[发明专利]一种基于加速度传感器的步态分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于加速度传感器的步态分析方法及装置，包括：通过加速度传感器，获取人行走时的加速度数据，并根据所述加速度数据构建行走坐标系；通过方向余弦转换算法，建立加速度传感器坐标系到地球坐标系之间的转换矩阵，通过所述转换矩阵将加速度传感器坐标系转换为地球坐标系；根据人行走时左右摆动规律，获取行走坐标系与地球坐标系的夹角，通过余弦算法获取行走坐标系的加速度；根据所述行走坐标系的加速度，构建加速度波形图，对所述波形图进行时域和频域的处理，获取人行走时的步态分析结果。能够完成步数统计，摔倒检测，以及通过对步态分析结果进行汇总，能够检测各种步态姿势，能够有效计算平衡性，波形功率。

技术领域

本申请涉及智能分析领域，具体涉及一种基于加速度传感器的步态分析方法，同时涉及一种基于加速度传感器的步态分析装置。

背景技术

随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式技术也将获得广阔的发展空间。基于嵌入式设备的感知手段日益丰富，在健康、医疗、生活、交通、教育和娱乐等领域的应用层出不穷。

目前嵌入式设备可以内置多种传感器，包括加速度传感器、方向传感器、磁力传感器、陀螺仪、旋转矢量传感器等。其中加速度传感器的应用尤为广泛，通过集成在硅晶片上的微机电系统测量坐标系三轴向的加速度值，从而为感知用户运动状态提供极佳的途径

步态是人正常行走的方式，反映了人最常见的步行运动特点。而每个人都有自己的走路步态，每个人的步态会随着个人身体状况改变而发生改变，这些改变包括走路快慢，走路的姿势等。所以，如何可以通过检测记录用户走路姿态，通过走路姿态发生的改变来判断个人身体健康，提前做出预警是目前亟需觖决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供一种基于加速度传感器的步态分析方法包括：

通过加速度传感器，获取人行走时的加速度数据，并根据所述加速度数据构建行走坐标系；

通过方向余弦转换算法，建立加速度传感器坐标系到地球坐标系之间的转换矩阵，通过所述转换矩阵将加速度传感器坐标系转换为地球坐标系；

根据人行走时左右摆动规律，获取行走坐标系与地球坐标系的夹角，通过余弦算法获取行走坐标系的加速度；

根据所述行走坐标系的加速度，构建加速度波形图，对所述波形图进行时域和频域的处理，获取人行走时的步态分析结果。

优选的，所述人行走时的加速度数据包括：

人行走时身体的左右摆动方向，重力加速度方向和前进方向的加速度数据。

优选的，根据所述加速度数据构建行走坐标系，包括：

将人行走时身体的左右摆动方向作为行走坐标系的X轴，重力加速度方向作为行走坐标系的Y轴，前进方向作为行走坐标系的Z轴，构建三轴的行走坐标系。

优选的，通过方向余弦转换算法，建立加速度传感器坐标系到地球坐标系之间的转换矩阵，包括：

将加速度传感器坐标系的三轴加速度作为一个向量；

根据向量三个方向余弦建立加速度传感器坐标系到地球坐标系之间的转换矩阵。

优选的，还包括：

通过转换矩阵将加速度传感器坐标系的加速度，转换成地球坐标系的加速度。

优选的，根据所述行走坐标系的加速度，构建加速度波形图，所述加速度波形图包括：

以左右方向为X轴的加速度波形图，以重力加速度方向为Y轴的加速度波形图和以行走方向为Z轴的加速度波形图。

优选的，对所述波形图进行时域和频域的处理，获取人行走时的步态分析结果，包括：