[发明专利]一种基于人体运动模式监测的行人导航方法

摘要

本发明公开一种基于人体运动模式监测的行人导航方法，涉及导航定位领域。在行人的髋关节、膝关节和踝关节处安装双轴角度传感器，在行人双脚脚掌和脚跟处都装上压力传感器。建立三维的人体坐标系，将大腿、小腿和脚掌近似成连杆，测量大腿、小腿和脚掌的长度。利用测得的角度信息、长度信息和足部所受压力变化信息，计算出各关节在坐标系中的位置，判断出行人的运动模式。以行人运动中处于双脚撑地这一状态时记为一步，并以此时的双脚坐标值解算出步长，利用步长、步数和航向角信息结合航迹推算算法可以进行精确的定位。

主权项

一种基于人体运动模式监测的行人导航方法，其特征在于：1)在行人髋关节、膝关节、踝关节处安装双轴角度传感器，实时采集髋关节的屈伸度、外展度和内收度，膝关节的屈伸度和外旋度、内旋度，踝关节的背屈度、跖屈度、外翻度和内翻度；在行人双脚脚掌和脚跟处都装上压力传感器，实时采集行人运动时双足压力大小变化；在行人身上安装磁航向传感器，测量航向角；2)建立以行人两侧髋关节连线中点为原点以前方为正的前后方向为X轴，以从左到右为正的横向为Y轴，以从上到下为正的纵向为Z轴的三维人体坐标系；3)测量行人大腿、小腿和脚掌的长度，将大腿、小腿和脚掌近似成连杆，计算行人运动时各关节在坐标系中的位置；4)行人的行走或跑步的运动状态，是一个由双脚撑地转变成单脚撑地再转变成双脚撑地的循环过程；每当行人处于双脚撑地这一状态时，记为一步，并以此时双脚的坐标值计算出行人步长；5)根据4个压力传感器所受压力的大小变化，各关节在人体坐标系中位置的变化以及变化频率的大小可以判断出行人正处于静止、行走还是跑步状态；根据不同的运动状态，对所求得的步长进行修正；6)使用步长、步数和航向角进行航迹推算推算出行人的位置信息。