[发明专利]基于步态的疲劳度评估系统及方法

权利要求书

1.一种基于步态的疲劳度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

设计疲劳试验获取待评估者的正常步态和疲劳步态，通过多种惯性传感器结合步态采集鞋采集佩戴者的正常和疲劳步态信息，以基于所述步态信息提取疲劳度信息；

提取待评估者的步态信息，并对所述步态信号进行步态周期的分割，对采集到的周期信号进行异常检测和归一化，检测并剔除异常的周期信号，以提取每个人的正常行走的模版和疲劳行走的模版；以及

实时评估用户的运动状态，提取待评估者行走时的步态信息生成当前步态模版，计算当前步态模版与正常行走的模版和疲劳行走的模版之间的距离，得到疲劳度评估结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疲劳试验包括采用与下肢疲劳相关的蹲起作为获得步态疲劳的方式、采用蹲起测速的方式、利用运动与休息循环的方式中的一种或者多种方式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过多种惯性传感器结合步态采集鞋采集佩戴者的正常和疲劳步态信息，包括：

通过所述步态采集鞋采集所述佩戴者的行走时脚底的压力信息与脚步运动的信息；通过所述多种惯性传感器采集所述佩戴者的运动信息；

在提取所述待评估者的步态信息之后，还包括：

对所述步态信息利用低通滤波器进行滤波去掉高频噪声信号，并且对所述步态信息进行模式识别，提取走路状态的步态信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述步态信号进行步态周期的分割，包括：

采用极值检测法，将极值点之间的信号作为一个步态周期的信号；

或者，通过脚步压力信号进行判断，以通过设定的预设阈值分割检测脚离地的时间和再次离地的时间，并将脚离地与再次离地之间的信号作为一个步态周期的信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，疲劳度的计算公式为：

其中，d₁为当前步态模版与正常行走的模版之间的距离，d₂为当前步态模版与和疲劳行走的模版之间的距离。

6.一种基于步态的疲劳度评估系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于设计疲劳试验获取待评估者的正常步态和疲劳步态，通过多种惯性传感器结合步态采集鞋采集佩戴者的正常和疲劳步态信息，以基于所述步态信息提取疲劳度信息；

提取模块，用于提取待评估者的步态信息，并对所述步态信号进行步态周期的分割，对采集到的周期信号进行异常检测和归一化，检测并剔除异常的周期信号，以提取每个人的正常行走的模版和疲劳行走的模版；以及

计算模块，用于实时评估用户的运动状态，提取待评估者行走时的步态信息生成当前步态模版，计算当前步态模版与正常行走的模版和疲劳行走的模版之间的距离，得到疲劳度评估结果。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述疲劳试验包括采用与下肢疲劳相关的蹲起作为获得步态疲劳的方式、采用蹲起测速的方式、利用运动与休息循环的方式中的一种或者多种方式。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述采集模块进一步用于通过所述步态采集鞋采集所述佩戴者的行走时脚底的压力信息与脚步运动的信息；通过所述多种惯性传感器采集所述佩戴者的运动信息；。

在提取所述待评估者的步态信息之后，还包括：

预处理模块，用于对所述步态信息利用低通滤波器进行滤波去掉高频噪声信号，并且对所述步态信息进行模式识别，提取走路状态的步态信息。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述提取模块进一步用于采用极值检测法，将极值点之间的信号作为一个步态周期的信号；或者，通过脚步压力信号进行判断，以通过设定的预设阈值分割检测脚离地的时间和再次离地的时间，并将脚离地与再次离地之间的信号作为一个步态周期的信号。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，疲劳度的计算公式为：

其中，d₁为当前步态模版与正常行走的模版之间的距离，d₂为当前步态模版与和疲劳行走的模版之间的距离。