人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)及其建立方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及人體步態(tài)分析【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)及其建立方法。其中建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法包括如下步驟：采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)；通過(guò)人物身份識(shí)別，存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)；設(shè)計(jì)人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面，所述數(shù)據(jù)庫(kù)界面鏈接至所述步態(tài)數(shù)據(jù)，可根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明不僅可以滿(mǎn)足研究者對(duì)大數(shù)據(jù)量的需求，而且可以滿(mǎn)足不同研究者對(duì)不同類(lèi)別步態(tài)數(shù)據(jù)的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)及其建立方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及人體步態(tài)分析【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)及其建立方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用攝像頭來(lái)監(jiān)控動(dòng)態(tài)場(chǎng)景早已被廣泛應(yīng)用，例如門(mén)禁系統(tǒng)、安全監(jiān)控等。人在走路的時(shí)候，腿部膝關(guān)節(jié)、手臂及肘關(guān)節(jié)等部位都會(huì)重復(fù)相同的動(dòng)作，根據(jù)這一現(xiàn)象拍攝下人走路的姿態(tài)，然后將這些信息進(jìn)行分析，得出這些部位運(yùn)動(dòng)關(guān)系的精確數(shù)據(jù)，可以確定某個(gè)人的步態(tài)特征。而且，隨著人體肌電圖(EMG, electromyography)在研究中的推廣，EMG采集在下肢運(yùn)動(dòng)的研究中也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]由于有著廣泛的應(yīng)用前景，人體運(yùn)動(dòng)的研究已經(jīng)備受關(guān)注，而用其來(lái)輔助人體運(yùn)動(dòng)分析更是發(fā)展的趨勢(shì)。例如，在臨床上，病理步態(tài)可能反映了潛在的病狀或病狀起因。研究腦癱、中風(fēng)患者步態(tài)，可以及時(shí)地采取診斷和干預(yù)策略。在康復(fù)工程方面，步態(tài)研究在障礙的評(píng)估和矯形外科的糾正效果方面，也有很廣泛的應(yīng)用。除此之外，步態(tài)分析也可以用于專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，提高運(yùn)動(dòng)性能。在生物特征識(shí)別領(lǐng)域，步態(tài)識(shí)別是生物特征識(shí)別技術(shù)的一個(gè)新興子領(lǐng)域，步態(tài)的差異可以作為生物標(biāo)識(shí)來(lái)識(shí)別個(gè)體。生物特征識(shí)別是利用人的生理或行為特征進(jìn)行人的身份識(shí)別。第一代生物特征包括臉、指紋、虹膜等，通常要求近距離的或者接觸性的感知(如指紋需要接觸指紋掃描儀、臉需要近距離的捕捉以提供足夠的分辨率等)。在遠(yuǎn)距離的情況下， 人的步態(tài)仍是清晰可見(jiàn)的，且它可從任意角度進(jìn)行非接觸性的感知和度量，而不被覺(jué)察。因 此，從視覺(jué)監(jiān)控的觀點(diǎn)來(lái)看，步態(tài)是遠(yuǎn)距離情況下最有開(kāi)發(fā)潛力的生物特征。步態(tài)分析是用來(lái)分析研究人類(lèi)的行走能力的一種方法，這一技術(shù)可以用于生物特征識(shí)別和取證、醫(yī)療診斷 、生物力學(xué)比較，但研究者要實(shí)現(xiàn)步態(tài)的分析和識(shí)別，需要采集和存儲(chǔ)大量的步態(tài)數(shù)據(jù)。
[0004]目前正是步態(tài)分析的起步階段，研究者要進(jìn)行步態(tài)分析，需要大量的數(shù)據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外僅有少量的步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)可供查詢(xún)，且現(xiàn)有的步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的步態(tài)特征都是基于圖像的。然而，動(dòng)態(tài)環(huán)境中拍攝的圖像受光照變化、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的影子等多方面因素的影響，會(huì)給基于圖像的步態(tài)特征提取帶來(lái)較大困難。目前尚未有一個(gè)大的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)可以涵蓋所有的研究?jī)?nèi)容所需的數(shù)據(jù)，因此各研究機(jī)構(gòu)有不同的自己采集的數(shù)據(jù)庫(kù)。而且這些數(shù)據(jù)庫(kù)都不太完善，采集范圍小，采集單一，沒(méi)有對(duì)性別以及各個(gè)年齡段、身高段等的采集，沒(méi)有對(duì)非正常步態(tài)的采集，不具有普遍性和廣泛適用性，為具有針對(duì)性的步態(tài)分析帶來(lái)很大的困難。因此，目前的研究者只能基于各自不同的研究目的和興趣去選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)或者自己采集數(shù)據(jù)，因此迫切需要建立一個(gè)全面而廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0005]鑒于此，克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本【技術(shù)領(lǐng)域】亟待解決的問(wèn)題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)及其建立方法，不僅可以滿(mǎn)足研究者對(duì)大數(shù)據(jù)量的需求，而且可以滿(mǎn)足不同研究者對(duì)不同類(lèi)別步態(tài)數(shù)據(jù)的需要。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，包括如下步驟:
[0009]采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)；
[0010]通過(guò)人物身份識(shí)別，分類(lèi)存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)；
[0011]設(shè)計(jì)人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面，所述數(shù)據(jù)庫(kù)界面與所述步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。
[0012]進(jìn)一步地，通過(guò)紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)采集所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線肌電采集系統(tǒng)采集所述人體EMG數(shù)據(jù)，通過(guò)三維測(cè)力臺(tái)采集所述足底壓力數(shù)據(jù)。
[0013]進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括髖關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、踝關(guān)節(jié)角度、步長(zhǎng)、步寬、行走速度和步態(tài)周期中的一種或多種；所述人體EMG數(shù)據(jù)包括肌肉動(dòng)作電位。
