步角測(cè)量方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及慣性測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種步角測(cè)量方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)療檢查和步態(tài)矯正領(lǐng)域，經(jīng)常會(huì)需要測(cè)量步角，步角是指被測(cè)目標(biāo)在落地時(shí)所指的方向與行進(jìn)方向之間的夾角。在測(cè)量步角時(shí)，可以先為被測(cè)目標(biāo)規(guī)定一個(gè)行進(jìn)方向，讓被測(cè)目標(biāo)沿著該規(guī)定的行進(jìn)方向移動(dòng)，得到運(yùn)動(dòng)軌跡后，根據(jù)該運(yùn)動(dòng)軌跡可以確定被測(cè)目標(biāo)在每一次落地時(shí)所指的方向與該規(guī)定的行進(jìn)方向之間的夾角，即為步角。如測(cè)量人腳的步角時(shí)，讓人腳沿著一條指向北方的直線移動(dòng)，獲取人腳落地時(shí)的腳印，如果人腳一次落地時(shí)的腳印指向北偏東30°時(shí)，可以確定本次落地時(shí)的步角為30°。
[0003]測(cè)量步角時(shí)可以使用慣性測(cè)量，慣性測(cè)量是指利用陀螺、加速度計(jì)等慣性敏感元件，實(shí)時(shí)測(cè)量與慣性敏感元件固定連接的被測(cè)目標(biāo)相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的角速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，從而根據(jù)速度公式、距離公式以及角度公式等計(jì)算被測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)該運(yùn)動(dòng)軌跡得到被測(cè)目標(biāo)的步角。
[0004]在申請(qǐng)日為2012年7月25日、申請(qǐng)?zhí)枮?01210268628.0的中國(guó)專(zhuān)利《一種三維人體步態(tài)定量分析系統(tǒng)和方法》提供了下述步角測(cè)量的方法:為被測(cè)目標(biāo)規(guī)定一個(gè)行進(jìn)方向，讓被測(cè)目標(biāo)沿著規(guī)定的行進(jìn)方向移動(dòng)，且被測(cè)目標(biāo)每結(jié)束一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期發(fā)生一次停車(chē)(即靜止)，當(dāng)停車(chē)到達(dá)一定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，開(kāi)始下一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期；對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，利用被測(cè)目標(biāo)上固定連接的陀螺，按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取被測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，得到被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的每個(gè)采樣周期的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)獲取到的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出用于表示被測(cè)目標(biāo)在每個(gè)采樣周期的姿態(tài)的角度測(cè)量值，將得到的角度測(cè)量值投影至被測(cè)目標(biāo)落地時(shí)所在的行進(jìn)平面上，以得到被測(cè)目標(biāo)與該規(guī)定的行進(jìn)方向之間的平面角度測(cè)量值，從得到的多個(gè)平面角度測(cè)量值中選取最大值和最小值，將最大值和最小值之差作為被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角。
[0005]當(dāng)前的測(cè)量步角方法以該角度測(cè)量值的最大值與最小值之間的差作為步角，不能直觀的體現(xiàn)實(shí)際步角的大小，因此，測(cè)量的準(zhǔn)確度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種步角測(cè)量方法和裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0007]第一方面，提供了一種步角測(cè)量方法，所述方法包括:
[0008]對(duì)于被測(cè)目標(biāo)的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，獲取所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向，所述第一方向用于表不所述被測(cè)目標(biāo)所指的方向；
[0009]獲取所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第二方向，所述第二方向用于表示所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的行進(jìn)方向；
[0010]根據(jù)所述第一方向和所述第二方向，獲取所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角。
[0011]第二方面，提供了一種步角測(cè)量裝置，所述裝置包括:
[0012]第一方向獲取模塊，用于對(duì)于被測(cè)目標(biāo)的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，獲取所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向，所述第一方向用于表示所述被測(cè)目標(biāo)所指的方向；
[0013]第二方向獲取模塊，用于獲取所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第二方向，所述第二方向用于表示所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的行進(jìn)方向；
[0014]步角獲取模塊，用于根據(jù)所述第一方向和所述第二方向，獲取所述被測(cè)目標(biāo)在所述運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供的方法和裝置，通過(guò)獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向和第二方向，該第一方向表不該被測(cè)目標(biāo)在獲取該第一方向這一時(shí)刻所指的方向，該第二方向表示該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的實(shí)際行進(jìn)方向，根據(jù)該第一方向和該第二方向，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角，該步角可以直觀地表示該第一方向與實(shí)際行進(jìn)方向之間的夾角，且并未引入該被測(cè)目標(biāo)的其他的姿態(tài)變化因素，大大提高了步角測(cè)量的準(zhǔn)確度。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種步角測(cè)量方法的流程圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種步角測(cè)量方法的流程圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的人腳的長(zhǎng)軸所在的豎直平面示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的獲取步角的示意圖；
