穿戴式装置及其操作方法与流程

1.以下描述涉及穿戴在用户的身体上以向用户输出扭矩的穿戴式装置。


背景技术：

2.通常，行走辅助装置是指帮助因各种疾病或事故而无法自行行走的患者进行用于康复治疗的行走运动的装置或器械。随着老龄化社会的深入，随着越来越多的人难以正常行走或抱怨由于腿部关节问题引起的行走不适，对行走辅助装置的兴趣正在增加。行走辅助装置被安装在用户的身体上以辅助用户行走所需的肌肉力量，并且引导用户行走使得用户能够以正常的行走模式行走。


技术实现要素：

3.技术解决方案
4.根据一方面，提供了一种用于输出扭矩的穿戴式装置，所述穿戴式装置包括：电机；电机驱动器电路；通信电路，被配置为从服务器或电子装置接收第一用户的移动信息；框架，连接到所述电机，并被穿戴在第二用户的下身上以支撑所述下身；传感器；以及处理器，被配置为：使用所述传感器获取第二用户的移动信息，计算获取的移动信息与接收的移动信息之间的差，基于计算出的差确定扭矩强度，并且控制所述电机驱动器电路使得从所述电机输出与确定的扭矩强度相应的扭矩。
5.当所述计算出的差大于预定值时，所述处理器可被配置为：识别用于增大扭矩强度的增益，基于识别的增益和所述计算出的差确定所述扭矩强度，将扭矩方向确定为与第二用户移动的方向相反的方向，控制转换器使得所述转换器从电池汲取与确定的所述扭矩强度相应的电力，并且接通所述电机驱动器电路的开关的一部分并断开剩余的开关，使得所述电机沿确定的扭矩方向旋转，以输出抵抗第二用户的移动的扭矩。
6.当所述计算出的差小于预定值时，所述处理器可被配置为：识别用于增大扭矩强度的增益，使用识别的增益和所述计算出的差确定所述扭矩强度，将扭矩方向确定为与第二用户移动的方向相同的方向，控制转换器使得所述转换器从电池汲取与确定的所述扭矩强度相应的电力，并且接通所述电机驱动器电路的开关的一部分并断开剩余的开关，使得所述电机沿确定的扭矩方向旋转，以输出辅助第二用户的移动的扭矩。
7.接收的移动信息可包括第一用户的关节角度，获取的移动信息可包括第二用户的关节角度，并且可通过在位于远程的第一用户的穿戴式装置中感测第一用户的移动来生成第一用户的移动信息。
8.所述电子装置可被配置为：通过流传输从所述服务器接收内容，其中，所述内容包括通过预先捕捉第一用户的移动而生成的图像数据和音频数据、以及通过在第一用户的穿戴式装置中感测第一用户的移动而生成的移动信息；并且从所述内容中提取第一用户的移动信息。所述通信电路可被配置为从所述电子装置接收提取的移动信息。
9.所述通信电路可被配置为将第二用户的移动信息发送到所述电子装置。
10.所述穿戴式装置还可包括被配置为获取第二用户的加速度信息、角速度信息和姿态信息的惯性测量单元(imu)传感器。所述通信电路可被配置为将获取的加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到所述电子装置。
11.根据另一方面，提供了一种远程训练系统，其中，所述远程训练系统包括：服务器、被穿戴在第一用户上的第一穿戴式装置、以及被穿戴在第二用户上的第二穿戴式装置。
12.第一穿戴式装置被配置为获取第一用户的移动信息，并通过所述服务器将第一用户的移动信息发送到第二穿戴式装置。第二穿戴式装置被配置为通过所述服务器接收第一用户的移动信息，获取第二用户的移动信息，计算第一用户的移动信息与第二用户的移动信息之间的差，基于计算出的差确定扭矩强度，并且向第二用户输出与确定的扭矩强度相应的扭矩。
13.当所述计算出的差大于预定值时，第二穿戴式装置可被配置为识别用于增大扭矩强度的增益，基于识别的增益和所述计算出的差确定所述扭矩强度，将扭矩方向确定为与第二用户移动的方向相反的方向，控制转换器使得所述转换器从电池汲取与确定的所述扭矩强度相应的电力，并且接通电机驱动器电路的开关的一部分并断开剩余的开关，使得电机沿确定的扭矩方向旋转，以输出抵抗第二用户的移动的扭矩。
14.当所述计算出的差小于预定值时，第二穿戴式装置可被配置为识别用于增大扭矩强度的增益，使用识别的增益和所述计算出的差确定所述扭矩强度，将扭矩方向确定为与第二用户移动的方向相同的方向，控制转换器使得所述转换器从电池汲取与确定的所述扭矩强度相应的电力，并且接通电机驱动器电路的开关的一部分并断开剩余的开关，使得电机沿确定的扭矩方向旋转，以输出辅助第二用户的移动的扭矩。
