專利名稱：用于檢測人的步行的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測人的步行的系統(tǒng)和方法，或者，換句話說，用于通過包括一系列步伐的運動的模式而檢測人的運動的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
用于分析人的運動的系統(tǒng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中日趨廣泛，尤其是用于分析人的身體活動。對人的行走活動的檢測所提供的信息使得例如估計人的能量消耗、評價人的久坐水平或估計在外科手術(shù)或藥物處置之后的身體機能的質(zhì)量或丟失成為可能。Najafi, B.、Aminian, K.、Paraschiv-Ionescu A.、Loew, F.、Bula C. J.以及 Robert， P.的標(biāo) 題為“Ambulatory system for human motion analysis using a kinematic sensor :monitoring of daily physical activity in the elderly，"Biomedical Engineering，IEEE Transactions on，2003 年 6 月、第 50 卷、no· 6、 第711-723頁的文獻描述2A1G運動傳感器(雙軸加速度計和單軸陀螺測試儀)，該運動傳感器佩戴在人的軀干上，并且，由0. 62-5. OOHz帶通濾波器對垂直加速度信號進行濾波。在經(jīng)濾波的信號上尋找到至少三個高于閾值的等間隔發(fā)生的峰值振幅。難以先驗地設(shè)置通用閾值，這顯著地涉及這樣的系統(tǒng)的可靠性的缺乏。Bernard Auvinet、Gilles BerrutΛ Claude Touzard、Laurent MouteK Nadine Collet、Denis Chaleil 以及 Eric Barrey 的標(biāo)題為"Reference data for normal subjects obtained with an accelerometric device”， Gait & Posture、2002 年 10 月、 第16卷、第2期、第1M-134頁的文獻描述對被認(rèn)為是大體上周期性活動的行走活動的頻率分析，其以取決于行走速度的頻率產(chǎn)生功率峰值。對垂直加速度信號的偶次諧波和奇次諧波之間的比的研究使研究步行的穩(wěn)定性成為可能。這并不涉及檢測行走活動，而涉及在已知人在行走時對人的行走活動進行分析或描繪特性。M. Sekine、Τ. Tamura> Τ. Togawa 以及 Y. Fukui 的標(biāo)題為 “Classification of waist-acceleration signals in a continuous walking record，，,Medical Engineering & Physics 22(4) (2000)，第洲5_四1頁的文獻描述使用小波變換而在代表人的步行的信號中區(qū)分人是否在水平表面上行走、爬樓梯或下樓。該文獻的內(nèi)容并不使檢測行走活動成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，在人的走動信號的記錄中檢測該人的行走活動。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于檢測人的步行的系統(tǒng)，該系統(tǒng)布置有包括雙軸或三軸運動傳感器的殼體。該殼體適合于附著到所述人的身體的上部，從而所述傳感器的第一測量軸適于提供代表所述身體的前后軸或垂直軸的度量，并且，從而所述傳感器的第二測量軸適于提供代表所述身體的中側(cè)軸的度量，所述系統(tǒng)還布置有用于分析由所述傳感器遞送的測量結(jié)果的分析裝置。所述分析裝置包括-處理裝置，其用于在時間窗口上處理由所述傳感器遞送的測量信號，所述處理裝置包括用于搜索所述信號中的主頻的裝置，和-檢測裝置，其用于在第一測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間或由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二時，檢測人的步行。這樣的系統(tǒng)使以降低的成本且在用戶佩戴該系統(tǒng)時幾乎沒有不適感的情況下，以魯棒且自動的方式檢測人的步行成為可能。