[0022]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的步角修正示意圖；
[0023]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種步角測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種步角測(cè)量方法的流程圖，參見(jiàn)圖1，該方法包括:
[0026]101、對(duì)于被測(cè)目標(biāo)的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向，該第一方向用于表不該被測(cè)目標(biāo)所指的方向。
[0027]102、獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第二方向，該第二方向用于表示該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的行進(jìn)方向。
[0028]103、根據(jù)該第一方向和該第二方向，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，通過(guò)獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向和第二方向，該第一方向表不該被測(cè)目標(biāo)在獲取該第一方向這一時(shí)刻所指的方向，該第二方向表示該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的實(shí)際行進(jìn)方向，根據(jù)該第一方向和該第二方向，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角，該步角可以直觀地表示該第一方向與實(shí)際行進(jìn)方向之間的夾角，且并未引入該被測(cè)目標(biāo)的其他的姿態(tài)變化因素，大大提高了步角測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[0030]可選地，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向包括:
[0031]獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的開(kāi)始時(shí)刻的姿態(tài)；
[0032]根據(jù)該開(kāi)始時(shí)刻的姿態(tài)，確定該被測(cè)目標(biāo)在該開(kāi)始時(shí)刻所指的方向；
[0033]將該開(kāi)始時(shí)刻所指的方向作為該被測(cè)目標(biāo)的第一方向。
[0034]可選地，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第一方向包括:
[0035]獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的結(jié)束時(shí)刻的姿態(tài)；
[0036]根據(jù)該結(jié)束時(shí)刻的姿態(tài)，確定該被測(cè)目標(biāo)在該結(jié)束時(shí)刻所指的方向；
[0037]將該結(jié)束時(shí)刻所指的方向作為該被測(cè)目標(biāo)的第一方向。
[0038]可選地，根據(jù)該第一方向和該第二方向，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角包括:
[0039]計(jì)算該第一方向與該第二方向之間的夾角，將該夾角作為該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的步角。
[0040]可選地，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的第二方向包括:
[0041]獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的開(kāi)始時(shí)刻的位置和結(jié)束時(shí)刻的位置；
[0042]根據(jù)該開(kāi)始時(shí)刻的位置和該結(jié)束時(shí)刻的位置，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的行進(jìn)向量；
[0043]將該行進(jìn)向量的方向作為該第二方向。
[0044]可選地，根據(jù)該開(kāi)始時(shí)刻的位置和該結(jié)束時(shí)刻的位置，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的行進(jìn)向量包括:
[0045]將該開(kāi)始時(shí)刻的位置作為向量的起點(diǎn)，將該結(jié)束時(shí)刻的位置作為向量的終點(diǎn)，得到該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的行進(jìn)向量。
[0046]可選地，獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的開(kāi)始時(shí)刻的位置和結(jié)束時(shí)刻的位置包括:
[0047]獲取該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的開(kāi)始時(shí)刻的位置；
[0048]基于該開(kāi)始時(shí)刻的位置，根據(jù)該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)多個(gè)采樣周期的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的結(jié)束時(shí)刻的位置。
[0049]可選地，基于該開(kāi)始時(shí)刻的位置，根據(jù)該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)多個(gè)采樣周期的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期的結(jié)束時(shí)刻的位置包括:
[0050]根據(jù)該開(kāi)始時(shí)刻的位置和該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)多個(gè)采樣周期的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)第一個(gè)采樣周期的終止位置；
[0051]基于該被測(cè)目標(biāo)在該運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)第一個(gè)采樣周期的終止位置，以該被測(cè)目標(biāo)在上一個(gè)采樣周期的