[发明专利]一种基于惯性传感器的肢体动作捕捉方法及康复评估系统

权利要求书

1.一种基于惯性传感器的肢体动作捕捉方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取惯性传感器发送的数据信号，提取所测肢体的关节活动数据；

根据关节之间的父子关系，构建上臂、前臂、大腿和/或小腿的向量，得到上臂、前臂、大腿和/或小腿的位置；

获取关节活动数据，对于每个关节，分别针对不同的关节动作计算相应关节角的姿态参数；

根据上臂、前臂、大腿和/或小腿的位置，以及关节角的姿态参数，复原肢体动作。

2.如权利要求1所述的一种基于惯性传感器的肢体动作捕捉方法，其特征在于，在获取惯性传感器发送的数据信号之前，对于每个惯性传感器坐标系，根据所测肢体局部坐标系进行矫正。

3.如权利要求2所述的一种基于惯性传感器的肢体动作捕捉方法，其特征在于，对于每个惯性传感器坐标系，根据所测肢体局部坐标系进行矫正包括：

在初始动作下，将传感器坐标系与世界坐标系对齐；

基于世界坐标系，分别获取初始动作下人体解剖学局部坐标姿态四元数、和惯性传感器坐标姿态四元数；

基于局部坐标姿态四元数和惯性传感器坐标姿态四元数，计算矫正参数。

4.如权利要求1所述的一种基于惯性传感器的肢体动作捕捉方法，其特征在于，根据关节之间的父子关系，构建上臂、前臂、大腿和/或小腿的向量包括：根据上臂、前臂、大腿或小腿对应的相邻互为父子关系的两个关节的坐标，构建四维矢量。

5.一种基于惯性传感器的肢体康复评估系统，其特征在于，包括多个惯性传感器和计算装置；其中，所述计算装置包括：

肢体动作捕捉模块，被配置为执行如权利要求1-4任一项所述的肢体动作捕捉方法。

6.如权利要求5所述的一种基于惯性传感器的肢体康复评估系统，其特征在于，所述计算装置还包括：

肢体动作建模模块，被配置为根据还原的肢体动作，构建相应的三维人体模型。

7.如权利要求6所述的一种基于惯性传感器的肢体康复评估系统，其特征在于，所述计算装置还包括：

康复动作配置模块，被配置为接收医生指定的康复动作，所述康复动作基于肢体健康者采用如权利要求1-4任一项所述的肢体动作捕捉方法得到。

8.如权利要求5所述的一种基于惯性传感器的肢体康复评估系统，其特征在于，所述计算装置还包括：

运动数据显示模块，被配置为根据还原的肢体动作，进行实时显示。

9.如权利要求8所述的一种基于惯性传感器的肢体康复评估系统，其特征在于，根据还原的肢体动作，实时显示关节角度变化，或，同步实时显示患者的肢体动作与康复动作。

10.如权利要求7所述的一种基于惯性传感器的肢体康复评估系统，其特征在于，所述计算装置还包括：

康复评估模块，被配置为基于患者动作和康复动作，生成康复评估报告。