例如，時間窗口是滑動窗口。因此，該系統(tǒng)甚至在相當(dāng)大的處理期期間都是極其精確的。在一個實施例中，所述運動傳感器是三軸的，所述傳感器的第一測量軸與所述身體的前后軸重合，所述傳感器的第二測量軸與所述身體的中側(cè)軸重合，并且，所述傳感器的第三測量軸與所述身體的垂直軸重合，所述檢測裝置適合于檢測第一測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間或第三測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間或由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和第二測量軸的信號的主頻之間的大體上等于二的比。因此，改進檢測的精度。根據(jù)一個實施例，該系統(tǒng)還包括高通濾波器。因此，去除由運動傳感器傳輸?shù)男盘柕南鄳?yīng)的連續(xù)分量，以便能夠以高精度檢測主頻。在一個實施例中，該系統(tǒng)還包括例如具有0. 5和IOHz的頻帶的帶通濾波器。因此，大大地制約與步行無關(guān)的信噪或頻率的影響。根據(jù)一個實施例，所述分析裝置在所述殼體的內(nèi)部或外部，并且，所述運動傳感器包括用于將其測量結(jié)果傳輸至該分析裝置的有線或無線的傳輸裝置。分析裝置可以并入殼體中或安裝在遠(yuǎn)程庫上，并且，來自殼體的輸出信號無論是否被分析，都能夠利用線或不利用線傳輸。所述運動傳感器可以是雙軸或三軸加速度計、雙軸或三軸磁強計或雙軸或三軸陀螺測試儀。本發(fā)明利用所有這些類型的運動傳感器來工作。例如，滑動時間窗口持續(xù)五秒，在偏移一秒的兩個連續(xù)的窗口之間存在著四秒的
部分重疊。這些值特別適合于人的步行。根據(jù)一個實施方式，用于搜索由運動傳感器傳輸?shù)男盘柕闹黝l的所述裝置適合于在每個時間窗口中通過譜分析而執(zhí)行對主頻的搜索。例如，該譜分析能夠是譜圖類型的。使用與切趾窗口卷積的信號的傅里葉變換模的平方的譜圖是一種搜索主頻的簡單、可靠且低成本的方法，所述主頻即與最大信號功率相對應(yīng)的頻率。用于搜索主頻的所述裝置可以適合于將對沿著第二軸Vsc的主頻的搜索限制在 0. 25Hz和IHz之間的頻率。用于搜索主頻的所述裝置可以適合于在第一軸與前后軸重合時，將對沿著第一軸的主頻的搜索限制在預(yù)定的頻率范圍中的頻率。該頻率范圍能夠以沿著第二軸的主頻 Hz 增加 0. 2Hz 和 3Hz 為邊界([fML+0. 2 ;3])。優(yōu)選，該范圍可以以沿著第二軸的主頻增加0. 25Hz和2Hz為邊界([ftt+0. 25 ； 2])。用于搜索主頻的所述裝置可以適合于在第一軸與垂直軸重合時，將對沿著第一軸的主頻的搜索限制在預(yù)定的頻率范圍中所包括的頻率。該頻率范圍可以以沿著第二軸的主頻 f L Hz 增加 0. 2Hz 和 3Hz 為邊界([f+0. 2 ;3])。用于搜索主頻的所述裝置可以適合于將對針對由所述運動傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻的搜索限制在預(yù)定的頻率范圍中所包括的頻率。該頻率范圍可以以沿著第二軸的主頻f L Hz增加0. 2Hz和3Hz為邊界([f+0. 2 ；3])。所有這些值特別適合于步行活動。根據(jù)一個實施例，所述檢測裝置適合于當(dāng)在至少一個軸上的至少一個頻率下的信號功率也高于閾值時，檢測方差內(nèi)的大體上等于二的所述主頻的比。換句話說，僅針對在至少一個軸上的至少一個頻率下具有的功率高于所確定的閾值的窗口而確定或使用這樣的比，該閾值能夠被稱為功率閾值。例如在測試階段期間先驗地確定或?qū)嶒灥卣{(diào)整該功率閾值。不但可能將至少一個頻率的功率的條件應(yīng)用于至少一個軸，而且還應(yīng)用于所有軸。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)該功率條件應(yīng)用于各種軸時，每個功率閾值可以互不相同。根據(jù)特定的實施例，所述確定裝置適合于當(dāng)主頻在至少一個軸上具有高于閾值功率的功率時，確定與給定的時間窗口相對應(yīng)的主頻的比?？赡軐⒃撻撝禇l件僅應(yīng)用于主頻或者同樣地應(yīng)用于其他定義的頻率或頻帶。應(yīng)當(dāng)指出，該功率閾值標(biāo)準(zhǔn)還可以應(yīng)用于測量向量的歐幾里得范數(shù)。對于每個時間窗口，例如主頻的(多個)頻率被驗證為具有高于功率閾值的功率。功率閾值可以先驗地或通過在例如解剖校準(zhǔn)的未發(fā)生任何事情的時隙中預(yù)先確定而設(shè)置
