運動頻率獲取方法以及裝置的製作方法
2023-10-28 22:24:02 1
專利名稱：運動頻率獲取方法以及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機技術領域，特別涉及一種運動頻率獲取方法以及裝置。
背景技術：
神經運動協同是人類中樞神經系統、外周神經系統、植物性神經、與運動系統的自主協同功能。研究表明，由於疾病、發育障礙、創傷、神經外科手術等原因造成的不同程度神經中樞功能損害，如認知功能障礙，將影響患者的神經運動協同功能。而神經運動協同功能有會對對象的認知能力、學習能力，如注意力集中，思維速度，閱讀和寫作之類的能力產生影響。近10年來，神經協同理論和神經可塑理論已經得到廣泛的認同，尋找一種有效的 辦法對中樞系統進行合適的幹預，我們就可以了解對象的神經運動功能和對象的學習技能和其他行為、心理和精神問題、障礙之類的聯繫，通過恰當的訓練，我們也可以改善對象的神經運動功能和對象的學習技能。而經過研究表明，通過完成一些簡單而準確，並且需要中樞輕易就可以執行的任務，就能反映或說明對象的認知、學習或行為上的能力，從而評估神經運動功能，而通過針對性的訓練，我們認為完成這些任務的能力的提升也就意味神經運動功能的提升。目前用於評估與訓練神經運動功能的設備或者系統，其訓練的基本原理是，系統發出聽覺或者視覺的指導信號，被測對象按照該指導信號的要求完成相應的動作，用戶在每次完成動作的瞬間均會觸發一個傳感器，該傳感器通過該觸發確定用戶完成動作的瞬間，通過比較該動作完成的瞬間是否是指導信號要求完成的瞬間而判定當前被測對象的神經運動功能情況，即現有技術系統屬於通過鑑相而判定被測對象的運動神經協調性。在現有技術中，在感測用戶動作時，往往僅檢測用戶動作完成的瞬間，通過比較該用戶動作完成瞬間是否在系統要求完成時間點上或者允許範圍內，如果是，則認為用戶準確按照系統要求完成了相應的動作，否則用戶未能很好按照系統要求完成動作。其存在以下的兩個缺陷
1、系統無法準確監測用戶動作的執行過程，譬如獲知其動作執行的起始瞬間等；
2、上述系統的應用過程中，如果被測對象在某時刻錯過了一個要求的瞬間，譬如延遲5秒完成動作，則後一動作務必要求加速5秒完成才可能跟上指導信號的節拍，而如果其按照預定的節拍動作的話，其無法在指導信號要求的瞬間完成下一的動作，而被判為神經運動功能較差或者失衡，而上述的加速又會導致被測對象的神經運動功能進一步失衡，導致實際需要通過不協調的動作執行而使系統得到協調完成的結論的，故現有技術的系統的檢測準確性不高，甚至違反了神經運動協調的基本理論使被測對象按照有規律的節拍完成動作。
發明內容
本發明實施例第一目的在於提供一種運動頻率獲取方法，應用該技術方案可以準確捕捉獲取到用戶對運動頻率。本發明實施例第二目的在於提供一種運動頻率獲取裝置，應用該技術方案可以準確捕捉獲取到用戶對運動頻率。本發明實施例提供的一種運動頻率獲取方法，包括實時檢測獲取用戶在動作過程中的加速度信號；根據用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在動作過程中加速度隨時間的變化率信號，確定在動作過程中加速度隨時間的變化率信號的頻率，確定頻率即為運動頻率。可選地，確定在動作過程中加速度隨時間的變化率信號的頻率，包括根據在動作過程中加速度隨時間的變化率信號，確定動作的起始瞬間、和/或動作的完成瞬間；在確定動作的起始瞬間、動作的完成瞬間後，實時向控制模塊發送標識信號，在標識信號中包含標識符，標識符用於標識當前是動作的起始瞬間、或者完成瞬間；控制模塊根據收到的標識信號的時間，確定觸發信號的頻率。
可選地，在確定運動頻率之後，還包括存儲各運動頻率信息。本發明還提供了一種運動頻率獲取裝置，包括加速度傳感器、觸發信號分析模塊。加速度傳感器，用於實時檢測獲取用戶在動作過程中的加速度信號；觸發信號分析模塊，用於根據用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在動作過程中加速度隨時間的變化率信號；頻率確定模塊，用於計算在動作過程中加速度隨時間的變化率信號的頻率，所確定頻率即為運動頻率。可選地，加速度傳感器為三軸加速度傳感器。可選地，頻率確定模塊包括加速度變化率分析模塊，用於在動作過程中加速度隨時間的變化率信號以及動作的特點，確定動作的起始瞬間、或者動作的完成瞬間。標識信號發送模塊，與加速度變化率分析模塊電連接，在確定動作的起始瞬間、或者動作的完成瞬間後，實時向計算模塊發送標識信號，在標識信號中包含標識符。標識符用於標識當前動作的起始瞬間、或者完成瞬間。計算模塊，與標識信號發送模塊電連接，用於根據收到各標識信號的時間，確定各觸發信號的頻率。可選地，還包括存儲模塊，存儲有各運動頻率信息。