一种三维光幕式平衡分析仪及其控制方法
本发明属于三维光幕式平衡分析仪技术领域，尤其涉及一种三维光幕式平衡分析仪及其控制方法。
背景技术：
目前，三维光幕式平衡分析仪目的是通过光对射形成三维光幕，目标在光幕中的平衡木中行走，并通过四周的光幕进行人的步态和晃动幅度进行分析，结合总用时，对目标的平衡能力进行分析。常在幼儿、青少年的平衡性训练中使用。
在传统的平衡能力测量中，主要是以人工记录目标走平衡木的时间为主，这种测量方式存在人为计时误差较大，并且局限于使用走平衡的时间作为平衡能力的评判指标。
目前使用到类似技术的设备有：一种人员平衡掌控能力的训练及测试设备(专利号：202020904323.4)，此专利中，通过红外光幕传感器完成人员是否掉落的数据采集，再通过数据收集处理终端进行人员信息的关联、数据的处理。此专利中，红外光幕传感器仅限于检测人员是否从平衡木上掉落，无法测量目标在行走过程中的步态及晃动幅度等平衡能力参数。
此外国内暂无相关三维光幕式平衡分析仪相关专利。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)传统的平衡能力测量中，主要是以人工记录目标走平衡木的时间为主，这种测量方式存在人为计时误差较大，并且局限于使用走平衡的时间作为平衡能力的评判指标。
(2)现有平衡能力测量设备中，红外光幕传感器仅限于检测人员是否从平衡木上掉落，无法测量目标在行走过程中的步态及晃动幅度等平衡能力参数。
解决以上问题及缺陷的难度为：就目前的各种平衡能力测量设备，不能通过机器实现自动计时，不能通过多种平衡能力参数对平衡能力综合评估。在平衡能力测试中，会遇到人工计时误差大，平衡能力指标单一、红外线传感精度低的情况，且现有的平衡能力测试局限于时间的计算，对行走过程中的各项指标没有相关监测，使得现有的平衡能力测试结果不够数据化，科学化。
解决以上问题及缺陷的意义为：使用三维光幕式平衡分析仪可以解决以上问题，实现了机器自动计时，通过高精度的激光检测测量多个平衡能力指标等功能，此外，本三维光幕式平衡分析仪还可以在行走过程中监测的手臂晃动幅度、步长、步停等步态特征，大大提高了平衡能力测量的数据化、科学化。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种三维光幕式平衡分析仪及其控制方法，旨在解决现有设备对于平衡能力的测量无法测量目标的步态及晃动幅度等平衡能力参数等问题。
本发明是这样实现的，一种三维光幕式平衡分析仪，所述三维光幕式平衡分析仪，包括纵向激光发射器载板、纵向激光接收器载板、横向激光发射器载板、横向激光接收器载板、启程段激光对射感应开关、结束段激光对射感应开关、数据线、单片机控制模块、平衡木、电源开关、激光发射器、激光接收器、电源线、导线以及移动端。
其中，所述激光发射器载板包括多个等距的激光发射器和一个电源开关，激光接收器载板中有对应的激光接收器和一个电源开关，以平衡木为中心，纵向激光发射器载板和纵向激光接收器载板垂直于目标(受试者)前进方向平行对立摆放，横向激光发射器载板和横向激光接收器载板平行于目标前进方向平行对立摆放，在平衡木四周形成一个光幕空间；
竖直设立的激光发射器载板和激光接收器载板，在激光接收器载板上外部安装控制模块和电源开关；在激光发射器载板上靠近激光接收器载板的一侧设有若干个激光发射器，各激光发射器沿激光发射器载板轴向和径向方向等距离排列；在激光接收器载板上靠激光发射器载板的一侧设有若干个与各激光发射器相配合使用的激光接收器；
在横向激光发射器载板、横向激光接收器载板的两端并排对应分别摆放启程段激光对射感应开关、结束段激光对射感应开关，并在平衡木对齐处的启程段和结束段印有醒目的横线标记。