根據(jù)一個實施例，所述殼體適合于附著到所述人的軀干或骶骨。當(dāng)殼體附著到軀干時，軀干的振動幅度較高，這改進系統(tǒng)的精度。對骶骨的附著特別容易且謹(jǐn)慎，例如借助于帶。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，也提出一種用于基于由雙軸或三軸運動傳感器對沿著所述傳感器的第一測量軸和沿著所述傳感器的第二測量軸的運動進行的測量而檢測人的步行的方法，第一測量軸適于提供代表所述人的身體的前后軸或垂直軸的度量，第二測量軸適于提供代表所述身體的中側(cè)軸的度量，其中-在時間窗口上處理由所述運動傳感器遞送的測量信號，所述處理包括搜索所述信號中的主頻，以及-在第一測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間或由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二時，檢測所述人的步行。例如，在滑動時間窗口上執(zhí)行處理。


在研究作為非限制性的示例而描述并由附解說明的許多實施例的基礎(chǔ)上，將更好地理解本發(fā)明，其中-圖1示意地圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)的一個實施例；-圖2示意地表示人及其前后、垂直以及中側(cè)解剖軸；-圖3圖解說明根據(jù)圖1的由系統(tǒng)進行的測量結(jié)果的示例，其中，運動傳感器是雙軸加速度計；-圖4和5圖解說明分析裝置的運行；-圖6a和6b圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)的第一實施例；-圖7a、7b以及7c圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)的第二實施例；-圖和8b圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)的第三實施例；-圖9a和9b圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)的第四實施例；以及-圖IOa和IOb圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)的第五實施例。
具體實施例方式在所有附圖中，具有相同的標(biāo)記的元件是相似的。如在圖1中所圖解說明的，用于檢測人的步行的系統(tǒng)包括殼體BT，該殼體BT包括雙軸或三軸運動傳感器CM。殼體BT適合于附著到所述人的身體的上部，在該實例中，借助于彈性附著帶CEF，從而所述運動傳感器的第一測量軸適于提供代表所述身體的前后軸AP 或垂直軸VT的度量，并且，所述運動傳感器的第二測量軸適于提供代表所述身體的中側(cè)軸 ML的度量。作為變型，任何其他附著裝置都可以是合適的。例如，運動傳感器的第一測量軸可以與身體的前后軸AP或垂直軸VT重合，并且， 運動傳感器的第二測量軸可以與身體的中側(cè)軸ML重合。該重合可以例如通過解剖校準(zhǔn)來實現(xiàn)，例如通過要求附著有殼體BT的人靠墻盡可能地站直幾秒。該系統(tǒng)以已知的方式確定應(yīng)用于測量的旋轉(zhuǎn)矩陣，以便給予簡化為中側(cè)軸ML、前后軸AP或垂直軸VT的測量結(jié)果。運動傳感器CM還提供有傳輸模塊MTR，以便將測量結(jié)果通過在該示例中為無線傳輸?shù)膫鬏敹鴤鬏斨镣獠空維E，在這種情況下，外部站SE 為膝上型計算機。作為變型，傳輸能夠通過線而進行。運動傳感器可以是例如雙軸或三軸加速度計、 雙軸或三軸磁強計或者雙軸或三軸陀螺測試儀。然而，在剩余的描述中，以非限制性的方式，運動傳感器CM是雙軸加速度計，其第一測量軸與人的身體的前后軸AP重合，并且，第二測量軸與人的身體的中側(cè)軸ML重合。作為變型，加速度計的第二測量軸可以與人的身體的中側(cè)軸ML重合，并且，第一測量軸可以與人的身體的垂直軸VT重合。膝上型計算機SE包括用于分析由加速度計CM傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分析模塊MA。作為變型，分析模塊可以并入殼體BT中。分析模塊適合于在低于或等于IkHz且典型地為10至200Hz的數(shù)量級的采樣頻率下對從加速度計CM接收的信號進行采樣。分析模塊MA包括用于處理由加速度計CM遞送的測量信號的處理模塊MT。
