[发明专利]预测对象的多个步态周期的KAM的系统、方法和软件应用程序

权利要求书

1.一种用于预测对象的多个步态周期的膝内敛运动(KAM)的系统，所述系统包括：

至少一个传感器，其可附着到所述对象的至少一条腿的脚踝附近且用于提供所述多个步态周期的加速度计数据和陀螺仪数据；

处理装置，其用于接收所述对象的参数和来自所述至少一个传感器的加速度计数据和陀螺仪数据，以用于通过神经网络来评估所述对象的多个步态周期的经预测KAM，

其中通过来自多个对象的多个步态周期期间的测量值和来自所述多个对象的参数来确定所述多个对象的多个步态周期的KAM以配置所述神经网络。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，用于配置所述神经网络的测量值包括：来自至少一个传感器的关于所述多个对象的多个步态周期的加速度计数据和陀螺仪数据，和所述多个对象的所述多个步态周期的经测量KAM。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述对象的参数和所述多个对象的参数包括来自包括以下各项的组中的一个或多个参数：年龄、性别、体重、身高、膝宽、脚踝宽、以及腿标识。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的系统，其中，根据所述多个对象中的每个对象的在多个步态周期上的运动学信息以及相应的地面反作用力测量值来确定那个对象的经测量KAM。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器是惯性测量单元传感器，其可布置靠近踝部分的水平并邻近脚踝并且被配置成在所述对象的多个步态周期期间提供加速度计数据和陀螺仪数据。

6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述处理装置通信的便携式电子设备，用于在所述对象的多个步态周期期间接收所述经预测KAM并向所述对象显示所述经预测KAM。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理装置进一步被配置为：当所述对象的多个步态周期期间的经预测KAM超过预确定阈值时，生成用于警告所述对象的信号。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理装置被配置成用于从所述至少一个传感器的加速度计数据和陀螺仪数据中提取多个在步态周期的脚跟着地部分和脚趾离开部分之间的数据段。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述对象的下一个步态周期之前，从所述神经网络输出所述对象的一个步态周期的经预测KAM。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述神经网络被优化，以用于预测特定对象的除了第一多个步态周期之外的多个步态周期的KAM，其中通过利用以下各项来确定KAM而更新所述神经网络：所述特定对象的在所述第一多个步态周期上的运动学信息及相应的地面反作用力测量值，和来自至少一个传感器的在所述第一多个步态周期上的加速度计数据和陀螺仪数据。

11.一种训练神经网络以预测对象的多个步态周期的膝内敛运动(KAM)的方法，所述方法包括：

存储多个对象中的每个对象的在多个步态周期上的经测量KAM和来自至少一个传感器的关于所述多个对象中的每个对象的在所述多个步态周期上的加速度计数据和陀螺仪数据，所述至少一个传感器可附着到所述多个对象中的每个对象的至少一条腿的脚踝附近；

从所述多个对象中的每个对象的多个步态周期的经存储的加速度计数据和陀螺仪数据来导出值；

使用以下各项来训练神经网络一预确定数量的周期：关于所述多个对象中的每个对象的多个步态周期的经导出值，所述多个对象中的每个对象的多个步态周期的相应的经测量KAM和经预测KAM，以及所述多个对象的参数，其中在一个或多个训练周期之后调整所述神经网络以最小化经预测KAM和相应周期的经测量KAM之间的差的绝对值之和。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，根据所述多个对象中的每个对象的所述多个步态周期上的运动学信息以及相应的地面反作用力测量值来确定那个对象的经测量KAM。