由上可見，應用本實施例技術方案，對用戶運動情況的確定，以用戶的運動過程頻率而確定，其能反應用戶動作至少起始以及完成的全程，而不是如現有技術一樣，以用戶是否在某個時間點完成該動作確定用戶的動作執行情況，故應用本發明實施例技術方案能夠更好的捕捉獲取用戶的運動情況，其獲取的情況更貼近運動實際。特別地，在運動神經評估和訓練系統中應用本發明實施例技術方案，確定用戶的動作，在通過對用戶的動作頻率捕捉確定其動作頻率後，還可以通過捕捉的動作頻域與用於指示用戶執行動作的基準信號的頻率，通過該頻率比較能準確確定用戶每次動作的完成時間與基準信號頻率要求的完成時間的差別，假設用戶在某動作的完成時間偏離基準信號頻率要求時間(頻率的倒數)後，在下一動作時只需要按照基準信號頻率要求時間準確完成下一動作即可，則下一動作的完成將被認為符合系統要求，而無需由於上一動作的錯誤，而在本動作進行速度適應該錯誤。故採用本實施例技術方案通過各動作對應的觸發信號的頻率與基準信號頻率的比較，根據該頻率比較結果判定用戶的運動反應情況更加符合實際情況，更加符合運動神經協調理論的原則。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明的不當限定，在附圖中
圖I為本發明實施例I提供的一種運動頻率獲取方法的流程示意 圖2為本發明實施例2提供的一種運動頻率獲取裝置結構示意 圖3為本發明實施例3提供的一種運動頻率獲取裝置結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。
實施例I :
圖I為本實施例提供的一種運動頻率獲取方法的流程示意圖。參見圖I所示，本實施例提供的運動頻率獲取方法，主要包括以下的流程步驟。步驟101 :實時檢測獲取所述用戶在動作過程中的加速度信號。在用戶執行動作過程中，可以通過的傳感器感應用戶動作執行過程，獲得由用戶動作觸發的觸發信號。在本實施例中該傳感器可以為加速度傳感器，或者高精度三軸加速度傳感器或者其他。採用三軸加速度傳感可以準確識別動作的幅度、節奏、方位、方向等，可以在三維空間的任何一個方向確定用戶動作的加速度。本發明人在進行本發明研究過程中發現，在本實施例中，可以選取加速度傳感器作為感應用戶運動方向以及運動過程情況的傳感器。本發明人發現通過以下的技術方案能得到能更準確、全面反映用戶的動作過程，具體技術方案如下
可以將該加速度傳感器捆在用戶身上，譬如手上、腰上等，通過加速度傳感器實時獲取用戶執行動作過程中的加速度信號。用戶如果把本包含三軸加速度傳感器的裝置戴在左腰皮帶上，通過Y軸和Z軸的加速度變化率識別，可以準確判斷左腳與右腳踩踏地板(或目標板)的時間點以及實時獲取各個時間點的加速度信號。步驟102 :根據用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在動作過程中加速度隨時間的變化率信號。將步驟101實時獲取的加速度信號傳遞至一觸發信號分析模塊，由該觸發信號分析模塊根據用戶在動作過程中(各時間點)的加速度信號，計算確定在動作過程中加速度隨時間的變化率，將加速度隨時間的變化率信號作為觸發信號。譬如在加速度傳感器獲得用戶動作過程中各時間點的加速度信號後，通過對這些加速度信號進行分析，獲取在動作過程中加速度隨時間的實時變化率信號。步驟103 :確定在動作過程中加速度隨時間的變化率信號的頻率，將確定頻率即為運動頻率。計算上述在動作過程中加速度隨時間的實時變化率信號的頻率，該頻率即為當前用戶在執行上一動作的運動頻率。本發明人在進行本發明的研究過程中發現，用戶的每個動作過程中，在動作起始瞬間或者運動完成瞬間，其加速度變化率會具有特定的特點，故在本實施例中可以但不限於根據用戶動作完成起始或者動作完成瞬間的確定而確定用戶動作的頻率。以拍掌動為例，在動作啟動時，該加速度由零開始變大，而在擊掌擊中一瞬間，該加速度發生瞬間變化，產生一個反向加速度。在加速度變化率與時間的曲線上，在擊掌擊中一瞬間加速度變化率非常陡峭，故根據動作特點，確定加速度隨時間變化率曲線上該變化非常陡峭之處為動作完成瞬間。故可以在每次根據加速度隨時間的變化率信號，在檢測到動作完成瞬間之後，向上位機發送標識信號，在所述標識信號中包含標識符，標識符當前是所述動作的起始瞬間、或者完成瞬間。上位機在收到標識動作的完成瞬間的標識信號時，記錄該收到的時間Tl，在收到下一標識動作的完成瞬間的標識信號時，記錄該收到的時間T2，然後將時間Tl到T2的間隔TO作為用戶動作完成的時間，而1/T0即為觸發信號的頻率。應用上述技術方案，可以準確得確定用戶動作執行的起始瞬間或動作完成瞬間，或者起始瞬間以及動作完成瞬間，而通過任意先後兩觸發信號的起始瞬間或者動作完成瞬間即可確定觸發信號的周期，從而獲得準確、全面的用戶動作信息。