作為變型，在諸如三軸加速度計的三軸運動傳感器CM的情況下，有可能執(zhí)行解剖校準(zhǔn)，從而加速度計的第一測量軸與人的身體的前后軸AP重合，加速度計的第二測量軸與人的身體的中側(cè)軸ML重合，并且，加速度計的第三測量軸與人的身體的垂直軸VT重合。在這種情況下，檢測模塊適合于檢測第一測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間的比或者第三測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間的比或者由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)和第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二。于是， 這給予改進的檢測精度。大體上等于2的比意指例如1. 7和2. 3之間的比，并且，優(yōu)選為1. 9和2. 1之間?？梢灶A(yù)先確定該比，但同樣可以試驗地調(diào)整該比，尤其是在測試階段期間。然后， 當(dāng)人在行走時，對該比所取的各種值精確地進行分析，然后，確定在算法中使用的臨界值。 考慮到與假陽性(當(dāng)人不在行走時，設(shè)備發(fā)出他在行走的信號)或假陰性(當(dāng)人在行走時， 設(shè)備指示他不在行走)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險，該確定尤其可以統(tǒng)計的方式進行。處理模塊MT可以包括高通濾波器FPH，這使去除由加速度計CM傳輸?shù)男盘柕南鄳?yīng)的連續(xù)分量成為可能，以便以高精度檢測主頻。處理模塊MT還可以包括帶通濾波器，以便大大地限制與行走無關(guān)的信噪或頻率的影響。此外，處理模塊MT包括用于通過譜分析而搜索由運動傳感器傳輸?shù)男盘柕闹黝l MRFD的模塊。包含根據(jù)頻率而估計信號的功率的譜分析是一種用于搜索信號的主頻的在計算方面簡單且低成本的已知的方法?！爸黝l”被理解為與信號的功率密度的最大值相對應(yīng)的頻率。當(dāng)然，作為變型，可以設(shè)想任何其他搜索主頻MRFD的方法。例如，譜分析不但可以通過使用傅里葉變換來執(zhí)行，而且也可以通過例如小波變換、更適合于非平穩(wěn)信號的技術(shù)的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他技術(shù)來執(zhí)行。分析模塊MA還包括檢測模塊MD，該檢測模塊MD用于在第一測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間，或者由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二時，檢測人的步行。本發(fā)明在不需要運動傳感器CM的物理校準(zhǔn)的情況下工作，或者，換句話說，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)基于以數(shù)值單元或伏特表示的原始數(shù)據(jù)工作，并且，運動傳感器CM的增益和位移的知識并非必要。如果決定不將伏特轉(zhuǎn)換為物理單位(例如，對于加速度計而言，m/ S2)，最小功率閾值的概念可以基于對休息狀態(tài)下的人的測量而不基于運動學(xué)上的數(shù)據(jù)而決定。圖2示意地圖解說明人及其三個解剖軸，即中側(cè)軸ML、前后軸AP以及垂直軸VT， 其取向為使得三面體(ML、VT、AP)是直接三面體。身體的中側(cè)軸ML取向為從身體的左部至身體的右部，前后軸AP取向為從身體的后部至身體的前部，并且，垂直軸取向為從身體的上部至身體的下部。最佳地，殼體可以放在軀干上或骶骨上。帶通濾波器FPB可以例如是在特別適合于行走的0. 5和IOHz之間的頻帶中進行濾波的4階巴特沃斯濾波器。信號被分成用于分析的時間窗口，時間窗口優(yōu)選為滑動時間窗口，例如，被分成五秒的窗口，在偏移一秒的兩個連續(xù)的窗口之間存在著四秒的部分重疊。然后，對于每個時間窗口，尋找信號的主頻。