[0014]進(jìn)一步地，在所述采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)的步驟中對(duì)多種步態(tài)進(jìn)行采集，在所述分類(lèi)存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)的步驟中對(duì)多種步態(tài)進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)；所述多種步態(tài)的類(lèi)別包括性另O、年齡、身高、正常和病理中的一種或多種。
[0015]進(jìn)一步地，所述通過(guò)人物身份識(shí)別，存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)的步驟具體包括:
[0016]將采集的被試者的步態(tài)數(shù)據(jù)在所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中通過(guò)線性判別分析法進(jìn)行模式識(shí)別；
[0017]若識(shí)別結(jié)果在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則識(shí)別出所述被試者；
[0018]若識(shí)別結(jié)果不在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則將采集的人體步態(tài)數(shù)據(jù)和所述被試者信息加入人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0019]進(jìn)一步地，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面包括步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)、全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)和分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)，其中:
[0020]通過(guò)步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)將經(jīng)過(guò)步態(tài)識(shí)別后的但未在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0021]通過(guò)全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)選擇采集過(guò)的所有未經(jīng)分類(lèi)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)；
[0022]通過(guò)分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下設(shè)的分類(lèi)選擇經(jīng)分類(lèi)處理的人體步態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)別。
[0023]本發(fā)明還提供了一種人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括:
[0024]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)人物身份識(shí)別將所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；
[0025]人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面，所述數(shù)據(jù)庫(kù)界面與所述步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。
[0026]進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括髖關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、踝關(guān)節(jié)角度、步長(zhǎng)、步寬、行走速度和步態(tài)周期中的一種或多種；所述人體EMG數(shù)據(jù)包括肌肉動(dòng)作電位。
[0027]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中分類(lèi)存儲(chǔ)有多種步態(tài)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)，所述多種步態(tài)的類(lèi)別包括性別、年齡、身高、正常和病理中的一種或多種。
[0028]進(jìn)一步地，所述通過(guò)人物身份識(shí)別將所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊具體為:
[0029]將采集的被試者的步態(tài)數(shù)據(jù)在所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中通過(guò)線性判別分析法進(jìn)行模式識(shí)別；
[0030]若識(shí)別結(jié)果在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則識(shí)別出所述人物；
[0031]若識(shí)別結(jié)果不在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則將采集的人體步態(tài)數(shù)據(jù)和所述人物信息加入人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0032]進(jìn)一步地，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面包括步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)、全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)和分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)，其中:
[0033]通過(guò)步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)將經(jīng)過(guò)步態(tài)識(shí)別后的但未在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0034]通過(guò)全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)選擇采集過(guò)的所有未經(jīng)分類(lèi)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)；
[0035]通過(guò)分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下設(shè)的分類(lèi)選擇經(jīng)分類(lèi)處理的人體步態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)別。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0037]1、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)多角度采集到的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，分類(lèi)清晰，可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)界面直觀的找出所需數(shù)據(jù)類(lèi)別的數(shù)據(jù)，方便分析研究，節(jié)省研究者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集數(shù)據(jù)的人力和物力；
[0038]2、數(shù)據(jù)庫(kù)界面與步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，可以根據(jù)研究者的要求提取不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，這樣不僅可以滿(mǎn)足研究者對(duì)大數(shù)據(jù)量的需求，而且滿(mǎn)足了不同研究者對(duì)不同類(lèi)別步態(tài)數(shù)據(jù)的需要；