由上可見，應用本實施例技術方案，對用戶運動情況的確定，以用戶的運動過程頻率而確定，其能反應用戶動作至少起始以及完成的全程，而不是如現有技術一樣，以用戶是否在某個時間點完成該動作確定用戶的動作執行情況，故應用本發明實施例技術方案能夠更好的捕捉獲取用戶的運動情況，其獲取的情況更貼近運動實際。特別地，在運動神經評估和訓練系統中應用本發明實施例技術方案，確定用戶的動作，在通過對用戶的動作頻率捕捉確定其動作頻率後，還可以通過捕捉的動作頻域與用於指示用戶執行動作的基準信號的頻率，通過該頻率比較能準確確定用戶每次動作的完成時間與基準信號頻率要求的完成時間的差別，假設用戶在某動作的完成時間偏離基準信號頻率要求時間(頻率的倒數)後，在下一動作時只需要按照基準信號頻率要求時間準確完成下一動作即可，則下一動作的完成將被認為符合系統要求，而無需由於上一動作的錯誤，而在本動作進行速度適應該錯誤。故採用本實施例技術方案通過各動作對應的觸發信號的頻率與基準信號頻率的比較，根據該頻率比較結果判定用戶的運動反應情況更加符合實際情況，更加符合運動神經協調理論的原則。另外，在本實施例中，在獲得用戶各次動作的頻率信息後，還可以進一步分別將各次動作頻率信息存儲到系統上，以便系統根據存儲數據做進一步的利用以及分析譬如統計學分析，或者製作用戶的運動反應情況曲線，建立使用者的個人資料庫；系統還可以根據使用者使用曲線的變化，對使用者的狀態進行總體評價和制定進一步的訓練計劃或者策略。實施例2
圖2為本實施例提供的一種運動頻率獲取裝置.
參見圖2所示，該運動頻率獲取裝置主要包括互相電連接的加速度傳感器201用戶以及觸發信號分析模塊202、頻率確定模塊203。 加速度傳感器201，用於實時檢測獲取用戶在動作過程中的加速度信號。
該加速度傳感器201用戶可以但不限於為三軸加速度傳感器201。採用三軸加速度傳感可以準確識別動作的幅度、節奏、方位、方向等，可以在三維空間的任何一個方向確定用戶動作的加速度。觸發信號分析模塊202，用於根據用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在動作過程中加速度隨時間的變化率信號，
頻率確定模塊203，與觸發信號分析模塊202電連接，計算在動作過程中加速度隨時間的變化率信號的頻率。所確定頻率即為當前用戶上一動作的運動頻率，該頻率確定模塊203可以但不限於在一個單片機上實現。在實施時，可以將該包含三軸加速度傳感器201用戶、觸發信號分析模塊202以及頻率確定模塊203的運動頻率獲取裝置設置成用戶可佩帶裝置(該裝置可以為可佩戴於手上或者腰上的環)上。比如將該裝置佩戴於手背，通過Z軸加速度的變化率識別，可以準確判斷手掌擊打到桌面、另一手掌、腿部、胸部的過程中的動作加速度以及時間瞬間；
如果把本裝置戴在左腰皮帶上，通過Y軸和Z軸的加速度變化率識別，可以準確判斷具體是哪只腳在踩踏，還是雙腳輪流踩踏，並且獲得左腳與右腳踩踏地板(或目標板)的動作過程中的加速度以及瞬間。實施例3
圖3為本實施例提供的一種運動頻率獲取裝置結構示意圖。由圖3可見，本實施例與實施例I所不同之處，本實施例的頻率確定模塊303主要包括加速度變化率分析模塊3031、標識信號發送模塊3032，計算模塊。其中具體工作原理如下
加速度變化率分析模塊3031，用於在動作過程中加速度隨時間的變化率信號以及所述動作的特點，確定動作的起始瞬間、或者所述動作的完成瞬間。標識信號發送模塊3032，與加速度變化率分析模塊3031電連接，在確定所述動作的起始瞬間、或者所述動作的完成瞬間後，實時向計算模塊發送標識信號，在標識信號中包含標識符，標識符用於標識當前是動作的起始瞬間、或者完成瞬間。計算模塊與標識信號發送模塊3032電連接，用於根據收到各所述標識信號的時間，確定各所述觸發信號的頻率。譬如
在收到標識動作的完成瞬間的標識信號時，記錄該收到的時間Tl，在收到下一標識動作的完成瞬間的標識信號時，記錄該收到的時間T2，然後將時間Tl到T2的間隔TO作為用戶動作完成的時間，而1/T0即為觸發信號的頻率。應用本實施例技術方案，能夠使用巧妙的技術方案確定觸發信號頻率，快速完成鑑頻比較。且保證鑑頻結果更貼近實際以及更加合理。在本實施例系統中還可以進一步包括存儲模塊。在存儲模塊中存儲有用戶各動作的頻率信息。以便系統根據存儲數據做進一步的利用以及分析譬如統計學分析，或者製作用戶的運動反應情況曲線，建立使用者的個人資料庫；系統還可以根據使用者使用曲線的變化，對使用者的狀態進行總體評價和制定進一步的訓練計劃或者策略。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個模塊上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性的勞動的情況下，即可以理解並實施。通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到各實施方式可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體。基於這樣的理解，上述技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品可以存儲在計算機可讀存儲介質中，如R0M/RAM、磁碟、光碟等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。以上所述的實施方式，並不構成對該技術方案保護範圍的限定。任何在上述實施 方式的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在該技術方案的保護範圍之內。