用于通過對譜圖類型的譜分析而搜索主頻MRFD的模塊可以適于將對沿著第一軸的主頻的搜索限制在0. 25Hz和IHz之間的頻率。用于通過譜分析而搜索主頻MRFD的模塊也可以適于在第一軸與前后軸AP重合時將對沿著第一軸的主頻的搜索限制在沿著第二軸的主頻fi Hz增加0. 2Hz和3Hz之間的頻率或沿著第二軸的主頻f L Hz增加0. 25Hz和2Hz之間的頻率([f+0. 25 ;2])。用于通過譜分析而搜索主頻MRFD的模塊還可以適于在第一軸與垂直軸VT重合時將對沿著第一軸的主頻的搜索限制在沿著第二軸的主頻fi Hz增加0. 2Hz和3Hz之間的頻率。用于通過譜分析而搜索主頻MRFD的模塊還可以適于將對針對由所述運動傳感器 CM傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻的搜索限制在沿著第二軸的主頻fi Hz 增加0. 2Hz和3Hz之間的頻率。所有這些對主頻的搜索的限制特別適合于行走，并且，使限制所使用的計算時間和內(nèi)存大小成為可能。此外，測試表明，對其中制約主頻搜索的這樣的頻率范圍的選擇通過顯著地降低假陽性或假陰性的風(fēng)險而使增加可靠性且甚至穩(wěn)定性成為可能。圖3示出根據(jù)時間的由根據(jù)本發(fā)明的一個方面的殼體BT傳輸?shù)男盘朣tt和^的示例，該殼體BT布置有雙軸加速度計CM，其第一測量軸與前后軸AP重合，其第二測量軸與中側(cè)軸ML重合。殼體BT例如放在其活動被監(jiān)測的人的骶骨上。圖4針對圖3的數(shù)據(jù)的情況而表示與信號Stt和^相對應(yīng)的根據(jù)時間的主頻、 和fAP、由用于對主頻MRFD進行搜索的模塊通過滑動窗口計算主頻、和fAP。圖5針對圖3和4的情況而表示由行走檢測模塊MD基于主頻f‘和fAP的比而進行的計算。然后，該系統(tǒng)檢測與初始時刻Os相對應(yīng)的時刻和與初始時刻之后18 相對應(yīng)的時刻之間的行走活動，以及在與初始時刻之后221s相對應(yīng)的時刻重新開始的行走活動。在用戶佩戴根據(jù)本發(fā)明的一個方面的行走檢測系統(tǒng)的下列示范性的實施例中，用戶在各種測試期間采取不動或移動的各種姿態(tài)。在該實例中，在200Hz的采樣率下進行測量。在持續(xù)IOs的滑動窗口上，將這些數(shù)據(jù)聚集在一起，其中，兩個連續(xù)的窗口之間重疊90%。由4階IIR巴特沃斯濾波器將帶通濾波
應(yīng)用于這些測量結(jié)果。通過計算所測量的信號乘以切趾窗口的乘積的傅里葉變換模的平方而執(zhí)行每個窗口的譜分析，從而使達(dá)到譜圖成為可能。在每個窗口上確定第二軸上的主頻4。在這些示例中，對于每個測量軸，在頻率值的相應(yīng)的優(yōu)選范圍中確定主頻在 0. 25Hz和IHz之間，并且，fAP在f+0. 25和2Hz之間。圖6a和6b圖解說明第一示例。圖6a圖解說明利用在帶上佩戴的根據(jù)本發(fā)明的一個方面的系統(tǒng)來進行的記錄。該檢測不受沿著中側(cè)軸ML測量的信號的功率的影響而起動。圖6a表示根據(jù)窗口指數(shù)的主頻、和。。它們是相應(yīng)地沿著中側(cè)軸ML和前后軸AP針對每個時間窗口而確定的主頻。圖6b表示針對每個時間窗口的主頻fAP和、之間的比。在該示例中，人僅在時間窗口 160和210之間行走。
與這些時間窗口相對應(yīng)的比大約處于值2。因此，該測試使確定閾值成為可能，該閾值大體上等于2，在該示例中，例如，等于1.9，高于該閾值，則認(rèn)為人正在行走?？梢愿鶕?jù)該類型的測試或通過已知的統(tǒng)計分析技術(shù)而手動地確定該閾值，從而使估計假陽性和假陰性的風(fēng)險成為可能。現(xiàn)在，圖解說明閾值大體上等于2，就是說，接近2，但并不嚴(yán)格等于2，在實驗測試期間能夠進行調(diào)整。該調(diào)整可以是手動的，或者例如通過確定fAP和fi之間的比的統(tǒng)計分布，并且，通過估計該分布的某些參數(shù)，例如在假設(shè)分布為正態(tài)的情況下的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，而自動地生成該調(diào)整。圖7a、7b以及圖7c圖解說明在帶上攜帶行走監(jiān)測系統(tǒng)的第二示例。例如在沿著中側(cè)軸ML測量的信號上強加所測量的信號的功率閾值。在此，功率閾值設(shè)置在0.01g2(g = 9. 