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申请/专利权人：连云港市第二人民医院(连云港市临床肿瘤研究所)

摘要：本发明提供一种基于微惯性导航的下肢位姿模糊引导控制方法及系统，涉及惯性导航技术领域，包括：在待测人员的下肢的多个位置上设置导航引导单元，在初始时刻获得初始位置信息，并在第i个时刻获取实测位置信息；通过位置预测模型获得预测位置信息；基于预测位置信息和实测位置信息，确定目标震动组件及其震幅，并使其震动，以引导待测人员的下肢动作。根据本发明，可基于实测位置信息和预测位置信息之间的误差来确定目标震动组件及其震幅，从而通过震动对待测人员进行反馈，可通过实时的反馈对待测人员的动作和姿态进行引导，可提升对于动作和姿态的矫正作用。

主权项：1.一种基于微惯性导航的下肢位姿模糊引导控制方法，其特征在于，包括：在待测人员的下肢的多个位置上设置导航引导单元，其中，每个导航引导包括惯性导航单元和震动引导单元，所述多个位置包括胯部位置、膝部上方位置、膝部下方位置以及脚踝位置，所述震动引导单元包括多个震动组件，所述惯性导航单元用于确定各个导航引导单元在多个时刻的位置信息，所述多个震动组件相互连接形成圆环形，用于使下肢穿戴所述震动引导单元时能够感受到多个角度的震动；在初始时刻，获取多个导航引导单元在预设坐标系中的初始位置信息，其中，预设坐标系为在待测人员所处空间内建立的三维坐标系，所述初始位置信息为三维位置信息；在所述初始时刻后续的第i个时刻，获取多个导航引导单元的实测位置信息；将所述初始位置信息和所述第i个时刻的实测位置信息，以及位置预测模型，获得多个导航引导单元在第i个时刻至当前脚步的结束时刻之间的多个时刻的预测位置信息；根据第i个时刻的所述预测位置信息和所述实测位置信息，确定震动引导单元的多个震动组件中，在第i个时刻执行震动处理的目标震动组件，以及目标震动组件的震幅；根据所述目标震动组件和所述目标震动组件的震幅，使所述震动引导单元进行震动，以对待测人员的下肢动作进行引导；将所述初始位置信息和所述第i个时刻的实测位置信息，以及位置预测模型，获得多个导航引导单元在第i个时刻至当前脚步的结束时刻之间的多个时刻的预测位置信息，包括：获取下肢的多个位置上的导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息，以及第i-1个时刻的实测位置信息；在当前脚步为待测人员的下肢迈出的第1步的情况下，根据大腿和小腿的最大预设夹角和最小预设夹角，以及第i个时刻的实测位置信息和第i-1个时刻的实测位置信息，确定当前脚步的预测结束时刻；在当前脚步不是待测人员的下肢迈出的第1步的情况下，根据历史脚步中获得的大腿和小腿的最大夹角和最小夹角，获得历史脚步的平均最大夹角和平均最小夹角；根据所述平均最大夹角和所述平均最小夹角，以及第i个时刻的实测位置信息和第i-1个时刻的实测位置信息，确定当前脚步的预测结束时刻；将所述初始位置信息、所述第i个时刻的实测位置信息和所述第i-1个时刻的实测位置信息，以及所述当前脚步的预测结束时刻输入位置预测模型，获得多个导航引导单元在第i个时刻至当前脚步的结束时刻之间的多个时刻的预测位置信息；在当前脚步为待测人员的下肢迈出的第1步的情况下，根据大腿和小腿的最大预设夹角和最小预设夹角，以及第i个时刻的实测位置信息和第i-1个时刻的实测位置信息，确定当前脚步的预测结束时刻，包括：根据公式 确定当前脚步的预测结束时刻tf，p，其中，ti为第i个时刻，P1，i为第1个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息，P2，i为第2个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息，为第1个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息与第2个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息之间的向量，P3，i为第3个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息，P4，i为第4个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息，为第3个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息与第4个导航引导单元在第i个时刻的实测位置信息之间的向量，为和之间的夹角，P1，i-1为第1个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息，P2，i-1为第2个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息，为第1个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息与第2个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息之间的向量，P3，i-1为第3个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息，P4，i-1为第4个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息，为第3个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息与第4个导航引导单元在第i-1个时刻的实测位置信息之间的向量，为和之间的夹角，θp，max为最大预设夹角，θp，min为最小预设夹角，Δt为各个时刻之间的时间间隔，if为条件函数；根据所述平均最大夹角和所述平均最小夹角，以及第i个时刻的实测位置信息和第i-1个时刻的实测位置信息，确定当前脚步的预测结束时刻，包括：根据公式 确定当前脚步的预测结束时刻tf，p，其中，θa，max为平均最大夹角，θa，min平均最小夹角。

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