權利要求
1.一種運動頻率獲取方法，其特徵在於，包括 實時檢測獲取所述用戶在動作過程中的加速度信號； 根據所述用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在所述動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號， 確定在動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號的頻率，所確定頻率即為所述運動頻率。
2.根據權利要求I所述的運動頻率獲取方法，其特徵在於， 確定在動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號的頻率，包括 根據在所述動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號，確定所述動作的起始瞬間、和/或所述動作的完成瞬間； 在確定所述動作的起始瞬間、所述動作的完成瞬間後，實時向控制模塊發送標識信號，在所述標識信號中包含標識符， 所述標識符用於標識當前是所述動作的起始瞬間、或者完成瞬間； 所述控制模塊根據收到的所述標識信號的時間，確定所述觸發信號的頻率。
3.根據權利要求I或2或3所述的運動頻率獲取方法，其特徵在於， 在確定所述運動頻率之後，還包括 存儲各所述運動頻率信息。
4.一種運動頻率獲取裝置，其特徵在於，包括加速度傳感器、觸發信號分析模塊； 所述加速度傳感器，用於實時檢測獲取所述用戶在動作過程中的加速度信號； 所述觸發信號分析模塊，用於根據所述用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在所述動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號； 頻率確定模塊，用於計算在所述動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號的頻率，所確定頻率即為所述運動頻率。
5.根據權利要求4所述的一種運動頻率獲取裝置，其特徵在於， 所述加速度傳感器為三軸加速度傳感器。
6.根據權利要求4或5所述的一種運動頻率獲取裝置，其特徵在於，所述頻率確定模塊包括 加速度變化率分析模塊，用於在所述動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號以及所述動作的特點，確定所述動作的起始瞬間、或者所述動作的完成瞬間， 標識信號發送模塊，與所述加速度變化率分析模塊電連接，在確定所述動作的起始瞬間、或者所述動作的完成瞬間後，實時向計算模塊發送標識信號，在所述標識信號中包含標識符， 所述標識符用於標識當前是所述動作的起始瞬間、或者完成瞬間； 所述計算模塊，與所述標識信號發送模塊電連接，用於根據收到各所述標識信號的時間，確定各所述觸發信號的頻率。
7.根據權利要求4至6之任一所述的一種運動頻率獲取裝置，其特徵在於，還包括 存儲模塊，存儲有各所述運動頻率信息。
全文摘要
本發明涉及計算機技術領域，公開了一種運動頻率獲取方法以及裝置，方法包括實時檢測獲取用戶在動作過程中的加速度信號，根據用戶在動作過程中的加速度信號，計算獲取在動作過程中加速度隨時間的變化率信號，確定在動作過程中加速度隨時間的變化率信號的頻率，所確定頻率即為運動頻率。裝置包括加速度傳感器、觸發信號分析模塊。加速度傳感器，用於實時檢測獲取用戶在動作過程中的加速度信號；觸發信號分析模塊，用於計算獲取在動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號；頻率確定模塊，用於計算在所述動作過程中所述加速度隨時間的變化率信號的頻率。採用本發明，可以準確捕捉獲取到用戶運動頻率。
文檔編號G06F19/00GK102722644SQ20121016947
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者其他發明人請求不公開姓名, 劉上行, 嶽文言 申請人:廣州乾華生物科技有限公司