81m · s_2)，低于該功率閾值，則不試圖檢測比fAP/ftt。在根據(jù)窗口指數(shù)的功率的圖7a中表示該功率。在該實例中，功率單位是重力常數(shù)的平方。因此，該曲線表示針對每個時間窗口沿著中側(cè)軸ML確定的主頻的功率。圖7b僅包含僅針對具有沿著中側(cè)軸ML測量的信號的時間窗口的沿著前后軸AP 的主頻fAP，該信號的功率高于所提到的閾值。在該示例中，用戶在時間窗口 155和210之間以及時間窗口 102和107之間行走。在圖7c中，針對每個與用戶的步行相對應(yīng)的窗口，獲得大體上等于2的比，就是說，在1. 8和2. 2之間。在該實例中，閾值能夠設(shè)置在1. 8或1. 9。將功率標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于沿著中側(cè)軸ML測量的信號或沿著前后軸AP測量的信號，或者同時應(yīng)用于這些信號，而且，閾值能夠不同。圖和圖8b圖解說明第三示例，對于第三示例，圖8b表示由所述傳感器CM傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和第二測量軸的信號的主頻fi的比。在圖9a、9b和10a、10b中相應(yīng)地圖解說明兩個其他示范性的實施例，系統(tǒng)相應(yīng)地附著到帶和軀干。這些示例示出用戶在時間窗口 150和200之間行走。在這兩個示例中特別清楚地圖解說明，無論系統(tǒng)放在身體的上部的什么地方，系統(tǒng)都極其可靠。本發(fā)明使以低成本且以高精度檢測人的行走活動成為可能。盡管本發(fā)明特別地描述了行走階段的檢測，但是該檢測也能夠應(yīng)用于跑步階段， 則調(diào)整用于搜索主頻的頻率范圍。此外，本發(fā)明并不強制物理地校準(zhǔn)運動傳感器。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測人的步行的系統(tǒng)，布置有包括至少雙軸運動傳感器(CM)的殼體(BT)， 所述殼體適合于附著到所述人的身體的上部，從而所述傳感器(CM)的第一測量軸適于提供代表所述身體的前后軸(AP)或垂直軸(VT)的度量，并且，從而所述傳感器(CM)的第二測量軸適于提供代表所述身體的中側(cè)軸(ML)的度量，所述系統(tǒng)還布置有用于分析由所述傳感器(CM)遞送的測量結(jié)果的分析裝置(MA)，其特征在于，所述分析裝置(MA)包括-處理裝置(MT)，其用于在時間窗口上處理由所述傳感器(CM)遞送的測量信號，所述處理裝置包括用于搜索所述信號中的主頻(MRFD)的裝置，以及-檢測裝置(MD)，其用于在所述第一測量軸的信號的主頻和所述第二測量軸的主頻之間或由所述傳感器(CM)傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和所述第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二時，檢測所述人的步行。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述時間窗口是滑動窗口。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述運動傳感器(CM)是三軸的，所述傳感器(CM) 的所述第一測量軸與所述身體的前后軸(AP)重合，所述傳感器(CM)的所述第二測量軸與所述身體的中側(cè)軸(ML)重合，并且，所述傳感器(CM)的第三測量軸與所述身體的垂直軸重合，所述檢測裝置(MD)適合于檢測所述第一測量軸的信號的主頻和所述第二測量軸的主頻之間或所述第三測量軸的信號的主頻和所述第二測量軸的主頻之間或由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和所述第二測量軸的信號的主頻之間的大體上等于二的比。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括高通濾波器(FPH)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括帶通濾波器(FPB)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分析裝置(MA)在所述殼體(BT)的內(nèi)部或外部，并且其中，所述運動傳感器(CM)包括用于將其測量結(jié)果傳輸至所述分析裝置(MA)的有線或無線的傳輸裝置(MTR)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述運動傳感器(CM)是雙軸或三軸加速度計或雙軸或三軸磁強計或雙軸或三軸陀螺測試儀。