[发明专利]一种判断足内外八的方法

说明书

本发明公开了一种判断足内外八的方法，具体步骤如下：1)数据采集；2)定位完全着地的时间点；3)对信号进行步态检测；4)单步信号划分；5)计算角度的大小；6)坐标转换；7)计算脚掌偏转角度；8)判断足外八和足内八。本方法通过对用户在行走或运动过程中基于足部的各种参数进行实时采集和算法处理，能够判断出用户足内外八情况，并且分析过程方便快捷，准确度高,有利于用户及早发现进行矫正。

技术领域

本发明涉及步态分析技术领域，尤其涉及一种判断足内外八的方法。

背景技术

步态是人体结构与功能、运动调节系统、行为及心理活动在行走时的外在表现，但是，其中某个系统或某些方面的功能障碍，都可引起步态异常。八字脚的成因很多，比如遗传、缺钙、过早学步、过早穿皮鞋等等，但是归根结底还是由于脚部受力不平衡所造成的，内八字是脚内侧受力重，外八字是脚外侧受力重，后跟也随这力度旋转变形，久而久之，形成足部骨骼及足踝甚至是腿骨的变形。外八字脚的成年人久了之后膝盖会往外移，双腿会出现变成X型腿，这时候会出现膝关节疼痛，还会加速人体关节的退化。因此，有必要提供一种方便，快捷，精准的判断足内外八的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种判断足内外八的方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种判断足内外八的方法，具体步骤如下：

1)数据采集：至少采集脚在空间X、Y、Z三个方向上的线加速度及角加速度信号数据，所述X、Y、Z方向为设定的方向；

2)定位完全着地的时间点:设置初始阈值为0.5G，方波信号为0，将原始信号放大3倍，消除干扰，对信号数据进行低通滤波处理，利用y轴加速度生成方波信号，若检测到方波是为下降边沿，开始检测x轴角速度极大值，判断极大值是否大于500DPS，若否，则以该极大值的时间点为着地时间点，若是，则继续寻找以角速度为零的时间点为完全着地时间点；

3)对信号进行步态检测：检测信号的极大值，从极大值开始寻找与极大值相差大于阈值的实时信号数据，实时信号数据与极大值的差值大于阈值时将方波信号置为-1，在方波信号为-1时开始检测y轴加速度的最小值，并检测完全着地时间点，在找到完全着地时间点后，方波信号置为0，以极大值和最小值的差值的0.8倍作为下一步的阈值；

4)单步信号划分：检测生成的方波信号的下降沿，在实时信号大于最小值0.2G时(减少过程误差)开始检测角速度的极大值判断极大值的大小，小于零时以该极值点作为一步结束的时间，大于零时，从极值点位置开始寻找角速度为零的时间点，作为一步的结束；

5)计算角度的大小：定位着地后脚掌翻转的时间，对角速度进行积分，求解出角度β，β＝∫(w*t),式中w为角速度，t为采样时间；

5)坐标转换:以每一次完全着地时加速度计的坐标作为地面坐标系，对加速度进行坐标转换；

6)计算脚掌偏转角度：gama＝arctg(Acxx′/Accy′)；式中：gama为脚掌偏转角度，Accx’为变换后的X轴加速度值，Accy’为变换后的Y轴加速度值；

7)判断足内八和足外八：判断脚掌偏转角度方向的正负关系以及绝对值大小，若该角度的绝对值小于θ，则当前步态为正常步态；若该角度的绝对值大于θ，且方向为正，则当前步态为外八；若该角度的绝对值大于θ，且方向为负，则当前步态为内八。

优选的，所述θ＝15。

优选的，所述坐标变化的公式为式中β：内外旋的β角度；Accx为原始的X轴加速度值；Accy为原始的Y轴加速度值；Accz为原始的Z轴加速度值、Accx’为变换后的X轴加速度值；Accy’为变换后的Y轴加速度值；Accz’为变换后的Z轴加速度值。

优选的，所述的滤波方式采用二阶巴特沃斯低通滤波器进行滤波。