[发明专利]一种基于Kinect装置的步态特征提取系统

权利要求书

1.一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，其特征在于，所述系统包括Kinect传感器、信息接收装置、数据处理模块、中央控制中心和终端设备；所述数据处理模块包括第一数据处理模块和第二数据处理模块；

所述Kinect传感器的信号输出端连接信息接收装置的输入端；信息接收装置的输出端连接数据处理模块；数据处理模块的输出端连接终端设备；中央控制中心分别连接信息接收装置和数据处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，其特征在于，所述第一数据处理模块包括质心位置计算系统和质心位置比较系统；

所述质心位置计算系统，将信息接收装置发送的身体节段三维坐标来计算人体各身体节段质心位置，在根据各节段质心位置进而得出人体质心位置；

所述质心位置比较系统，通过接收质心位置计算系统得到的不同前进距离的质心位置，在基于深度图像的方法得出受试者质心上下或左右方向移动范围的平均值。

3.根据权利要求1所述的一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，其特征在于，所述第二数据处理模块通过计算左右足底的坐标得到受试者的平均步幅，再通过计算腿长对步幅进行标准化，最后通过标准化的步幅得到步速特征。

4.根据权利要求1所述的一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，其特征在于，所述信息接收装置接收由Kinect装置发送的受试者身体节段坐标数据信息，并将所得到的受试者骨骼节点的三维坐标位置进行储存并输出至数据处理模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，其特征在于，所述中央控制中心与信息接收装置和数据处理模块相连接，将信息接收装置和数据处理模块得到的各个数据信息实时的进行储存，并将最终得到的受试者步态特征发送至终端设备中。

6.一种基于Kinect装置的步态特征提取方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)将Kinect装置的摄像头调整为1.0m高，置于受试者的正前方5.5m处，受试者朝摄像头方向直线行走5m；Kinect装置的信号输出端与信息接收系统的输入端进行连接，对受试者骨骼节点的三维位置进行实时的捕获与储存；

(2)利用采集到的标记点位置计算出每个身体节段质心位置，然后，利用各节段质心位置计算人体质心位置；通过接收质心计算系统计算出的质心位置数据信息，画出质心上下、左右移动范围图；

(3)从步行轨迹数据中提取步态时空特征，包括步幅、步速。

7.根据权利要求6所述的一种基于Kinect装置的步态特征提取方法，其特征在于，所述身体节段质心位置的计算公式具体如下：

x_cm＝x_pl_p+x_dl_d；y_cm＝y_pl_p+y_dl_d；z_cm＝z_pl_p+z_al_d

其中，x_cm，y_cm，z_cm为节段质心三维坐标；x_p，y_p，z_p为节段近端的三维坐标；x_d，y_d，z_d为节段远端的三维坐标；l_p为从近端到末端的节段长度百分比；l_d为远端到末端的节段长度百分比。