一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统的制作方法

本申请属于康复训练，具体涉及一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统。

背景技术：

1、偏瘫病人的训练是通过康复治疗来帮助他们恢复和改善运动功能，通常需要多种训练的方法和策略，物理治疗：物理治疗师可以使用各种技术和方法来帮助偏瘫病人训练受影响的肌肉和运动功能。这可能包括活动疗法、运动训练、平衡训练、抗阻力训练等，物理治疗的目标是通过刺激神经肌肉连接、增加肌肉力量和灵活性、改善姿势和步态等，促进病人的康复和运动恢复，功能性训练，功能性训练注重病人在日常生活中的实际功能恢复。治疗师会指导病人进行各种活动和动作，如坐立、站立、行走、上下楼梯等，以增强他们的功能能力和独立性。这种训练有助于病人恢复日常生活中所需的基本动作和技能。

2、现有技术(申请号：cn115517657a)公开了一种基于人体运动特征的无线振动反馈系统，系统包括：多种边缘姿态传感器模块，多个边缘振动反馈传感器和边缘主机。边缘姿态传感器用于捕获人体的运动参数，通过无线通讯模块传输给振动反馈传感器，振动传感器中的mcu对运动参数进行解算，根据预设的规则进行不同模式的振动，对传感器佩戴者进行提醒。边缘主机对姿态参数进行收集，同时对振动反馈模式进行监控与振动反馈规则更改。

3、上述专利系统虽然轻量，多功能，易监控易使用，能为康复训练提供有效的振动反馈，但是存在以下弊端，无法准确评估肌肉活动，导致无法直接观察和量化肌肉的活动水平，从而无法准确评估患者的肌肉力量和控制能力。

技术实现思路

1、为了解决相关技术中的问题，本申请提供一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，具有监测肌肉的收缩和放松情况，评估肌肉力量和控制能力，填补了现有技术的空缺。

2、本申请提供一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，采用如下的技术方案：包括显示系统和获取人体各特征点处的运动姿态数据的多个传感器单元，传感器单元用于获取的人体运动踪迹控数据进行处理，并通过无线模块无线传输方式传输至主机系统；

3、其中，传感器单元包括imu传感器、压力传感器、角度传感器、表面肌电传感器、光学传感器、心率传感器、呼吸频率传感器。

4、作为方案的进一步优化，imu传感器设置有六个，六个imu传感器分别安装在小腿、大腿和手臂上；压力传感器设置有六个，六个压力传感器分别安装在左右前脚掌区域、左右中脚掌区域和左右后脚掌区域，压力传感器用于测量脚掌的压力数值；角度传感器设置有四个，分别安装在膝关节和肘关节上，用于测量关节的运动范围和角度变化；表面肌电传感器，分别安装在大腿肌肉、小腿肌肉和手臂肌肉上，用于记录肌肉活动和肌电信号；光学传感器位于在使用者的前部和后部，用于捕捉身体的姿态和运动轨迹；心率传感器位于胸前，用于测量心率变化和心率变异性；呼吸频率传感器位于鼻腔和口部，用于测量呼吸频率。

5、作为方案的进一步优化，表面肌电传感器通过无线模块将数据传输主机系统和显示系统形成表面肌电图。

6、作为方案的进一步优化，无线模块与多个传感器单元传输方式为rfid传输和激光传输，无线模块将采集到的数据上传至主机系统交互及显示系统。

7、作为方案的进一步优化，imu传感器为陀螺仪。

8、作为方案的进一步优化，角度传感器为磁力计。

9、作为方案的进一步优化，光学传感器为深度摄像头。

10、作为方案的进一步优化，深度摄像头获取场人体模型信息，通过将景深数据和图片信息相结合构成三维坐标数据。

11、作为方案的进一步优化，主机系统采用d-h表示方法实现对节点运动肢体的移动和姿态的还原、对节点肢体的运动捕捉，并进行实时重构。

12、本申请具有以下有益效果：

13、1、通过表面肌电传感器可以监测肌肉的收缩和放松情况，评估肌肉力量和控制能力，分析肌肉协调性，方便定量评估肌肉疲劳，方便对肌肉的再生和康复进展进行准确监测；

14、2、通过压力传感器可以确定脚部哪一部位先着地，通过观察偏瘫病人脚部的着地顺序，可以评估其步态的异常情况。例如，如果偏瘫病人的步态中先脚尖着地，再脚跟着地，可能表明存在足背屈肌群功能减退或肌张力异常等问题，这种异常的步态着地顺序可以提示医疗专业人员存在的问题，进而指导康复治疗的方向和方法。

15、说明书附图

16、附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

17、图1为本发明实施例的整体结构示意图；

18、图2为本发明实施例的训练流程示意图。

技术特征：

1.一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于：包括显示系统和获取人体各特征点处的运动姿态数据的多个传感器单元，传感器单元用于获取的人体运动踪迹控数据进行处理，并通过无线模块无线传输方式传输至主机系统；

2.根据权利要求1所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，imu传感器设置有六个，六个imu传感器分别安装在小腿、大腿和手臂上；

3.根据权利要求1所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，表面肌电传感器通过无线模块将数据传输主机系统和显示系统形成表面肌电图。

4.根据权利要求3所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，无线模块与多个传感器单元传输方式为rfid传输和激光传输，无线模块将采集到的数据上传至主机系统交互及显示系统。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，imu传感器为陀螺仪。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，角度传感器为磁力计。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，光学传感器为深度摄像头。

8.根据权利要求7所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于：深度摄像头获取场人体模型信息，通过将景深数据和图片信息相结合构成三维坐标数据。

9.权利要求2所述的一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，其特征在于，主机系统采用d-h表示方法实现对节点运动肢体的移动和姿态的还原、对节点肢体的运动捕捉，并进行实时重构。

技术总结
本发明属于康复训练技术领域，具体涉及一种基于人体运动特征的无线运动踪迹控制系统，包括显示系统和获取人体各特征点处的运动姿态数据的多个传感器单元，传感器单元用于获取的人体运动踪迹控数据进行处理，并通过无线模块无线传输方式传输至主机系统，其中，传感器单元包括IMU传感器、压力传感器、角度传感器、表面肌电传感器、光学传感器、心率传感器、呼吸频率传感器；IMU传感器为陀螺仪，角度传感器为磁力计，光学传感器为深度摄像头，通过表面肌电传感器可以监测肌肉的收缩和放松情况，评估肌肉力量和控制能力，通过压力传感器可以确定脚部哪一部位先着地，通过观察偏瘫病人脚部的着地顺序，可以评估其步态的异常情况。

技术研发人员：张宗永,戴永刚,施志川
受保护的技术使用者：上海朗尚传感技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15