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专利号: 201910486177X
申请人: 山东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析系统,其特征是:包括站立平台和测试系统,其中:所述站立平台包括底板和两个上下设置的平板,所述平板之间通过一腔体连接,所述腔体内设置有六维力/力矩传感器,所述六维力/力矩传感器能够感应位于上侧平板的受力大小与方向,位于下侧的平板的一端与所述底板的一端连接,另一端通过可支撑调节杆与所述底板连接,所述平板相对于底板的倾斜角度可调;

所述测试系统包括显示模块和处理系统,所述处理系统与所述六维力/力矩传感器连接,接收足底压力的大小和方向,计算站立压力中心点的轨迹,并下达测试任务,所述显示模块被配置为显示测试任务界面,并显示站立压力中心点的轨迹;

所述处理系统下达测试任务,所述测试任务包括若干可移动的目标体,所述目标体与所述六维力/力矩传感器的检测信息所计算压力中心点的坐标相匹配,能够跟随所述计算压力中心点的坐标的移动而在显示模块移动;

六维力/力矩传感器测得重力的方向和大小,即站立平台坐标系三个坐标方向的地面反力数据Fx、Fy、Fz,以及围绕站立平台坐标系中具有旋转趋势的力矩数据Tx、Ty、Tz;根据公式{COPx,COPy}={‑Ty/Fz,Tx/Fz}求得重心点在站立平台上的坐标,即压力中心点坐标{COPx,COPy},将压力中心点坐标经过缩放用作目标体在显示模块上的像素坐标。

2.如权利要求1所述的一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析系统,其特征是:两个平板之间平行设置。

3.如权利要求1所述的一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析系统,其特征是:所述可支撑调节杆固定在下侧平板的端部,且具有卡柱,所述底板上依次设置有多个与所述卡柱配合的卡槽。

4.如权利要求3所述的一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析系统,其特征是:所述卡槽之间的设置间距均匀。

5.如权利要求3所述的一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析系统,所述卡槽之间的设置间距不均匀,且设置间距、位置与设定的倾斜角度相匹配。

6.如权利要求1所述的一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析系统,其特征是:所述处理系统下达测试任务,所述测试任务包括在设定倾斜角度的平台上稳定站立设定时长。

7.一种基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析方法,其特征是:包括以下步骤:

根据力/力矩数据计算压力中心点的坐标,得到站立压力中心点的人体冠状面和矢状面两个平面的法向方向分量;

所述力/力矩数据为:S=[Fx,Fy,Fz,Tx,Ty,Tz];其中,S为数据集,Fx、Fy、Fz为站立平台坐标系x、y、z三个坐标方向的地面反力数据,Tx、Ty、Tz为围绕站立平台坐标系中x、y、z轴具有旋转趋势的力矩数据;

所述根据力/力矩数据计算压力中心点的坐标,计算公式为:

{COPx,COPy}={‑Ty/Fz,Tx/Fz};

压力中心点的坐标与测试任务中的目标体相匹配,具体是将压力中心点坐标经过缩放用作目标体在显示模块上的像素坐标;所述测试任务显示在显示模块上,目标体跟随压力中心点的坐标的移动而在显示模块上移动;

对输入数据进行经验模式分解,将其分解为多个本征模函数和剩余函数,对每一个本征函数信号计算基于样本熵的多尺度熵,进行粗粒化处理,构建粗粒序列,进而得到多维向量;

计算粗粒序列与多维向量之间距离小于容限值的个数,计算其占总数的比例并累加,直到满足设定维度,得到新维度下的均值,进而计算不同尺度下的样本熵,获得基于熵的复杂性系数,作为平衡分析结果。

8.如权利要求7所述的方法,其特征是:分析过程在不同的倾斜角度下进行,得到不同倾斜角度的平衡能力分析结果。

9.一种计算机可读存储介质,其特征是:其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求7或8所述的基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析方法。

10.一种终端设备,其特征是:包括处理器和计算机可读存储介质,处理器用于实现各指令;计算机可读存储介质用于存储多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行权利要求7或8所述的基于视觉反馈的可变倾角站立平衡分析方法。