进一步，所述三维光幕式平衡分析仪，还包括：
在载板上从左上角向下向右，设有等距等大小的圆形孔，用来将传感器放置其中并有卡槽可将其固定；传感器通过其引脚及数据线与外部的单片机控制模块的i/o口相连接；传感器通过导线将其vcc端与电源连接，单片机控制模块使用usb-a线与电源连接，单片机控制模块和移动端之间使用蓝牙通信。
进一步，所述三维光幕式平衡分析仪，还包括：
人体静立姿态采集模块，光幕立于平衡木的前、后、左、右，在装备设备时，按照预先设定好的三维坐标号依次对应的安装激光接收器和发射器，当目标走上平衡木的静立区，遮挡多排的激光，此时与激光接收器连接的单片机i/o口检测出高电平，单片机就按照预设的三维坐标号及被遮挡住的激光点，利用算法还原出当前人体静立姿态坐标；
人体行走姿态识别模块，设备依据人体静立姿态坐标，预设人体在行走时的头、左手、右手、左脚和右脚在内的关键部位的各自坐标移动范围；待目标走平衡木时，单片机对上述坐标区域的被遮挡激光点坐标进行分类识别，形成人体行走时的身体姿态坐标，最终分析出人体的行走姿态；
全程时间测量模块，在平衡木的启程段和结束段对应处，立于平衡木左右的光幕有两列激光对射式传感器作为行程开关；当目标行走遮挡这两处激光接收信号后，单片机检测到这两处的i/o口转为高电平，即刻开启与停止计时，所记录的时间差则为目标走平衡木的全程时间；
左右平衡能力分析模块，当目标在平衡木上行走时，立于平衡木前后的光幕采集目标左右肩、臂、手因上下起伏而遮挡的激光点位置，并基于静立坐标，监测目标左右偏移的坐标差和在某一坐标的停留时间，并通过计算得出目标走平衡木时的左、右平衡能力与身体协调性；
步态特征分析模块，当目标在平衡木上行走时，立于平衡木左右的光幕采集目标膝盖、脚步因向前移动而遮挡的激光点位置，并基于静立坐标，监测目标前后移动时脚、膝盖部位在某一坐标的停留时间，以及脚部落下的坐标与其抬起前的坐标差及时间差，经过计算得出目标走平衡木时的步长、步频和步停时间在内的步态特征。
进一步，人体静立姿态采集模块中，所述人体静立坐标包括头、左手、右手、左脚和右脚在内的关键部位坐标。
进一步，所述人体感应部件采用激光发射器和激光接收器；每一个接收器后均连接着一个单片机io口，当有光线被人体遮挡，则该单片机的io口由低电平转为高电平，其余未被遮挡光线所对应的单片机i/o口保持低电平。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的三维光幕式平衡分析仪的三维光幕式平衡分析仪的控制方法，所述三维光幕式平衡分析仪的控制方法包括以下步骤：
步骤一，当同一条直线上的激光发射器、激光接收器之间没有人体遮挡时，激光发射器发出的调制信号或光信号能顺利到达激光接收器，激光接收器接收到调制信号后，相应的内部电路输出低电平；
步骤二，在有人体遮挡的情况下，激光发射器发出的调制信号或光信号不能顺利到达激光接收器，则该激光接收器因接收不到调制信号而输出为高电平；
步骤三，在装备设备的时候，按照预先设定好的行列号依次对应的安装激光接收器和发射器；在开启时，激光发射器发射出激光，指向对应的接收器，形成一个三维光幕空间；
步骤四，目标在平衡木上行走时，会遮挡到多排的激光，一旦与激光接收器连接的单片机i/o口检测出高电平，就进行判断，根据预先制定的激光信号三维坐标号模拟当前目标的行走姿势，并换算与记录步态特征及平衡能力；
步骤五，使用时打开载板的开关，打开时，会向移动端发送一个注册信号，移动端按接收到信号后，检测是否激光发射器正常工作及激光接收器是否能接收到信号；