[0039]3、數(shù)據(jù)庫(kù)界面可以簡(jiǎn)單提取不同類(lèi)別的步態(tài)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)按正常和病理(不同疾病分類(lèi)存儲(chǔ))、性別、年齡、身高等分類(lèi)，例如從病理分類(lèi)中提取腦中風(fēng)患者的步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以及時(shí)在臨床上對(duì)患者采取診斷和干預(yù)策略；
[0040]4、通過(guò)在進(jìn)行人物識(shí)別的同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)擴(kuò)大數(shù)據(jù)量，避免了數(shù)據(jù)冗余。
【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0041]圖1是本發(fā)明實(shí)施例建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法流程圖；
[0042]圖2是圖1中人體步態(tài)數(shù)據(jù)采集的流程圖；
[0043]圖3是圖1中人體步態(tài)數(shù)據(jù)識(shí)別和存儲(chǔ)的流程圖；
[0044]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0045]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0046]此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，如圖1所示，該方法包括如下步驟:
[0048]步驟A:采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)，該人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)；
[0049]步驟B:通過(guò)人物身份識(shí)別，分類(lèi)存儲(chǔ)人體步態(tài)數(shù)據(jù)。[0050]需要說(shuō)明的是，該方法還包括設(shè)計(jì)人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面的步驟，設(shè)計(jì)人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面的步驟的執(zhí)行時(shí)間不限，可以在步驟A之前，步驟A與步驟B之間，或者步驟B之后。該數(shù)據(jù)庫(kù)界面與步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求可提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。
[0051]如圖2所示，在本實(shí)施例中，通過(guò)紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，例如紅外攝像頭，通過(guò)無(wú)線肌電采集系統(tǒng)采集人體EMG數(shù)據(jù)，通過(guò)三維測(cè)力臺(tái)采集足底壓力數(shù)據(jù)。其中紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)采集的被試者的運(yùn)動(dòng)信息需經(jīng)過(guò)視頻處理，提取所需的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。在采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，記錄被試者的個(gè)人信息，如姓名、性別、年齡、身高、體重等。在被試者腰、大腿、小退、臀部、足部放置電極和“標(biāo)記球”。
[0052]可以理解的是，在其他實(shí)施例中，還可以使用其他的運(yùn)動(dòng)采集設(shè)備、肌電采集設(shè)備和足底壓力采集設(shè)備替換本實(shí)施例中所采用的設(shè)備，此處不一一列舉。
[0053]優(yōu)選地，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可包括髖關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、踝關(guān)節(jié)角度、步長(zhǎng)、步寬、行走速度和步態(tài)周期中的一種或多種，人體EMG數(shù)據(jù)包括肌肉動(dòng)作電位。在采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)可對(duì)多種步態(tài)進(jìn)行采集，在后續(xù)的分類(lèi)存儲(chǔ)人體步態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)也將對(duì)多種步態(tài)進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)。多種步態(tài)的類(lèi)別包括性別、年齡、身高、正常和病理中的一種或多種。
[0054]如圖3所示，在本實(shí)施例中，將采集的被試者的步態(tài)數(shù)據(jù)在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中通過(guò)線性判別分析法(LDA,Linear Discriminant Analysis)進(jìn)行模式識(shí)別；若識(shí)別結(jié)果在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則識(shí)別出該被試者；若識(shí)別結(jié)果不在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則將采集的人體步態(tài)數(shù)據(jù)和該被試者信息加入人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0055]如圖4所示，該人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面包括步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)、全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)和分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)，其中:通過(guò)步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)將經(jīng)過(guò)步態(tài)識(shí)別后的但未在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；通過(guò)全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)選擇采集過(guò)的所有未經(jīng)分類(lèi)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)；通過(guò)分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下設(shè)的分類(lèi)選擇經(jīng)分類(lèi)處理的人體步態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)別。
[0056]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)可通過(guò)上述的建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法生成。其包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面。其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)人物身份識(shí)別將人體步態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面與步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。
