计算用户的与体育锻炼有关的生理状态的制作方法_2

文档序号:9457683阅读:来源:国知局
数值是时间,而参考值是距离。应当理解的是,可以容易地导出其它度量,来表示用户的表现和/或跑步表现的状
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[0031]现在让我们参照图3来描述步态测量。在该实施方式中,步态测量数据是跨步测量数据。图3例示了用户的11跨步(即单脚的运动),和在跨步的每个时刻的相关加速度矢量。该图表例示了表示跨步测量数据的测量加速度,其中,加速度可以通过使用最先进的加速仪进行测量。该图表被示为实线,但是应当理解的是,该图表可以被量化、示例化并且数字化成用于数字信号处理的合适形式。
[0032]参照图3,确定跨步间隔变化性的本发明的实施方式可以被构造为确定从在跨步测量数据中的任何周期性事件的跨步。周期性事件应当在广义上理解,因为跨步间隔中的非零变化性导致:用于计算跨步间隔变化性的事件在狭义上不是周期性的。因此,由于数字抽样导致的跨步间隔的变化例如被排除在跨步间隔变化性的概念之外。图3例示了可以从跨步测量数据中检测出的一些周期性事件。在一实施方式中,周期性事件是从脚部着地产生的最大加速度。脚部着地通常导致最高加速度峰值,因而周期性事件可以通过基本上确定跨步测量数据中的周期性加速度最大值(峰值),来可靠地进行检测。另一周期性事件可以是可以从跨步测量数据中检测到的任何其它最大值。又一周期性事件是跨步加速度数据的局部最小值。在图3中,局部最小值是从脚后跟着地产生的最大值之后的最小值,但是另一局部最小值同样地可以用作周期性事件。又一周期性事件可以是与确定阈值水平的交叉点。可以选择阈值水平,使得其周期性地且在跨步之内仅交叉两次,例如仅超过由脚部着地所导致的加速度的水平,或低于其每跨步时加速度仅下降一次的水平。为了判别阈值水平和跨步测量数据之间的两个交叉点中的正确交叉点,当跨步测量数据与阈值水平相交时,可以评估加速度是否正在上升或正在下降。在图3的示例中,周期性事件是这样的交叉点,在此处,跨步测量数据在其与阈值水平相交时下降,并且跨步测量数据在其与阈值水平相交时下降的的所有交叉点可以被选作为用于跨步间隔变化性的分析的周期性事件。
[0033]在使用踏步间隔变化性来代替跨步间隔变化性的实施方式中,步态测量数据可以是踏步测量数据,踏步测量数据可以包括两组跨步测量数据,每个脚一个。假定稳定跑步,两组跨步测量数据由于人类步态的性质,可以相对于彼此偏移半个跨步。相同周期性事件可以选自不同脚部的跨步测量数据,例如由脚后跟着地所引起的最大值。
[0034]踏步/跨步间隔可以通过计算在踏步/跨步测量数据中代表连续周期性事件的样品之间的时间间隔来计算出。踏步间隔代表在连续踏步之间的时间间隔,而跨步间隔代表在连续跨步之间的时间间隔。踏步间隔变化性和跨步间隔变化性的计算基本上相似。明显地,踏步/跨步间隔变化性是指在观察间隔内踏步/跨步间隔变化的程度。例如,变化性可以由偏差或变化表示。在一实施方式中,踏步/跨步间隔变化性通过计算在观察间隔内的踏步/跨步间隔的平均值,并通过从计算出的平均值中计算踏步/跨步的标准偏差,来从踏步/跨步测量数据中计算出。在另一实施方式中,计算出连续踏步/跨步间隔之间的差异,且计算差异的平均值,以代表踏步/跨步间隔变化性。在又一实施方式中,将踏步/跨步测量数据变换成频域,例如通过应用傅里叶变换,且对变换后的踏步/跨步测量数据进行谱分析,其中,低频分量代表踏步/跨步间隔变化性。频域分析基于脉动信号的频率分解。不同的频率分量可以在提供与变化性的分布有关的信息的频谱中进行确定。经常以功率的绝对值或者以与总功率成比例的归一化单位,来量化不同的分量。在又一实施方式中,非线性方法(诸如去势波动分析和/或熵分析)可以用于计算踏步/跨步间隔变化性。
[0035]如上所述,踏步和跨步间隔变化性与用户的生理状态相关。根据一方面,当用户的疲劳或相关生理状态的水平增加时,踏步/跨步间隔变化性增加,反之亦然。因此,踏步/跨步间隔变化性可以与生理状态的水平成反比。该生理反应可以表示正常的疲劳和跨步的相关变化。
[0036]在一实施方式中,当用户的疲劳或相关生理状态的水平增加时,踏步和跨步变化性降低。在这种情况下,表征疲劳和从踏步/跨步间隔变化性计算出的参数可以与生理状态的水平成正比。这可以表示在跑步表现中的过补偿反应。
[0037]应当注意的是,踏步和跨步间隔变化性的生理解释可以取决于长期和短期训练历史。此外,生理解释可以取决于踏步/跨步步调及相关参考值。