步骤六，目标向前移动，遮挡启程段所对应的激光收发器件组后，单片机控制模块开始计时并监测左右肩、臂、手、膝盖、脚的所遮挡的激光收发器件组所对应的三维坐标号，当目标遮挡到结束段所对应的激光收发器件组后，单片机停止计时，并根据平衡能力检测算法计算出此次平衡能力得分。
进一步，所述三维光幕式平衡分析仪的控制方法，还包括：
当目标站在启程段时，双手侧平举展开，纵向激光接收器进行监测，根据预设的坐标号，记录此时被遮挡的收发器中最左侧的点，其所在行的下方30厘米所在水平线上的激光点组为横轴线，与平衡木中线重合处垂直线上的激光点组设为纵轴线；横纵轴线将纵向激光接收器载板从左上至右下以此划分为a,b,c,d四个区域，并以此确立本次测量过程中，目标四肢活动范围；
横向激光接收器与纵向激光接收器同步，将与横轴线相同高度上的激光点组为横轴线，横轴线将横向激光接收器载板分为上下两个部分，记为e，f；在f区中，将与平衡木所在高度的处于同一水平高度的激光点组设为模拟地平线，测量步停和步长在内的步态特征；
在平衡木的启程段和结束段对应光幕对射器处设有对标线，标志出整个测量区域，提示目标整个测量范围；若在测量过程中，a，b，e三个部分任一部分检测不到光线遮挡，即本区域内所有接收器引脚的i/o口均为低电平，则停止所有计时，清除所有记录数据，判定本次测试失败。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述的三维光幕式平衡分析仪。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述的三维光幕式平衡分析仪的控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的三维光幕式平衡分析仪的控制方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
现有技术走平衡木反映人体平衡能力的测试为使用平衡木(长3米，宽10厘米，高30厘米；平衡木的两端为起点线和终点线，两端外各加一块长20厘米、宽20厘米、高30厘米的平台)和秒表测试。测试时，受试者站在平台上，面向平衡木，双臂侧平举，当听到"开始"口令后，前进。测试员视受试者起动开表计时，当受试者任意一个脚尖超过终点线时，测试员停表。测试两次，取最好成绩，记录以秒为单位，保留小数点后一位，小数点后第二位数按"非零进一"的原则进位，如10.11秒记录为10.2秒。
注意事项：测试时，受试者如中途落地须重试；要安排人员对受试者进行保护。
本发明可以很好的满足其所有需求，相比于传统的测试员视受试者启动开表计时，当受试者任意一个脚尖超过终点线时，测试员停表。本发明在平衡木上标定启程段和结束段，当受试者向前移动，遮挡启程段所对应的激光收发器件组后，单片机控制模块开始计时；当受试者遮挡到结束段所对应的激光收发器件组后，单片机停止计时。相比于人工计时，机器计时的准确度更高，此外，在受试者行走过程中，单片机会根据每一秒钟遮挡的激光收发器件组，进行姿态分析，并通过平衡能力检测算法对受试者的平衡能力有着更数据化、科学化的综合评估。
本发明提供的三维光幕式平衡分析仪，通过机器采集了步长、步频、步停时间等步态特征参数，以此评定目标的平衡能力水平，并通过量化指标，做到科学、量化的评价与指导。相较于传统的人工计时，本发明解决了人工计时误差较大，评定指标单一，无法给予科学、量化的评价与指导等问题。同时，本发明可以在进行人体平衡性测量时，通过三维光幕，可以将目标的平衡能力与身体协调性通过步态特征、所用时间及晃动幅度等可视化的数据反映出来，可以直观的对目标的平衡性进行评估。
