[发明专利]用于分类哺乳动物的身体方位的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定和分类脊椎哺乳动物的身体方位的装置和方法。本发明尤其适于在给定点处对受试人的姿势进行适时分类，其在文中会有描述。然而，应当理解的是，本发明并不因此局限于这种应用。对受试人的姿势进行分类包括确定受试主体是坐下、站立还是躺下。身体方位可包含更深层面的细节，包括笔直地坐、懒散地坐、跪着等，以及包括走路和跑步等的动态身体方位。

本发明涉及国际专利申请PCT/AU2005/000743中描述的方法和装置，其通过交叉引用而合并于此。

在本文中，使用有关哺乳动物身体的方位、站立、坐下以及躺下这些词语涉及到哺乳动物身体的对准或状态，直立的、笔直的或坐着的姿势，和/或水平的、斜倚的或蜷缩的方位。

背景技术

在许多涉及评估人类或其他哺乳动物的身体移动的应用中，如康复、应变或负荷监测、运动评估以及工作场所的设计与构造中，通过了解人类或哺乳动物的大体方位可以提高对活动进行评估的能力。这是因为通常作用于躯干或身体的任意肢体的力可明显受身体的方位影响。

例如，当身体从一个方位向另一个方位移动时（例如从坐下到站立或从站立到坐下），会发生许多生理和生物力学的变化。就生物力学而言，这种运动可导致多种解剖学特征的角位移相对于一个或多个参考平面的变化。因此，身体方位的识别需要测量相对于参考系的角位移。角位移可通过使用位置传感器来测量，如通过提供参照重力的位置的加速计、提供参照地球磁场的位置的磁力计、陀螺仪和/或光纤传感器来测量。本发明可使用位置传感器来检测哺乳动物身体上一个或多个点（如脊柱上的一个或多个点）的角位移，并可使用该位移来识别各种身体方位。

相关技术简介

据报道，很多基于安放于身体上的传感器的技术已用于身体方位或由人作出的当前活动的自动识别。通常，这些技术通过将传感器的输出与对应于一组希望的姿势的一组在先特征（signature）输出进行匹配来计算姿势的概率。

然而，现有技术还有许多不足，其包括：

(a)现有技术不能通过放置在脊柱上的位置传感器来获得身体方位；

(b)现有技术可能是计算密集的，并且需要基于PC的离线处理；

(c)一些现有技术的准确性在区别不同的静止位置如站立位置和就坐位置方面相对比较差；

(d)一些现有技术依赖过渡检测，例如从坐到站或从站到坐的检测，这在系统连续检测当前姿势的场合中具有不能实时分类的缺陷。错过一次过渡可导致长期的错误分类状态；

(e)现有技术需要针对每个主体进行系统校准，以使针对各种身体方位的特征值可以得到调节；

(f)一些现有技术系统是基于汞的。基于汞的系统的缺点包括汞自身的有害性质和动态运动期间传感器内的汞的溅出（这会导致错误读数和严重的校准过程）。

本发明可解决现有技术的缺点，或者至少可向用户提供一个选择。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提供哺乳动物的身体方位的分类的设备，所述设备包括：

用于在身体上的一个或多个点处测量相对于参考系的所述身体位置的装置，其中，用于测量的所述装置包括至少一个位置传感器；

用于提供表示所述位置的第一数据的装置；

用于至少暂时存储所述数据的装置；以及

用于处理所述数据以提供所述身体方位的分类的装置。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于提供哺乳动物的身体方位的分类的设备，所述设备包括：

位置传感器，其设置成用于在身体上的一个或多个点处测量相对于参考系的所述身体的位置，并且用于提供表示所述位置的第一数据；

与位置传感器耦合的非易失存储装置，其设置成用于存储所述数据；以及

与位置传感器耦合的处理器，其设置成用于处理所述数据以提供身体方位的所述分类。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于提供哺乳动物的身体方位的分类的方法，所述方法包括：

在身体上的一个或多个点处测量相对于参考系的所述身体的位置，其中所述测量由至少一个位置传感器来执行；

提供表示所述位置的第一数据；

至少暂时存储所述数据；以及

处理所述数据以提供身体方位的所述分类。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于提供哺乳动物的身体方位的分类的方法，所述方法包括：

使用至少一个位置传感器来在身体上的一个或多个点处测量相对于参考系的所述身体的位置，并且提供表示所述位置的第一数据；