人体平衡能力的评测与多模式的康复训练，充分调动使用者主动参与训练的积极性，提高人体平衡能力训练效率；本发明结构简单易用，可靠性高，具有良好的市场推广价值。

技术领域

本发明涉及人体平衡能力评测与训练领域，具体涉及到一种基于云平台的便携式人体平衡能力评测与训练系统。

背景技术

人体平衡能力是评价身体素质的一种重要特征，即抵抗破坏人体平衡的外力，以保持全身处于稳定状态的能力；人体平衡能力训练有利于提高运动器官的功能和前庭器官的机能，改善中枢神经系统对肌肉组织与内脏器官的调节功能，保证身体活动的顺利进行，提高自我保护的能力。因此，对人体的平衡能力进行评测和训练具重要的现实意义。

人体出现平衡能力障碍的原因有很多，如脑卒中、骨质疏松、脑外伤、下肢损伤等疾病，以及随着年龄的增长，相当一部分老年人出现的平衡能力障碍，我国每年都有大量患者需要进行人体平衡能力的评测与训练。

目前，国内外专门用于平衡能力评测和训练的设备一般都结构复杂，体型庞大，不便于移动，价格昂贵，且其多存在于医院内的康复训练科室；此外，模式化训练形式单一，缺乏趣味性，使用者长期使用后会对训练产生厌倦心理，对训练结果造成不好的影响；在训练过程中，及时掌握使用者康复状态，制定合理的训练计划，对使用者的康复治疗意义重大；因此，急需一种结构简单便携、可及时反馈使用者状态、训练模式多样化、使用户主动参与平衡能力训练的系统。

针对现有的不足，本发明设计了一种基于云平台的便携式人体平衡能力评测与训练系统。

发明内容

本发明的目的是针对当前人体平衡能力评测及训练系统的不足，设计出一种基于云平台的便携式人体平衡能力评测与训练系统，为患有平衡功能障碍的人群提供平衡能力评测与训练服务。

本发明的技术解决方案如下：

所述系统结构包括平衡台模块、云平台模块，移动端显示模块；平衡台模块由平衡板、惯性传感器构成，可实时采集姿态信息，通过无线网络发送给云平台模块；基于人体平衡能力评估方法，云平台模块分析平衡台模块所得数据，在云平台上位机的虚拟游戏软件中显示，并给出人体平衡能力的评测结果，为使用者建立个人档案，自动记录和保存使用者的评测和训练数据；移动端显示模块由一部手机和一个移动端VR头盔设备组成，手机安装有基于Android Studio软件自制的移动端APP，VR头盔具有麦克风与耳机；云平台上位机游戏可投屏到手机，使用者通过自身重心控制虚拟游戏中物体运动，实现人体平衡能力的主动康复训练。

所述系统的平衡台模块由一个平衡板、一个惯性传感器构成，平衡板上安装有惯性传感器，可测得各轴向的加速度与旋转角度等姿态信息；人体站立于平衡台上保持平衡时，平衡台模块实时采集的姿态信息，通过无线网络的形式发送给云平台模块，进行数据交换与处理。

所述系统的云平台模块位于远程服务器端，服务器端由一台装有Unity软件以及IntelliJ IDEA软件的计算机组成，计算机显示器显示虚拟现实游戏，将虚拟现实游戏投屏到移动端显示模块；IntelliJ IDEA编写的上位机软件，通过网络接收惯性传感器发送的姿态信息，根据力矩平衡原理，求解人体地表重心变化，基于低频段功率谱密度百分比的人体平衡能力评估方法，自动给出人体平衡能力的评测结果，为使用者建立档案，记录和保存使用者的评测与训练数据，并供医师和使用者在移动端APP中实时查询使用者数据。