[实用新型]一种肢体运动参数采集处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电子自动控制技术领域，具体涉及一种肢体运动参数采集处理装置。

背景技术

现有的肢体运动参数采集处理装置主要是利用多传感器测量步态参数的技术手段来对相应的数据进行采集，该装置在使用时需将各传感器准确地布置于肢体相应的的部位，使用操作繁琐且所采集的数据误差较大。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种使用方便、准确度高的肢体运动参数采集处理装置。

为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种肢体运动参数采集处理装置，其特征在于，包括LED发光器、摄像机、视频采集卡和计算机，所述摄像机、视频采集卡和计算机依次连接。

所述视频采集卡采用PCI1411视频采集卡。

装置将视频识别、电子控制应用于肢体研究和假肢设计中，具体通过高清摄像机将人体佩戴发光点的下肢在正常步态下的运动进行拍摄，通过视频采集卡传递给计算机，应用计算机中存储的LabVIEW编写的Vi对代表下肢运动状态的特征发光点(人体股骨和髋骨交接及髌骨、跗骨、小拇趾骨)进行识别，提取出特征发光点，应用数字图像处理技术及机器视觉技术对特征光点进行分析计算，得到人体下肢正常步态下的运动参数，为分析运动员的肢体运动和假肢的设计提供了科学而准确的依据。

本实用新型的装置可应用于肢体研究，包括机器人研究，假肢的设计与控制研究，运动员的运动状态研究等领域。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式

在LabVIEW软件平台上采用视觉与运动模块采集人体下肢运动步态视频，通过识别跟踪标记点并对其进行相关处理的方法在线实时的计算出下肢运动参数，在此参数基础上建立大小腿的运动状态模型，可改进研究步态运动时采用多传感器测量步态参数方法的准确性。采用视频采集下肢参数的方法为研究人体肢体运动开辟了新方向，该方法建立运动状态模型为假肢设计提供了新手段。

参考图1，本实用新型的肢体运动参数采集处理装置包括LED发光器、摄像机、视频采集卡和计算机，所述摄像机、视频采集卡和计算机依次连接，其中的视频采集卡采用PCI 1411视频采集卡。

装置在使用时，LED发光器布置于肢体相应的的部位，相应的LED发光器代表下肢运动状态的特征发光点(人体股骨和髋骨交接及髌骨、跗骨、小拇趾骨)，通过摄像机获取下肢正常步态下的参数，接着通过视频采集卡将摄像机所采集的数据传输至计算机，在计算机中应用数字图像处理技术及机器视觉技术对特征光点进行分析计算，得到人体下肢正常步态下的运动参数，在此基础上仿真出人体下肢运动时大小腿摆动的正常步态模型。

计算机对所采集的数据进行处理的过程主要包括运动步态记录、实时参数以及曲线拟合三部分组成。

运动步态记录：发光点固定在人腿的四个特殊部分，通过对采集到的视频处理得到发光点的运动状态视频序列，并对其进行分析处理，计算出肢体的运动步态参数及运动步态函数关系，

实时参数：对视频中发光点的运动状态进行计算分析处理，可得到大腿角度及角速度函数、小腿角度及角速度函数、大小腿角度运动关系函数，同时进行数据存储和恢复仿真。

仿真模型模块：在数据分析系统计算出的大小腿运动函数关系的基础上，通过输入采集的大腿的运动角度来实时控制小腿的运动状态，在计算机所预存的自动控制系统中进行人腿运动的模拟和仿真，进而可利用仿真模型进行更加细致的对比分析。

本实用新型的装置中所使用的电子元器件均为市售的已知产品，本领域技术人员根据本实用新型的技术效果即可实现各电子元器件的具体连接。