本发明将激光对射传感器嵌入纵、横向激光收发器载板中，传感器与纵、横向激光收发器载板是一体的，解决了设备安装铺设的问题，一体化的设计方便了标志杆的组合，灵活安放，一体式的设计也方便进行数据的采集汇总。
本发明通过对目标进行走平衡木测试，能根据测得的左、右平衡能力与身体协调性量化指标，以及步长、步频、步停时间等步态特征参数，评定目标的平衡能力与水平。以此替代传统的平衡能力测试方案：仅仅是走平衡木计时。
本发明设备具备自动开启与停止计时功能，以替代人工计时。
本发明能在后续针对目标的平衡能力分析及训练改进计划的制定中，利用测得的左、右平衡能力与身体协调性量化指标，以及步长、步频、步停时间等步态特征参数，做到科学、量化的评价与指导。
本发明的激光收发器相较于红外线发射管而言，选择激光收发器作为传感单元。优势在于：红外光发射管是呈扇形发射红外光，激光发射器呈直线发射激光，相比而言，激光收发器有着更高的测量精度和更好的方向性。
本发明的三维激光对射传感器组成的光幕可以精确地监测到目标走平衡木过程中的身体平衡姿态与步态动作。
本发明的横向激光收发器载板和纵向激光收发器载板在测量过程中可以保持同步，同时进行晃动幅度及步态特征的分析。
本发明通过采集各项数据，并将量化其总得分，可以更直接清晰的评估目标的平衡性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的三维光幕式平衡分析仪的结构示意图；
图中：1、纵向激光发射器载板；2、纵向激光接收器载板；3、横向激光发射器载板；4、横向激光接收器载板；5、启程段激光对射感应开关；6、结束段激光对射感应开关；7、数据线；8、单片机控制模块；9、平衡木；10、电源开关；11、激光发射器；12、激光接收器；17、启程段；18、结束段。
图2是本发明实施例提供的激光对射工作原理图；
图中：11、激光发射器；12、激光接收器；13、电源线；14、导线；15、激光发射器载板；16、激光接收器载板。
图3是本发明实施例提供的激光检测模拟图；
图中：2、纵向激光接收器载板；4、横向激光接收器载板；9、平衡木；19、模拟地平线。
图4是本发明实施例提供的三维光幕式平衡分析仪的控制方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种三维光幕式平衡分析仪及其控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图4所示，本发明实施例提供的三维光幕式平衡分析仪的控制方法包括以下步骤：
s101，当同一条直线上的激光发射器、激光接收器之间没有人体遮挡时，激光发射器发出的调制信号或光信号能顺利到达激光接收器，激光接收器接收到调制信号后，相应的内部电路输出低电平；
s102，在有人体遮挡的情况下，激光发射器发出的调制信号或光信号不能顺利到达激光接收器，则该激光接收器因接收不到调制信号而输出为高电平；
s103，在装备设备的时候，按照预先设定好的行列号依次对应的安装激光接收器和发射器；在开启时，激光发射器发射出激光，指向对应的接收器，形成一个三维光幕空间；
s104，目标在平衡木上行走时，会遮挡到多排的激光，一旦与激光接收器连接的单片机i/o口检测出高电平，就进行判断，根据预先制定的激光信号三维坐标号模拟当前目标的行走姿势，并换算与记录步态特征及平衡能力；
s105，使用时打开载板的开关，打开时，会向移动端发送一个注册信号，移动端按接收到信号后，检测是否激光发射器正常工作及激光接收器是否能接收到信号；
s106，目标向前移动，遮挡启程段所对应的激光收发器件组后，单片机控制模块开始计时并监测左右肩、臂、手、膝盖、脚的所遮挡的激光收发器件组所对应的三维坐标号，当目标遮挡到结束段所对应的激光收发器件组后，单片机停止计时，并根据平衡能力检测算法计算出此次平衡能力得分。