[0057]優(yōu)選地，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可包括髖關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、踝關(guān)節(jié)角度、步長(zhǎng)、步寬、行走速度和步態(tài)周期中的一種或多種，人體EMG數(shù)據(jù)包括肌肉動(dòng)作電位。
[0058]在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中分類(lèi)存儲(chǔ)有多種步態(tài)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)，多種步態(tài)的類(lèi)別包括性另IJ、年齡、身高、正常和病理中的一種或多種。
[0059]在本實(shí)施例中，通過(guò)如下方式將人體步態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:
[0060]將采集的被試者的步態(tài)數(shù)據(jù)在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中通過(guò)線性判別分析法進(jìn)行模式識(shí)別；若識(shí)別結(jié)果在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則識(shí)別出該被試者；若識(shí)別結(jié)果不在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則將采集的人體步態(tài)數(shù)據(jù)和該被試者信息加入人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0061]同樣參考圖4所示，該數(shù)據(jù)庫(kù)的界面包括步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)、全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)和分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)，可以將經(jīng)過(guò)步態(tài)識(shí)別后的但未在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，通過(guò)步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)進(jìn)行存儲(chǔ)；全部步態(tài)數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)采集過(guò)的所有的未經(jīng)分類(lèi)的步態(tài)數(shù)據(jù)，可以通過(guò)此選項(xiàng)選擇全部步態(tài)數(shù)據(jù)；經(jīng)分類(lèi)處理的步態(tài)數(shù)據(jù)分類(lèi)存儲(chǔ)，可以通過(guò)分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下設(shè)的分類(lèi)選擇所需的類(lèi)別。
[0062]在分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下，比如按性別可分為男和女，按身高階段可分為160-170cm, 170-180cm等等，按年齡階段可分為20-30，40-50等等，按病理可分為腦卒中，足下垂等等。
[0063]實(shí)駘:
[0064]通過(guò)比較160-170cm，170-180cm兩個(gè)身高段的步態(tài)數(shù)據(jù)，除了步長(zhǎng)和步速有明顯區(qū)別之外，髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)角度變化、最大值、最小值均有明顯差異，EMG信號(hào)分類(lèi)正確率85%以上，所以人體步態(tài)特征具有個(gè)體差異，建立本發(fā)明實(shí)施例的人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)意義深遠(yuǎn)。
[0065]本發(fā)明實(shí)施例對(duì)包括下肢運(yùn)動(dòng)中多種步態(tài)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集和EMG的采集，可以對(duì)多種領(lǐng)域的研究者提供數(shù)據(jù)支撐，減少在研究初期由于采集數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的花費(fèi)，進(jìn)一步地，一個(gè)大而全面的步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)可以提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以利于不同算法在同一數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行比較，以評(píng)定技術(shù)發(fā)展水平、確定將來(lái)的研究重點(diǎn)、度量算法的性能。
[0066]本發(fā)明實(shí)施例所建立的人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)較全面地包含了同一個(gè)人不同影響因素下的步態(tài)數(shù)據(jù)，以更深入地發(fā)掘個(gè)體之內(nèi)的變化；包含了 EMG的采集以及更多的試驗(yàn)個(gè)體，采集涵蓋了不同性別、各個(gè)年齡段、身高段、以及病理步態(tài)等，以更深入地考察在有限的個(gè)體之內(nèi)的變化下的個(gè)體之間的變化，從而可以更全面地進(jìn)行步態(tài)分析、更好地度量步態(tài)識(shí)別作為一種生物認(rèn)證技術(shù)的潛力；包含了試驗(yàn)個(gè)體在各個(gè)觀察角度的步態(tài)數(shù)據(jù)，便于從各個(gè)角度對(duì)實(shí)驗(yàn)個(gè)體步態(tài)進(jìn)行分析；可不斷地豐富，能在進(jìn)行人物識(shí)別的同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以擴(kuò)大數(shù)據(jù)量但又避免數(shù)據(jù)重復(fù)。
[0067]本發(fā)明實(shí)施例為研究者進(jìn)行步態(tài)分析和識(shí)別提供了數(shù)據(jù)支持，還可以應(yīng)用于假肢領(lǐng)域，比如可以通過(guò)對(duì)步態(tài)的研究控制下肢的活動(dòng)，如控制外骨骼機(jī)器人等。
[0068]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括:只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random AccessMemory )、磁盤(pán)或光盤(pán)等。
[0069]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，其特征在于，包括如下步驟: 采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)； 通過(guò)人物身份識(shí)別，分類(lèi)存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)； 設(shè)計(jì)人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面，所述數(shù)據(jù)庫(kù)界面與所述步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，其特征在于，通過(guò)紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)采集所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線肌電采集系統(tǒng)采集所述人體EMG數(shù)據(jù)，通過(guò)三維測(cè)力臺(tái)采集所述足底壓力數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括髖關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、踝關(guān)節(jié)角度、步長(zhǎng)、步寬、行走速度和步態(tài)周期中的一種或多種；所述人體EMG數(shù)據(jù)包括肌肉動(dòng)作電位。
