[发明专利]步态分析器系统和方法

说明书

一种用于确定用户的步态轮廓的系统和方法。步态分析器系统使用：包括惯性传感器的感测系统，上述惯性传感器被配置成定位在右侧和左侧的脚部‑踝关节结构处；以及待被确定步态轮廓的人的下肢身体部位(小腿、大腿和躯干)的空间定向。在例示性实施方式中，步态分析器系统使用可以通过由用户穿戴的外骨骼装置或矫正装置提供的下述传感器：在左侧和右侧的腿部‑膝盖或大腿‑臀部结构处的两个附加的惯性传感器，以及提供指示左侧和右侧的膝盖和大腿的角度位置的信息的传感器。然后，使用来自惯性传感器的关于用户的生物力学信息结合膝盖和臀部角度来实施对用户的步态轮廓的确定。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月25日提交的美国临时专利申请号62/286,902的权益，其通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开涉及一种用于确定用户的步态轮廓的步态分析器系统和方法。

背景技术

提供最优化的膝盖辅助(即在用户活动的多于99％期间注入能量)的辅助移动装置诸如致动矫正器要求知晓用户腿部的状态，即要么a)处于站立状态(即与地面接触，要么b)处于摆动状态。

实现这一点的常见方法是使用压力传感器。然而，该方法具有缺点，主要是：

·压力传感器必须放置到用户的鞋子的鞋底中或者产生可以适于适合所有鞋子的鞋底；

·压力传感器的准确性对用户的特定站姿敏感，(依赖于当触及地面时脚部的哪个部分受压)，除非使用多个压力传感器；并且

·压力传感器可能易碎并且可能在短期使用之后损坏。

因此，需要一种克服压力传感器的缺点的、用于确定用户的步态轮廓的步态分析器系统和方法。

发明内容

本公开提供了一种用于确定用户的步态轮廓的步态分析器系统，包括：

第一感测系统，该第一感测系统与用户的右侧脚部相关联，包括：

第一惯性传感器；

第一固定机构，该第一固定机构被配置成将第一感测系统固定到用户的右侧脚部；

第一组外部传感器，该第一组外部传感器观察右侧小腿、右侧大腿和右侧躯干的空间定向；

第二感测系统，该第二感测系统与用户的左侧脚部相关联，包括：

第二惯性传感器；

第二固定机构，该第二固定机构被配置成将第二感测系统固定到用户的左侧脚部；

第二组外部传感器，该第二组外部传感器观察左侧小腿、左侧大腿和左侧躯干的空间定向；

至少一个处理器，该至少一个处理器与第一惯性传感器和第二惯性传感器以及第一组外部传感器和第二组外部传感器通信，该至少一个处理器具有相关联的存储器，该相关联的存储器包括存储在该存储器上的指令，当在处理器上执行该指令时，该指令实施以下步骤：

接收来自第一惯性传感器和第二惯性传感器的关于用户的生物力学信息；

接收来自第一组外部传感器和第二组外部传感器的生物力学信息；

使用来自第一惯性传感器和第一组外部传感器的生物力学信息来生成用户的右侧脚部的运动相关信息；

使用来自第二惯性传感器和第二组外部传感器的生物力学信息来生成用户的左侧脚部的运动相关信息；

通过将右侧脚部和左侧脚部的运动相关信息合并来计算用户的运动状态(例如站立状态或摆动状态)；以及

使用用户的运动状态生成用户的步态轮廓。