[发明专利]基于多传感器融合的康复鞋、监测分析方法及存储介质

权利要求书

1.基于多传感器融合的康复鞋，包括鞋底(1)，其特征在于，所述鞋底(1)内设有数据采集模块(2)，所述数据采集模块(2)包括处理单元(21)、与所述处理单元(21)电连接的压力检测单元(22)、六轴传感器单元(23)和无线通讯单元(24)，所述压力检测单元(22)包括多个分布于鞋底(1)用于获取足底压力值的压力传感器，所述六轴传感器单元(23)包括用于获取三轴加速度值的三轴加速度传感器和用于获取三轴角速度值的三轴角速度传感器。

2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的康复鞋，其特征在于，所述鞋底(1)包括底层(11)、位于所述底层(11)上方的中层(12)和位于所述中层(12)上方的鞋垫层(13)，所述压力检测单元(22)设于所述中层(12)表面并嵌入至所述鞋垫层(13)内。

3.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的康复鞋，其特征在于，所述中层(12)的两端的压力传感器数量多于所述中层(12)中部的压力传感器数量。

4.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的康复鞋，其特征在于，所述数据采集模块(2)还包括与所述处理单元(21)电连接的温湿度传感器单元(25)，所述温湿度传感器单元(25)包括设于所述中层(12)的两端的温湿度传感器。

5.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的康复鞋，其特征在于，所述数据采集模块(2)还包括与所述处理单元(21)电连接的GPS定位模块(26)、语音提示单元(27)与电源管理单元(28)，所述处理单元(21)、六轴传感器单元(23)、无线通讯单元(24)、GPS定位模块(26)、语音提示单元(27)与电源管理单元(28)集成在一线路板(29)中，所述底层(11)设有用于容纳所述线路板(29)的凹槽(14)，所述凹槽(14)内设有与所述电源管理单元(28)电连接的电池(30)。

6.根据权利要求5所述的基于多传感器融合的康复鞋，其特征在于，所述数据采集模块(2)还包括与所述电池(30)电连接的充电管理单元(31)，所述鞋底(1)外侧设有与充电管理单元(31)电连接的电源接口(32)以及与所述处理单元(21)电连接的充电指示灯(33)。

7.监测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、接收无线通讯单元(24)每隔预设时间段发送的由压力检测单元(22)在对应预设时间段内获取到的足底压力值数据及由六轴传感器单元(23)在对应预设时间段内获取到的三轴加速度值数据和三轴角速度值数据；

S2、将相邻的两个预设时间段作为步态分析窗口，并将步态分析窗口内每一时刻的最大足底压力值数据作为步态分析窗口数据；

S3、根据步态分析窗口内的最大足底压力值数据变化判断步态分析窗口内是否存在非正常运动步态时段；

S4、若存在非正常运动步态时段，则在步态分析窗口内，将非正常运动步态时段前最靠近非正常运动步态时段且最大足底压力值等于预设步态阈值的时刻作为起始时间点，并将起始时间点后的时间段作为非正常运动步态分析窗口，将非正常运动步态分析窗口内每一时刻的最大足底压力值、三轴加速度值和三轴角速度值作为非正常运动步态分析窗口数据，同步进行如下步骤：

S51、判断非正常运动步态分析窗口内每一时刻的最大足底压力值是否大于预设的步态阈值，若否，则输出疑似跌倒结果；

S52、根据非正常运动步态分析窗口内每一时刻的三轴加速度值计算非正常运动步态分析窗口内的三轴加速度平均值，并根据三轴加速度平均值计算与静止三轴加速度(0,0，g)的相关性系数，判断计算得出的相关性系数是否大于预设的相关性系数阈值，若否，则输出疑似跌倒结果，其中g为重力加速度；

S53、根据非正常运动步态分析窗口内每一时刻的三轴加速度值计算对应的合加速度值，并根据非正常运动步态分析窗口内的合加速度值的变化计算合加速度变化值方差，判断计算得出的合加速度变化值方差是否大于预设的方差阈值，若是，则输出疑似跌倒结果；

S6、若步骤S51、步骤S52、步骤S53中，任意两个步骤均输出疑似跌倒结果，则输出跌倒状态结果。