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述滑動窗口為五秒長，并且在偏移一秒的兩個連續(xù)的窗口之間存在著四秒的部分重疊。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于搜索由所述運動傳感器(CM)傳輸?shù)男盘柕闹黝l(MRFD)的所述裝置適合于通過對譜圖類型的譜分析而執(zhí)行對主頻的搜索。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于搜索主頻(MRFD)的所述裝置適合于將對沿著所述第二軸vML的主頻的搜索限制在0. 25Hz和IHz之間的頻率。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于搜索主頻(MRFD)的所述裝置適合于在所述第一軸與前后軸重合時，將對沿著所述第一軸的主頻的搜索限制在沿著所述第二軸Vtt的主頻Hz增加0. 2Hz和3Hz之間的頻率。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于搜索主頻(MRFD)的所述裝置適合于在所述第一軸與垂直軸重合時，將對沿著所述第一軸的主頻的搜索限制在沿著所述第二軸Vtt的主頻Hz增加0. 2Hz和3Hz之間的頻率。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于搜索主頻(MEFD)的所述裝置適合于將對針對由所述運動傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻的搜索限制在沿著所述第二軸的主頻Hz增加0. 2Hz和3Hz之間的頻率。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測裝置(MD)適合于在相應(yīng)的信號的功率也高于閾值時，檢測方差(Δ)內(nèi)的大體上等于二的所述頻率的比。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述殼體(BT)適合于附著到所述人的軀干或骶骨。
16.一種用于基于由雙軸或三軸運動傳感器對沿著所述傳感器(CM)的第一測量軸以及沿著所述傳感器(CM)的第二測量軸的運動進行的測量而檢測人的步行的方法，所述第一測量軸適于提供代表所述人的身體的前后軸(AP)或垂直軸(VT)的度量，所述第二測量軸適于提供代表所述身體的中側(cè)軸(ML)的度量，其特征在于-在時間窗口上處理由所述運動傳感器(CM)遞送的測量信號，所述處理包括搜索所述信號中的主頻，以及-在所述第一測量軸的信號的主頻和所述第二測量軸的主頻之間或由所述傳感器傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和所述第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二時，檢測所述人的步行。
全文摘要
一種用于檢測人的步行的系統(tǒng)，布置有包括至少雙軸運動傳感器(CM)的殼體(BT)，該殼體適合于附著到所述人的身體的上部，從而所述傳感器(CM)的第一測量軸適于提供代表所述身體的前后軸(AP)或垂直軸(VT)的度量，并且，從而所述傳感器(CM)的第二測量軸適于提供代表所述身體的中側(cè)軸(ML)的度量，所述系統(tǒng)還布置有用于分析由該傳感器(CM)遞送的測量結(jié)果的分析裝置(MA)，其中，該分析裝置(MA)包括處理裝置(MT)，其用于在時間窗口上處理由所述傳感器(CM)遞送的測量信號，所述處理裝置包括用于搜索所述信號中的主頻(MRFD)的裝置，和檢測裝置(MD)，其用于在第一測量軸的信號的主頻和第二測量軸的主頻之間的比或由所述傳感器(CM)傳輸?shù)臏y量結(jié)果的向量的歐幾里得范數(shù)的主頻和第二測量軸的信號的主頻之間的比大體上等于二時，檢測人的步行。
文檔編號A61B5/103GK102333483SQ201080009404
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者S·博內(nèi) 申請人:原子能和輔助替代能源委員會, 莫韋公司