运动状态判断方法及脚部穿戴物的制作方法_4

文档序号:9311613阅读:来源:国知局
、K4= 0.5、K5= 2、K6= 5、K7= 2、K8=5、K9= 600、K 10= 1000、K η= 600、K 12= 1000、K 13= 5、K 14= 800、K 15= 800、K 16= 5、K17= 2、K 18= 1200、K 19= 3、K 20= O 和 K 21= 1000。
[0162]首先,上述脚部穿戴物10通过设置于本体100上的至少两个压力传感器200采集前脚掌和后脚掌在周期T内的压力幅值,处理器300再根据压力幅值得到有效计步步数、有效计步压力幅值的平均值以及有效计步压力幅值的持续时间的平均值与多个不同的预设值进行对比以判断出获得运动状态,且不容易受到其他无关动作的干扰,判断精确度较高。
[0163]其次,上述脚部穿戴物10用于将多个压力传感器和惯性传感器贴合在脚掌上,解决了一般运动手环或运动手表等穿戴式设备容易产生干扰数据的状况,运动状态判断精确度会更高。且由于不需要再佩戴其他设备,用户的体验和接收度会更高。
[0164]最后,相对于现有的智能穿戴式设备,采用机器学习领域的SVM支持向量机等复杂度较高的算法来判断各种运动状态,而造成高功耗,续航时间较短和用户体验度较低的问题,上述脚部穿戴物10所采用的算法复杂度较低,算法所需的功耗也较低,极大地提高了续航时间和用户体验度。
[0165]请参阅图1,脚部穿戴物10还包括设置于本体100上并与处理器300电性连接的惯性传感器400。
[0166]惯性传感器400用于采集脚掌在所述周期T内的加速度幅值的平均值,定义为ax、a#P az,其中,χ为前进方向,y为左右方向,ζ为垂直方向。
[0167]处理器300 用于当 D1S K 16,D3= K 2。,M1S Kli^M ^!^时,若(a z_g) > Cfg,且^和a z的所述加速度幅值出现的时间差小于预设时间,则判断为快跑,否则判断为骑车,其中,6 < C1 < 10,g为重力加速度。
[0168]在其中一个实施例中,所述预设时间为0.05秒?0.2秒。
[0169]处理器300还用于对(az_g)做每个有效计步时间段的二次积分,定位为S,其中,χ为前进方向,I为左右方向,ζ为垂直方向,g为重力加速度。
[0170]处理器300 还用于当 K5S D1S K 6,K D3S K8,且 M1X1。或 M 3> K12时,若二次积分值S/2大于> 0.1米,则判断为爬楼,否则判断为步行。
[0171]请参阅图1,至少两个压力传感器400为四个,分别设置于前脚掌内侧、前脚掌外侦叭后脚掌内侧、后脚掌外侧。
[0172]四个压力传感器400分别用于采集前脚掌内侧、前脚掌外侧、后脚掌内侧、后脚掌外侧在所述周期T内的最大压力幅值,分别定义为Xp X2、X^X4,
[0173]惯性传感器400用于采集脚掌在所述周期T内的角度幅值的绝对值的最大值,定义为βχ、β ζ,还用于采集脚掌在所述周期T内的角速度幅值的绝对值的最大值,定义为ωχ、ω#Ρ ω ζ,其中,χ为前进方向,y为左右方向,ζ为垂直方向。
[0174]处理器300用于若当前所述周期T内的X1、X2、X3SX4> 1000,且下一个所述周期T内的Xp X2、X#P X 4均小于所述预设压力幅值时,则采集在当前所述周期T内的X P X2、X3和X4中的最大值出现的极值时间,采集在所述极值时间前0.5秒或后0.5秒的所有所述压力幅值,定义为P3和P 4;
[0175]处理器300还用于当两只脚中的一只满足下述条件A或条件B,且两只脚同时满足条件C和条件D,且继续检测后续多个所述周期T的时间段,若所有所述压力幅值的平均值均小于所述预设压力幅值时,则判断为摔倒,
[0176]条件A: (PJP3) >Υ3 (Ρ2+Ρ4)或(PJP3) < Y1* (Ρ2+Ρ4),其中,2<¥^6 ;
[0177]条件B: (PJP2) >Υ2* (Ρ3+Ρ4)或(PJP2) < Y2* (Ρ3+Ρ4),其中,2<Υ2<6 ;
[0178]条件C:度或 β )02度;
[0179]条件D: ωχ>ω^/秒或ω夕(02度/秒。
[0180]在其中一个实施例中,60< β !< 90,60 < β 2< 90,100 < ω 丨< 200,100 < ω 2
<200 ο
[0181]请参阅图4,其为一实施方式的处理器300的功能模块图。
[0182]处理器300包括处理模块310以及通讯模块320,请一并参阅图3,处理模块310与压力传感器320及惯性传感器400电性连接,通讯模块320与处理模块310电性连接。
[0183]处理模块310用于根据所述压力幅值得到有效计步步数,分别定义为Di&D3、有效计步压力幅值的平均值,分别定义为M 3、以及有效计步压力幅值的持续时间的平均值,分别定义为^及t 3o
[0184]处理模块310还用于判断获取运动状态;
[0185]当D!< K P D3< K 2,且K 3秒或13彡K 4秒时,则判断为静坐;
[0186]当D!< K P D3< K 2,且OK#、或13>1(4秒时,则判断为站立;