[0038]在一实施方式中,至少一个阈值用于从踏步/跨步间隔变化性中确定生理状态。图4例示了根据这种实施方式的处理。参照图4,将踏步/跨步间隔变化性与块400中的至少一个阈值进行比较。可以选择一个阈值用于确定用户是否正在过度劳累,同时可以选择另一阈值用于确定用户是否具有过度训练综合征。可以选择又一阈值用于确定用户是否太疲劳而不能进行锻炼。该处理可以包括:在踏步/跨步间隔变化性的主导值与用户的正常踏步/跨步间隔值之间的比较。当用户很好地休息并且已知处于良好的生理状态时,可以已经获取标准值作为参考值。在块402中,确定踏步/跨步间隔变化性是否高于/低于阈值。针对每个阈值,可以分别地执行块402。如果踏步/跨步间隔变化性被确定为高于/低于块402中的阈值,则处理进行到块404,其中该处理输出用户正在过度劳累或具有过度训练综合征的指示,这取决于比较中所用的阈值。程度可以变化,并可以从踏步/跨步变化性的值中检测出。
[0039]该输出可以包括如下步骤:在存储器中存储指示,用于以后检查;和/或经由用户界面将指示输出到用户11。如果在块402中,踏步/跨步间隔变化性被确定为在正常范围内,则处理进行到块406,其中,该处理输出用户处于良好生理状态的指示。输出可以包括如下步骤:在存储器中存储指示,用于以后检查;和/或经由用户界面将指示输出到用户11。在进行多个比较的实施方式中,如果踏步/跨步间隔变化性低于与过度劳累或过度训练综合征相关联的所有阈值,则可以输出良好生理状态的指示。
[0040]在另一实施方式中,通过将计算出的踏步/跨步间隔变化性映射到代表在不同踏步/跨步间隔变化性与相应的生理状态之间的映射的表格值,来从踏步/跨步间隔变化性中确定生理状态。表格值可以由人口的统计分析构造。人口包括具有不同属性(例如年龄、性别、体重、健康等级等等)的人,并且可以记录其表现及相关的踏步/跨步间隔变化性。例如,表现可以与在确定心率下的跑步速度、在确定时段内的跑步距离、或行进确定距离所花费的时间、在确定速度下的跑步技术有关。利用用户的个人属性的现有知识,该表格因此提供了与已经测量了用户11的踏步/跨步间隔变化性时要检索的生理状态有关的充分信息。
[0041]取决于用户11的训练简况,用户可以在不同条件下进行体育锻炼,例如有时用户可以在平地上跑步,而另一锻炼可以是爬坡跑步锻炼。关于地形因素,坡(上坡/下坡)可以影响步态特征,并且可以导致踏步/跨步间隔的变化,特别地踏步/跨步间隔变化性的变化。同样地,地形粗糙度可以影响踏步/跨步间隔变化性,并扭曲生理状态的估计的性能。
[0042]在一实施方式中,为了使生理状态的评估可比较且有效,当体育锻炼满足标准条件时,评估生理状态。标准条件可以被限定为影响踏步或跨步变化性值的次要因素或情况的组合。例如,这种因素可以表征用户状态、当前锻炼的状态、或环境的状态。只要相同或类似的标准条件可重现或实际上是可能的,就可以任意地选择标准条件。
[0043]图5例示了用于确保在确定的标准条件下评估生理状态的处理。参照图5,在块500中确定用于测试生理状态的标准条件。执行该处理的装置可以在其存储器单元中存储包括标准条件的定义的数据库。在下文中描述了标准条件的实施方式。为了确定在锻炼期间满足标准条件的时间,块500可以包括如下步骤:从存储器中检索标准条件的定义,并将体育锻炼期间的条件与标准条件进行比较。例如,当确定满足标准条件时,在被认为满足标准条件的同时,获取步态测量数据(块502)。满足标准条件的步态测量数据可以在其进行测量时实时地获取,或者满足标准条件的步态测量数据可以在体育锻炼后从后处理中的所测步态测量数据中提取。
[0044]在一实施方式中,标准条件包括地面坡度的特征描述。例如通过使用已获取的高度变化信息和/或距离信息,来估计地面坡度,且地面坡度用于确定是否满足标准条件。当位置已知时,可以从压力传感器、基于卫星的导航传感器、和/或从地图信息中获得高度变化信息。可以将坡度信息与从数据库获取的并包括仍满足标准条件的最大坡度的参考坡度信息进行比较。在其之间比较的基础上,如果估计的坡度低于最大坡度,则确定满足标准条件。在比较的基础上,如果估计的坡度高于最大坡度,则确定不满足标准条件。
[0045]在一实施方式中,标准条件包括地形粗糙度或地形中其它局部结构的特征描述。对地形粗糙度或地形中的其它局部结构进行估计,例如通过将测量的跨步间隔变化性或从加速度信号中获得的其它参数与限定标准条件的阈值或参
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