[发明专利]步态特征提取方法、下肢评估、控制方法、设备及介质

权利要求书

1.一种基于惯性传感器的步态特征提取方法，其特征在于，所述步态特征提取方法包括：

通过所述惯性传感器采集监测对象的下肢运动参数；所述惯性传感器包括位于监测对象骨盆的惯性传感器、位于所述监测对象大腿的惯性传感器和位于所述监测对象小腿的惯性传感器；

根据所述下肢运动参数获取所述监测对象的关节角度；所述下肢运动参数包括关节角速度和/或关节加速度，所述关节角度包括髋关节角度和膝关节角度；通过位于所述监测对象骨盆的惯性传感器和位于所述监测对象大腿的惯性传感器获取所述监测对象的下肢运动参数；根据所述下肢运动参数计算得到所述监测对象大腿相对于骨盆的相对运动角度，将所述监测对象大腿相对于骨盆的相对运动角度作为髋关节角度；

通过位于所述监测对象骨盆的惯性传感器和位于所述监测对象小腿的惯性传感器获取所述监测对象的下肢运动参数；根据所述下肢运动参数计算得到所述监测对象小腿相对于骨盆的相对运动角度，将所述监测对象小腿相对于骨盆的相对运动角度作为膝关节角度；

根据所述关节角度计算步态周期、步频和步幅；

根据所述步频或所述步幅计算得到步速；

将所述步频、所述步幅、所述步速及所述步态周期中的至少一种和所述下肢运动参数、所述关节角度及对象特征参数输入至骨盆高度预测模型中以获取预测的骨盆高度，其中，所述对象特征参数包括对应对象的骨盆高度占身高的比例和/或对象的身高，所述骨盆高度预测模型为将预先采集的标准步频、标准步幅、标准步速及标准步态周期中的至少一种和若干标准下肢运动参数及对应的标准关节角度及标准对象特征参数作为输入，对应的骨盆高度作为输出训练神经网络模型所得到的模型。

2.如权利要求1所述的基于惯性传感器的步态特征提取方法，其特征在于，通过Vicon运动捕捉系统预先获取的若干标准下肢运动参数及对应的标准关节角度。

3.如权利要求1所述的基于惯性传感器的步态特征提取方法，其特征在于，所述根据所述关节角度计算步频的步骤包括：

根据获取的预设时间范围内的若干髋关节角速度，计算髋关节角速度平均值；

根据所述髋关节角速度平均值及预设系数计算角速度触发阈值；

当采集的两次髋关节的角速度均触发所述角速度触发阈值，且两次髋关节角速度的变化率同时为正或同时为负时，将对应的时间点作为时间截点，且将相邻时间截点的时间间隔作为步态周期；

根据所述步态周期计算所述步频。

4.如权利要求3所述的基于惯性传感器的步态特征提取方法，其特征在于，所述根据所述髋关节角速度平均值及预设系数计算角速度触发阈值的步骤包括：

根据所述髋关节角速度平均值、预设系数及预设延时时间计算角速度触发阈值。

5.如权利要求1所述的基于惯性传感器的步态特征提取方法，其特征在于，所述根据所述关节角度计算步幅的步骤包括：

根据所述髋关节角度计算所述监测对象的大腿在地面的大腿投影；

根据所述膝关节角度计算所述监测对象的小腿在地面的小腿投影；

根据所述大腿投影及所述小腿投影计算步幅。

6.如权利要求5所述的基于惯性传感器的步态特征提取方法，其特征在于，当运动的下肢位于监测对象身体前侧时，所述根据所述大腿投影及所述小腿投影计算步幅的步骤包括：根据所述大腿投影与所述小腿投影的差计算步幅；当运动的下肢位于监测对象身体后侧时，所述根据所述大腿投影及所述小腿投影计算步幅的步骤包括：根据所述大腿投影与所述小腿投影的和计算步幅。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。