[0187]当K5^ D1^ K6, K7^ D 3彡 K 8时,且 K ^M1 ^ K 10,Kn<M3^ K 12 时,则判断为步行;
[0188]当^^^-^上^^^^时’且^沭^為彡^寸或^“為沭…则判断为爬楼;
[0189]当D1S K 13,D3> K 13时,且 M P K 14,M3> K 15时,则判断为慢跑;
[0190]当D1S K 16,D3< K 17时,且M P K 18时,则判断为快跑;
[0191]当K1^D1 ^ K 16,D3= K2。时,且 K2^M1S K 18时,则判断为骑车;
[0192]其中,K1'Κ2、Κ3、Κ4、Κ5、Κ6、Κ7、K8, Κ9、K10, K11^K12, K13, K14, K15, K16, K17, K18, K19, K20和K21定义为预设值;
[0193]处理模块310 还用于当,若(a z-g) > C1^g,且^和az的所述加速度幅值出现的时间差小于预设时间,则判断为快跑,否则判断为骑车,其中,6 < C1 < 10,g为重力加速度。
[0194]在其中一个实施例中,所述预设时间为0.05秒?0.2秒。
[0195]处理模块310还用于对(az_g)做每个有效计步时间段的二次积分,定位为S,其中,X为前进方向,y为左右方向,Z为垂直方向,g为重力加速度。
[0196]处理模块310还用于当K5^ D1^ K6, K7^ D 3彡K s,且M1X10或M 3> K 12时,若二次积分值S/2大于> 0.1米,则判断为爬楼,否则判断为步行。
[0197]处理模块310还用于若当前所述周期T内的XpX2、X3SX4> 1000,且下一个所述周期T内的X” X2, X#P X4均小于所述预设压力幅值时,则采集在当前所述周期T内的X PX2、X#P X4中的最大值出现的极值时间,采集在所述极值时间前0.5秒或后0.5秒的所有所述压力幅值,定义为P” P2、P3和P 40
[0198]处理模块310还用于当两只脚中的一只满足下述条件A或条件B,且两只脚同时满足条件C和条件D,且继续检测后续多个所述周期T的时间段,若所有所述压力幅值的平均值均小于所述预设压力幅值时,则判断为摔倒,
[0199]条件A: (PJP3) >Y3 (Ρ2+Ρ4)或(PJP3) < Y1* (Ρ2+Ρ4),其中,2<¥^6 ;
[0200]条件B: (PJP2) >Υ2* (Ρ3+Ρ4)或(PJP2) < Y2* (Ρ3+Ρ4),其中,2<Υ2<6 ;
[0201]条件C:1M1 度或 β y>i32度;
[0202]条件D: ω χ> ω渡/秒或ω y> ω 2度/秒。
[0203]在其中一个实施例中,60< β !< 90,60 < β 2< 90,100 < ω 丨< 200,100 < ω 2
<200 ο
[0204]当判断并获得运动状态时,处理模块310向通讯模块320发送运动状态信号,通讯模块320用于接收处理模块310发送的所述运动状态信号。例如,通讯模块320响应所述运动状态信号,并向外部的智能移动设备发送通知信号,如此,可以在外部的智能移动设备上得知运动状态。
[0205]需要说明的是,上述脚部穿戴物10包括但不局限于鞋子、鞋垫或袜子。
[0206]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种运动状态判断方法,其特征在于,包括如下步骤: SlO:采集前脚掌和后脚掌在周期T内的压力幅值,根据所述压力幅值得到有效计步步数,分别定义为D 3、有效计步压力幅值的平均值,分别定义为A及M 3、以及有效计步压力幅值的持续时间的平均值,分别定义为^及13; S20:将Dn D3、MpM3、^及13与多个不同的预设值进行比对,判断获取运动状态。2.根据权利要求1所述的运动状态判断方法,其特征在于,所述步骤S20具体包括: 当D1S K P D3< K 2,且K 3秒或13^ K 4秒时,则判断为静坐; 当D1S K P D3< K 2,且、>1(3秒或13>1(4秒时,则判断为站立; 当 K D A K 6,K7^ D 3彡 K 8时,且 K K 10,Kn<M3^ K 12时,则判断为步行; 当 K5^ D1SK6, K7^ D3^ K s时,且 M !>K10, M3^ K η时或 M1^ K9, Μ3>Κ12,则判断为爬楼; 当D1S K 13,D3> K 13时,且M丨〉K 14,M3> K 15时,则判断为慢跑; 当D1S K 16,D3< K 17时,且M K 1S时,则判断为快跑; 当K1ZD1S K 16,D3= K 2。时,且K 21<M^ K 1S时,则判断为骑车; 其中,Kn K2N K3N K4N K5N K6N K7N K8N Kg、Kjqn Kj1 N Kj2N K13、Kj5N Kj6N Kj7N KjgN KjgN Κ2。和 K 21走义为所述预设值。3.根据权利要求2所述的运动状态判断方法,其特征在于, 所述步骤S1还包括:采集脚掌在所述周期T内的加速度幅值的平均值,定义为ax、ay和az,其中,X为前进方向,y为左右方向,z
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