4.如權(quán)利要求1所 述的建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，其特征在于，在所述采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)的步驟中對(duì)多種步態(tài)進(jìn)行采集，在所述分類(lèi)存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)的步驟中對(duì)多種步態(tài)進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)；所述多種步態(tài)的類(lèi)別包括性別、年齡、身高、正常和病理中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，其特征在于，所述通過(guò)人物身份識(shí)別，存儲(chǔ)所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)的步驟具體包括: 將采集的被試者的步態(tài)數(shù)據(jù)在所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中通過(guò)線性判別分析法進(jìn)行模式識(shí)別； 若識(shí)別結(jié)果在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則識(shí)別出所述被試者； 若識(shí)別結(jié)果不在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則將采集的人體步態(tài)數(shù)據(jù)和所述被試者信息加入人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
6.如權(quán)利要求1所述的建立人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，其特征在于，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面包括步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)、全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)和分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)，其中: 通過(guò)步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)將經(jīng)過(guò)步態(tài)識(shí)別后的但未在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)； 通過(guò)全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)選擇采集過(guò)的所有未經(jīng)分類(lèi)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)； 通過(guò)分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下設(shè)的分類(lèi)選擇經(jīng)分類(lèi)處理的人體步態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)別。
7.一種人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，其特征在于，包括: 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、人體EMG數(shù)據(jù)和足底壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)人物身份識(shí)別將所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊； 人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面，所述數(shù)據(jù)庫(kù)界面與所述步態(tài)數(shù)據(jù)相連接，根據(jù)用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)界面上的操作要求提取不同類(lèi)型的步態(tài)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括髖關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、踝關(guān)節(jié)角度、步長(zhǎng)、步寬、行走速度和步態(tài)周期中的一種或多種；所述人體EMG數(shù)據(jù)包括肌肉動(dòng)作電位。
9.如權(quán)利要求7所述的人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中分類(lèi)存儲(chǔ)有多種步態(tài)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)，所述多種步態(tài)的類(lèi)別包括性別、年齡、身高、正常和病理中的一種或多種。
10.如權(quán)利要求7所述的人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，其特征在于，所述通過(guò)人物身份識(shí)別將所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊具體為: 將采集的被試者的步態(tài)數(shù)據(jù)在所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中通過(guò)線性判別分析法進(jìn)行模式識(shí)別； 若識(shí)別結(jié)果在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則識(shí)別出所述人物； 若識(shí)別結(jié)果不在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，則將采集的人體步態(tài)數(shù)據(jù)和所述人物信息加入人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
11.如權(quán)利要求7所述的人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，其特征在于，所述人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)界面包括步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)、全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)和分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)，其中: 通過(guò)步態(tài)存儲(chǔ)選項(xiàng)將經(jīng)過(guò)步態(tài)識(shí)別后的但未在人體步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)； 通過(guò)全部步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)選擇采集過(guò)的所有未經(jīng)分類(lèi)的人體步態(tài)數(shù)據(jù)； 通過(guò)分類(lèi)步態(tài)數(shù)據(jù)選項(xiàng)下設(shè)`的分類(lèi)選擇經(jīng)分類(lèi)處理的人體步態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)別。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103514302SQ201310516264
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】徐晶晶, 朱明星, 耿艷娟, 李光林 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院