下面结合术语解释对本发明的技术方案作进一步描述。
一种三维光幕式平衡仪，可以在进行人体平衡性测量时，通过三维光幕，可以将目标的平衡能力与身体协调性通过步态特征、所用时间及晃动幅度等可视化的数据反映出来，可以直观的对目标的平衡性进行评估。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
基于使用现有设备对于平衡能力的测量无法测量目标的步态及晃动幅度等平衡能力参数等问题，本发明通过使用多排激光对射、阵列式摆放设备这二种方案解决此问题。
如图1所示，一种三维光幕式平衡分析仪，由纵向激光发射器载板(1)、纵向激光接收器载板(2)、横向激光发射器载板(3)、横向激光接收器载板(4)、启程段激光对射感应开关(5)、结束段激光对射感应开关(6)、数据线(7)、单片机控制模块(8)、平衡木(9)、电源开关(10)、激光发射器(11)、激光接收器(12)、电源线(13)、导线(14)、移动端(17)
为实现上述目的本发明具体方案如下：
人体感应部件采用激光发射器和激光接收器。每一个接收器后均连接着一个单片机io口，当有光线被人体遮挡，则该单片机的io口由低电平转为高电平，其余未被遮挡光线所对应的单片机i/o口保持低电平。
三维光幕的组成是由一组的纵、横向激光收发器载板组成，以平衡木为中心，纵向激光发射器载板(1)和纵向激光接收器载板(2)垂直于目标前进方向平行对立摆放，横向激光发射器载板(3)和横向激光接收器载板(4)平行于目标前进方向平行对立摆放，在纵向激光发射器载板(1)上等间距安装有多排多列激光发射器，在纵向激光接收器载板(2)上相应的有相同排列数量的激光接收器，每一个激光发射器都对应有一个相应的激光接收器，且发射点与接受点对应保持在同一条直线上。横向激光收发器载板采用相同的安装方法。在开启时，激光发射器发射出激光，指向对应的接收器，形成一个三维光幕空间。
(三)当目标站在启程段时，双手侧平举展开，纵向激光接收器进行监测，根据预设的坐标号，记录此时被遮挡的收发器中最左侧的点，其所在行的下方30厘米所在水平线上的激光点组为横轴线；与平衡木中线重合处垂直线上的激光点组设为纵轴线。横纵轴线将纵向激光接收器载板从左上至右下以此划分为a,b,c,d四个区域，并以此确立本次测量过程中，目标四肢活动范围。横向激光接收器与纵向激光接收器同步，将与横轴线相同高度上的激光点组为横轴线，横轴线将横向激光接收器载板分为上下两个部分，记为e，f。在f区中，将与平衡木所在高度的处于同一水平高度的激光点组设为模拟地平线，用于测量步停和步长等步态特征。
(四)三维光幕式平衡分析仪具有人体静立姿态采集的功能，光幕立于平衡木的前、后、左、右。在装备设备的时候，按照预先设定好的三维坐标号依次对应的安装激光接收器和发射器，当目标走上平衡木的静立区，遮挡了多排的激光，此时与激光接收器连接的单片机i/o口检测出高电平，单片机就按照预设的三维坐标号及被遮挡住的激光点，利用算法还原出当前人体静立姿态坐标。人体静立坐标主要涉及头、左手、右手、左脚和右脚等关键部位。
(五)三维光幕式平衡分析仪具有人体行走姿态识别功能。设备依据人体静立姿态坐标，预设人体在行走时的头、左手、右手、左脚和右脚等关键部位的各自坐标移动范围。待目标走平衡木时，单片机对上述坐标区域的被遮挡激光点坐标进行分类识别，形成人体行走时的身体姿态坐标，以最终分析出人体的行走姿态。
