一种基于小动物图像和足底压力数据融合的步态分析方法

技术特征：
1.一种基于小动物图像和足底压力数据融合的步态分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采集小动物的运动图像，同时用压力板采集小动物的足底压力数据；步骤2，对所述运动图像采用人工智能框架标记出小鼠的左前脚、右前脚、左后脚和右后脚的预估坐标；步骤3，将运动图像中每一帧的预估坐标与同时刻的足底压力数据进行对应，得到小动物左前脚、右前脚、左后脚和右后脚四足的实时足底压力数据。2.按照权利要求1所述的步态分析方法，其特征在于：步骤2中，所述人工智能框架选自deeplabcut、sleap、deepposekit或dlc modelzoo。3.按照权利要求1所述的步态分析方法，其特征在于：步骤3的具体过程为：步骤3.1，将左前脚和右前脚的预估坐标连线取中点，得到a点；将左后脚和右后脚的预估坐标连线取中点，得到b点；将左前脚和左后脚的预估坐标连线取中点，得到c点；将右前脚和右后脚的预估坐标连线取中点，得到d点；取线段ab和线段cd的交点，即为原点；步骤3.2，从原点出发与a、b、c和d点分别连线并延长至两倍，取所得线段上原点之外的另一端点，分别得到a`、b`、c`和d`点四个点；从原点出发与左前脚、右前脚、左后脚和右后脚的预估坐标分别连线并延长至两倍，取所得线段上原点之外的另一端点，分别得到e`、f`、g`和h`点四个点；步骤3.3，将原点、a`点、c`点和e`点为顶点的四边形区域确定为左前脚的运动范围；将原点、a`点、d`点和f`点为顶点的四边形区域确定为右前脚的运动范围；将原点、b`点、c`点和g`点为顶点的四边形区域确定为左后脚的运动范围；将原点、b`点、d`点和h`点为顶点的四边形区域确定为右后脚的运动范围；步骤3.4，根据压力板采集到的足底压力数据获得每只脚的压力区域，根据所述压力区域与所述运动范围的距离判断所述压力区域的压力数据属于哪一只脚，然后对每一块压力区域进行积分，得到左前脚、右前脚、左后脚和右后脚四足的实时足底压力数据。4.按照权利要求3所述的步态分析方法，其特征在于：步骤3.4中，将所述压力板采集到的数据通过投影变换的方法映射到所述运动图像中，并采用regionprops函数识别左前脚、右前脚、左后脚和右后脚的运动范围，得到对应的足底压力数据。5.按照权利要求3所述的步态分析方法，其特征在于：步骤3.4中，判别所述压力区域的压力数据属于哪一只脚的具体过程为：先计算一只脚形成的压力区域的中心点与四个运动范围的距离，选取距离最小的运动范围为此脚对应的运动范围；然后计算第二只脚的中心点与剩余三个运动范围的距离，选取距离最小的运动范围为此脚对应的运动范围；最后计算第三只交的中心点与剩余两个运动范围的距离，选取距离最小的运动范围为此脚对应的运动范围；第四只脚与剩余的一个运动范围对应。6.按照权利要求1所述的步态分析方法，其特征在于：所述小动物的数量为至少一只。7.一种实现权利要求1-6任一项所述步态分析方法的装置，其特征在于，它包括：数据采集模块，用于采集所述运动图像和足底压力数据；预估坐标标记模块，用于通过人工智能框架标记出小鼠的左前脚、右前脚、左后脚和右后脚的预估坐标；足底压力数据分析模块，用于将运动图像中每一帧的预估坐标与同时刻的足底压力数
据进行对应，得到小动物左前脚、右前脚、左后脚和右后脚四足的实时足底压力数据。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有用于实现权利要求1-6任一项所述步态分析方法的计算机程序。

技术总结
本发明属于医学研究方法技术领域，具体涉及一种基于小动物图像和足底压力数据融合的步态分析方法。本发明的方法包括如下步骤：步骤1，采集小动物的运动图像，同时用压力板采集小动物的足底压力数据；步骤2，对所述运动图像采用人工智能框架标记出小鼠的左前脚、右前脚、左后脚和右后脚的预估坐标；步骤3，将运动图像中每一帧的预估坐标与同时刻的足底压力数据进行对应，得到小动物左前脚、右前脚、左后脚和右后脚四足的实时足底压力数据。本发明能够基于俯视角的小动物运动图像和压力板采集的足底压力数据，将二者进行融合，得到各个时刻下每只脚下的压强随时间变化的曲线，在动物的步态分析中有很高的应用价值。的步态分析中有很高的应用价值。的步态分析中有很高的应用价值。


技术研发人员：吴哲 聂玉如 戴雯佳
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/8/8