[发明专利]一种便携式平衡能力及步态分析传感装置

摘要

本发明属于传感器装置技术领域，具体公开了一种便携式平衡能力及步态分析传感装置。本发明的装置中，三轴加速度传感器用于检测相对三轴加速度，并将检测结果传输至数据处理芯片；三轴陀螺仪用于检测相对角加速度，并将检测结果传输至数据处理芯片；数据处理芯片接收三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传输的数据，通过蓝牙传输模块或串口通信模块将接收的数据传输至PC机；PC机通过控件接收数据处理芯片传输的数据，然后进行处理分析；本发明根据得出的三轴相对加速度和转动角度，通过PC机运算，获得三轴绝对加速度值，通过测量人体三个方向上的加速度信号，来评估的人体的平衡能力及步态特征，本装置操作成本较低，数据处理简单，适合推广使用。

主权项

1.一种便携式平衡能力及步态分析传感装置，其特征在于：包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、数据处理芯片、PC机和供电电源，数据处理芯片上设置有拨动开关；三轴加速度传感器用于检测相对三轴加速度，并将检测结果传输至数据处理芯片；三轴陀螺仪用于检测相对角加速度，并将检测结果传输至数据处理芯片；数据处理芯片接收三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传输的数据，并通过蓝牙传输模块或串口通信模块将接收的数据传输至PC机；PC机通过控件接收数据处理芯片传输的数据，然后进行处理分析，并显示和保存；所述的处理分析包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪检测出的数据为三轴相对加速度和三轴旋转角度，通过以下算法将三轴相对加速度转换为绝对加速度；其中Wx为x轴转动角度，WY为y轴转动角度，WZ为z轴转动角度；aX0为x轴方向测得的相对加速度，aY0为y轴方向测得的相对加速度，aZ0为z轴方向测得的相对加速度；aX为以大地为参考的x方向的绝对加速度，aY为以大地为参考的y方向的绝对加速度，aZ为以大地为参考的z方向的绝对加速度； 坐标系绕x轴旋转时的坐标参数矩阵表达式：坐标系绕y轴旋转时的坐标参数矩阵表达式：坐标系绕z轴旋转时的坐标参数矩阵表达式：同时绕x，y，z轴时有，Rε＝R1×R2×R3其矩阵表达式：得出X，Y，Z三个方向的绝对加速度为基于以上算法，通过PC机程序的运算，就可将本装置直接测量得到的三轴相对加速度转换为绝对加速度，从而实现结果的输出；供电电源用于提供电源。