[发明专利]康复运动的训练系统及方法

摘要

本发明公开了一种康复运动的训练系统及方法，训练系统包括：第一姿态传感器、第二姿态传感器、第三姿态传感器和控制器；第一姿态传感器、第二姿态传感器和第三姿态传感器分别获取人体姿态的第一四元数、第二四元数和第三四元数并发送至控制器；控制器分别将第一四元数、第二四元数和第三四元数转换为惯导坐标系下的不同旋转顺序的欧拉角信息，并根据欧拉角信息判断人体的当前体位。本发明实现了对患者做出的康复动作进行测量并量化，根据数量值评价训练动作标准与否，对于判定患者做出的动作质量、动作误差以及了解患者初始站位习惯有特殊意义。且训练时无需专业医生(康复师)的参与，不受时间、场地的约束，实现了远程康复训练和指导。

主权项

1.一种康复运动的训练系统，其特征在于，所述训练系统包括：第一姿态传感器、第二姿态传感器、第三姿态传感器和控制器；所述第一姿态传感器固定于人体的躯干部分，所述第二姿态传感器固定于人体的大腿，所述第三姿态传感器固定于人体的小腿；所述第一姿态传感器用于获取人体姿态的第一四元数并发送至所述控制器；所述第二姿态传感器用于获取人体姿态的第二四元数并发送至所述控制器；所述第三姿态传感器用于获取人体姿态的第三四元数并发送至所述控制器；所述控制器分别将所述第一四元数、所述第二四元数和所述第三四元数转换为惯导坐标系下的不同旋转顺序的欧拉角信息，并根据所述欧拉角信息判断人体的当前体位；当人体处于标准站立位时，所述第一姿态传感器、所述第二姿态传感器和所述第三姿态传感器的机体坐标系的Y轴与惯导坐标系的Z轴重合；所述控制器包括欧拉角转换单元和判断单元；所述训练系统还包括显示器和提醒装置；所述显示器用于显示标准体位；所述欧拉角转换单元分别将所述第一四元数、第二四元数和第三四元数转化为惯导坐标系下的第一旋转顺序的第一欧拉角信息、第二欧拉角信息和第三欧拉角信息，以及分别将第二四元数和第三四元数转化为惯导坐标系下的第二旋转顺序的第四欧拉角信息和第五欧拉角信息；当所述标准体位为站立位或倒立位时，所述判断单元用于判断第一自转角、第二自转角和第三自转角与第一标准自转角的差值是否均在第一阈值范围内；当所述标准体位为侧卧位时，所述判断单元用于判断第二自转角和第三自转角与第二标准自转角的差值是否均在第二阈值范围内；当所述标准体位为仰卧位或俯卧位时，所述判断单元用于判断第四自转角和第五自转角与第三标准自转角的差值是否均在第三阈值范围内；当所述标准体位为跪立位时，所述判断单元用于判断第二自转角与第四标准自转角的差值是否在第四阈值范围内，且第五自转角与第五标准自转角的差值是否在第四阈值范围内；当所述标准体位为坐立位时，所述判断单元用于判断第四自转角与第六标准自转角的差值是否在第五阈值范围内，且第三自转角与第七标准自转角的差值是否在第五阈值范围内；当所述判断单元判断为否时，所述提醒装置提示报警信息；所述第一欧拉角信息包括第一自转角，所述第二欧拉角信息包括第二自转角，所述第三欧拉角信息包括第三自转角，所述第四欧拉角信息包括第四自转角，所述第五欧拉角信息包括第五自转角；所述第一标准自转角、所述第三标准自转角、所述第五标准自转角和所述第六标准自转角均为±90°；所述第二标准自转角为0°或180°；所述第四标准自转角和所述第七标准自转角均为90°。