(六)三维光幕式平衡分析仪具有自动测量目标走平衡木的全程时间的功能。在平衡木的启程段和结束段对应处，立于平衡木左右的光幕有两列激光对射式传感器作为行程开关；当目标行走遮挡这两处激光接收信号后，单片机检测到这两处的i/o口转为高电平，即刻开启与停止计时，所记录的时间差则为目标走平衡木的全程时间。
(七)三维光幕式平衡分析仪具有分析目标的左右平衡能力的功能，当目标在平衡木上行走时，立于平衡木前后的光幕采集目标左右肩、臂、手因上下起伏而遮挡的激光点位置，并基于静立坐标，监测目标左右偏移的坐标差和在某一坐标的停留时间，并通过计算得出目标走平衡木时的左、右平衡能力与身体协调性。
(八)三维光幕式平衡分析仪具有分析目标的步态特征的功能，当目标在平衡木上行走时，立于平衡木左右的光幕采集目标膝盖、脚步因向前移动而遮挡的激光点位置，并基于静立坐标，监测目标前后移动时脚、膝盖部位在某一坐标的停留时间，以及脚部落下的坐标与其抬起前的坐标差及时间差，经过计算得出目标走平衡木时的步长、步频、步停时间等步态特征。
(九)将激光对射传感器嵌入纵、横向激光收发器载板中，传感器与纵、横向激光收发器载板是一体的，解决了设备安装铺设的问题，一体化的设计方便了标志杆的组合，灵活安放，一体式的设计也方便进行数据的采集汇总。
(十)在平衡木的启程段和结束段对应光幕对射器处设有对标线，标志出整个测量区域，提示目标整个测量范围。
(十一)若在测量过程中，a，b，e三个部分任一部分检测不到光线遮挡，即本区域内所有接收器引脚的i/o口均为低电平，则停止所有计时，清除所有记录数据，判定本次测试失败。
实施例2
本光幕式跳跃高度测量仪的主体由纵向激光发射器载板(1)、纵向激光接收器载板(2)、横向激光发射器载板(3)、横向激光接收器载板(4)、启程段激光对射感应开关(5)、结束段激光对射感应开关(6)、数据线(7)、单片机控制模块(8)、平衡木(9)、电源开关(10)、激光发射器(11)、激光接收器(12)组成。
在激光发射器载板中有多个等距的激光发射器(11)和一个电源开关(10)，激光接收器载板中有对应的激光接收器(1)和一个电源开关(10)，以平衡木为中心，纵向激光发射器载板(1)和纵向激光接收器载板(2)垂直于目标前进方向平行对立摆放，横向激光发射器载板(3)和横向激光接收器载板(4)平行于目标前进方向平行对立摆放，在平衡木四周形成一个光幕空间。竖直设立的激光发射器载板和激光接收器载板，在激光接收器载板上外部安装控制模块(8)和电源开关(10)；在激光发射器载板上靠近激光接收器载板的一侧设有若干个激光发射器(11)，各激光发射器(11)沿激光发射器载板轴向和径向方向等距离排列；在激光接收器载板上靠激光发射器载板的一侧设有若干个与各激光发射器(11)相配合使用的激光接收器(12)。在横向激光发射器载板(3)、横向激光接收器载板(4)的两端并排对应分别摆放启程段激光对射感应开关(5)、结束段激光对射感应开关，并在平衡木对齐处的启程段(17)和结束段(18)印有醒目的横线标记。
在载板上从左上角向下向右，设有等距等大小的圆形孔，用来将传感器放置其中并有卡槽可将其固定。传感器通过其引脚及数据线与外部的单片机控制模块的i/o口相连接。传感器通过导线将其vcc端与电源连接，单片机控制模块使用usb-a线与电源连接，单片机控制模块(8)和移动端(15)之间使用蓝牙通信。
下面结合工作原理对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明工作原理如下：
