一種基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法及其裝置製造方法
2023-06-13 00:20:26 1
一種基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法及其裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法及其裝置，能夠檢測到舉重、力量訓練、瑜伽等肢體動作不明顯的運動狀態。該基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法，包括通過三軸加速度儀和心率傳感器得到運動狀態S。本發明申請結合了三軸重力加速度傳感器和心率傳感器的數據，進行交叉比對，能夠有效的檢測各種有氧運動和無氧運動，以及睡眠，結果更為準確，可以有效防止因為洗手、疊被子、揮手等操作導致產品誤提示進入運動狀態，特別是判斷一些肢體不移動的運動，比如力量訓練、瑜伽、舉重等，同時帶有激勵用戶保持這種狀態的反饋。
【專利說明】一種基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法及其裝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法及其裝置，能夠檢測到舉重、力量訓練、瑜伽等肢體動作不明顯的運動狀態。
【背景技術】
[0002]現有的技術手段主要是通過三軸重力加速度儀器的變化來判斷，是否處於運動狀態，這樣的話比較容易誤判斷，比如，肢體突然大幅度的運動，但是並不是處於運動狀態。以及無法判斷一些肢體不移動的運動，比如力量訓練、瑜伽、舉重等。
[0003]中國專利申請號:201310574984.X，公開了「一種運動狀態監控和反饋裝置及其方法」該運動狀態監控和反饋裝置，其特徵在於，包括:三軸加速度儀，用於實時採集運動時三個方向的加速度值；處理器，通過計算數據和判斷時間來監控是否進入運動狀態；反饋裝置，當進入運動狀態後將該狀態反饋給用戶；電源模塊，用於對整個裝置進行供電。通過本產品可以有效防止因為洗手、疊被子、揮手等操作導致產品誤提示進入運動狀態，同時帶有激勵用戶保持這種狀態的反饋。實際使用過程中上述產品對於運動狀態的判斷手段單一，僅通過三軸加速度儀進行判斷仍存在誤判斷，因此，需要對於上述技術方案進行改進，引入新的判斷方法，進一步提高運動狀態判斷的準確度。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中所存在的上述問題，而提供一種可以準確判斷使用者運動狀態，並將該運動狀態反饋給用戶，激勵用戶保持的基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法。
[0005]本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是:該基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法，其特徵在於，步驟如下:
步驟I)通過三軸加速度儀判斷是否為運動狀態Si，包括:
首先，通過三軸加速度儀得到三個方向X，y，Z的加速度，並通過處理器計算綜合值AMP, AMP的計算公式如下:
【權利要求】
1.一種基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法，其特徵在於，步驟如下: 步驟1)通過三軸加速度儀判斷是否為運動狀態Si，包括: 首先，通過三軸加速度儀得到三個方向X，y，Z的加速度，並通過處理器計算綜合值AMP, AMP的計算公式如下:
其中，X是橫向的加速度，y是垂直於X的縱向加速度，z是垂直於X和y的垂直加速度；然後，根據T1到T2的時間段T內通過處理器計算AMP與時間形成的曲線面積E的公式如下:
然後，使用上述公式計算，當通過處理器判斷當前時間點開始往回T分鐘的面積E大於S時；同時判斷10秒內用戶是否處於持續運動狀態，如果用戶連續運動了 10秒，防錯機制變為ON ;其中，S為用戶進入有氧運動所需要消耗的最低能量對應的加速度曲線面積； 最後，在同時滿足上述條件後，如果以上兩個條件都成立時，防錯機制變為0N，即運動狀態 Sl=TRUE,否則 Sl=FALSE ； 步驟2)通過心率傳感器判斷是否為運動狀態S2，包括: 首先，通過三軸加速度儀判斷用戶在ti時刻處於安靜狀態，心率傳感器採集心率值hr(quiet, t)，採集一段時間處於這種狀態的心率，得到該用戶的安靜心率HRquiet:
然後，計算在T1到T2的時間段T內的實時心率H，假設每秒中採集的心率為hi:
接著，通過公式計算T時段用戶的最小運動心率h，用戶的年齡為age:
最後，當H>h時，運動狀態S2為TRUE，否則S2為FALSE ； 步驟3)最後，得到運動狀態S:
S為TRUE則通知手環反饋給用戶進入運動狀態，否則就不提示。
2.根據權利要求1所述的基於心率和加速度傳感器的人體運動分析方法，其特徵在於:所述的S為用戶進入有氧運動所需要一分鐘消耗的最低能量16-19KJ。
3.一種基於權利要求1、2分析方法的數據處理採集識別裝置，其特徵在於:包括處理器、心率傳感器、三軸加速度儀、輸出反饋裝置及外圍電路，所述的心率傳感器、三軸加速度儀、輸出反饋裝置及外圍電路與處理器電連接。
4.根據權利要求3所述的數據處理採集識別裝置，其特徵在於:還包括有無線傳輸裝置。
5.根據權利要求4所述的數據處理採集識別裝置，其特徵在於:所述的無線傳輸裝置為藍牙或NFC通信模塊。
6.根據權利要求3或4所述的數據處理採集識別裝置，其特徵在於:所述的輸出反饋裝置為LED燈、馬達、顯示器 、振子中的一種或幾種。
【文檔編號】A63B71/06GK104056445SQ201410306132
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】許皓玥, 孫大鵬, 李紹瑜 申請人:杭州攻殼科技有限公司