当同一条直线上的激光发射器、激光接收器之间没有人体遮挡时，激光发射器发出的调制信号(光信号)能顺利到达激光接收器，激光接收器接收到调制信号后，相应的内部电路输出低电平；而在有人体遮挡的情况下，激光发射器发出的调制信号(光信号)不能顺利到达激光接收器，这时该激光接收器因接收不到调制信号而输出为高电平。在装备设备的时候，按照预先设定好的行列号依次对应的安装激光接收器和发射器。目标在平衡木上行走时，会遮挡到多排的激光，一旦与激光接收器连接的单片机i/o口检测出高电平，就进行判断，根据预先制定的激光信号三维坐标号模拟当前目标的行走姿势，并换算与记录步态特征及平衡能力。
使用时打开载板的开关，打开时，会向移动端发送一个注册信号，移动端按接收到信号后，检测是否激光发射器正常工作及激光接收器是否能接收到信号。
目标向前移动，遮挡启程段所对应的激光收发器件组后，单片机控制模块开始计时并监测左右肩、臂、手、膝盖、脚的所遮挡的激光收发器件组所对应的三维坐标号，当目标遮挡到结束段所对应的激光收发器件组后，单片机停止计时，并根据平衡能力检测算法计算出此次平衡能力得分。
激光对射工作原理：
如图2所示，当同一条直线上的激光发射器、激光接收器之间没有人体遮挡时，激光发射器发出的调制信号(光信号)能顺利到达激光接收器，激光接收器接收到调制信号后，相应的内部电路输出低电平；而在有人体遮挡的情况下，激光发射器发出的调制信号(光信号)不能顺利到达激光接收器，这时该激光接收器因接收不到调制信号而输出为高电平。即当有光线被人体遮挡，则该io口由低电平转为高电平，其余未被遮挡光线所对应的i/o口保持低电平。
平衡能力检测算法：
如图3所示，当目标站在启程段时，双手侧平举展开，纵向激光接收器进行监测，根据预设的坐标号，记录此时被遮挡的收发器中最左侧的点，其所在行的下方30厘米所在水平线上的激光点组为横轴线。根据预设位置，与平衡木中线重合处垂直线上的激光点组设为纵轴线。横纵轴线将纵向激光接收器载板从左上至右下以此划分为a,b,c,d四个区域。横向激光接收器与纵向激光接收器同步，将与横轴线相同高度上的激光点组为横轴线，横轴线将横向激光接收器载板分为上下两个部分，记为e，f。在f区中，将与平衡木所在高度的处于同一水平高度的激光点组设为模拟地平线。
根据上述分区方式，将横纵激光收发器载板分为了a,b,c,d,e,f六个区域，a，b两区域负责监测目标行走过程中，左、右手臂的上下摆动幅度，c，d两区负责监测目标行走过程中，左、右脚的晃动幅度。e区负责目标行走过程中，手臂前后摆动幅度，f区负责监测目标的步停时间，即脚步移动的启动与停止。
当目标站在启程段时，双手侧平举展开，横纵激光收发器进行数据采集，在a区中，记录下最左侧的点为点a，视为左臂指尖端点。在b区中，记录下最右侧的点为点b，视为右臂指尖端点。在c区中，记录下最左侧的点为点c，视为左脚外侧点。在d区中，记录下最右侧的点为点d，视为右脚最外侧点。在e区中，记录下最顶部的点e，视为头顶顶点，同时记录下最前端的点e1和最后端的点e2。在f区中，记录最前端的端点点f，视为脚尖所在点。当目标向前行走，触发触发启程光幕遮挡时，触发单片机计时器1，开始计时，同时每1毫秒采集一次上述点a、b、c、d、f五个点所在坐标，并计算两次坐标差，差值分别记为左手晃动幅度da，右手晃动幅度db，左脚晃动幅度dc，右脚晃动幅度dd，并按照时间顺序将所有da,db,dc,dd进行储存；每一毫秒采集一次点e，点e1和点e2所在坐标，并计算点e1和点e的坐标差，记为
当目标前进遮挡到结束段光幕时，触发单片机计时器1，结束计时，并记录下总时长t。在结束计时之后，单片机进行数据处理分析，计算出受试过程中，a,b,c,d各区域内的平均晃动幅度，即计算da,db,dc,dd各自的平均值，记为
总分为100分，分数越高即代表目标平衡能力越好。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！