15.第一用户的移动信息可包括第一用户的关节角度，第二用户的移动信息可包括第二用户的关节角度，并且第一穿戴式装置可使第二用户的移动信息通过所述服务器被发送到第二穿戴式装置。
16.第二穿戴式装置可连接到第一用户的电子装置，以将第一用户的移动信息发送到第一用户的电子装置。第二用户穿戴式装置可连接到第二用户的电子装置。第一用户的电子装置可被配置为：将通过捕捉第一用户的移动而生成的图像数据和音频数据发送到所述服务器，并且将第一用户的移动信息发送到所述服务器。所述服务器可被配置为：使从第一用户的电子装置接收的第一用户的图像数据、第一用户的音频数据和第一用户的移动信息在时间上同步，并且将在时间上同步的第一用户的图像数据、第一用户的音频数据和第一用户的移动信息发送到第二用户的电子装置。第二用户的电子装置可被配置为：输出从所述服务器接收的图像数据和音频数据，并且将第一用户的移动信息发送到第一穿戴式装置。
17.根据另一方面，提供了一种基于流传输的训练系统，其中，所述基于流传输的训练系统包括服务器和连接到电子装置的穿戴式装置，其中，所述服务器被配置为将内容流传输到第二用户的电子装置，其中，所述内容包括与运动相关的图像数据和音频数据以及第一用户的移动信息。
18.所述穿戴式装置被配置为：从所述电子装置接收第一用户的移动信息，获取第二用户的移动信息，计算获取的移动与接收的移动信息之间的差，基于计算出的差确定扭矩强度，并且向第二用户输出与确定的扭矩强度相应的扭矩。
19.根据另一方面，提供了一种用于输出扭矩的穿戴式装置的操作方法，其中，所述操作方法包括：从服务器或电子装置接收第一用户的移动信息，获取第二用户的移动信息，计算接收的移动信息与获取的移动信息之间的差，基于计算出的差确定扭矩强度，并且控制电机驱动器电路，使得从电机输出与确定的扭矩强度相应的扭矩。
附图说明
20.图1a至图2b是示出根据示例实施例的穿戴式装置的示图。
21.图3a至图3d是示出根据示例实施例的穿戴式装置的扭矩的示图。
22.图4a至图4c是示出根据示例实施例的受训者穿戴式装置和教练穿戴式装置的示图。
23.图5示出根据示例实施例的远程训练系统的示例。
24.图6a至图7d是示出根据示例实施例的受训者电子装置的屏幕的示图。
25.图8示出根据示例实施例的远程训练系统的另一示例。
26.图9a和9b示出根据示例实施例的远程训练系统的又一示例。
27.图10a至10c是示出根据示例实施例的基于流传输的训练系统的示图。
28.图11示出根据示例实施例的运动分析和评估。
29.图12是示出根据示例实施例的受训者穿戴式装置的操作方法的流程图。
30.最佳实施方式
31.以下结构或功能描述是示例性的，以仅描述示例实施例，并且示例实施例的范围不限于本说明书中提供的描述。本领域普通技术人员可对其进行各种改变和修改。
32.虽然可使用术语“第一”或“第二”来描述各种组件，但这些组件不限于这些术语。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。例如，在根据本公开的构思的权利范围内，“第一”组件可被称为“第二”组件，或者类似地，“第二”组件可被称为“第一”组件。
33.应当理解，当组件被称为“连接到”另一组件时，该组件可直接连接或结合到另一组件，或者可存在中间组件。
34.如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。应当进一步理解，术语“包括”和/或“包括有”在本说明书中被使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件或它们的组合的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。
35.除非本文另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非本文另有定义，否则通常使用的词典中定义的术语应被解释为具有与相关领域中的上下文含义一致的含义，并且不应被解释为理想化或过于正式的含义。
36.在下文中，将参照附图详细描述示例实施例。当参照附图描述示例实施例时，相同的附图标号指代相同的组件，并且将省略与其相关的重复描述。
37.图1a至图2b是示出根据示例实施例的穿戴式装置的示图。
38.参照图1a，穿戴式装置100可包括处理器110、第一传感器120、第一电机驱动器电路130、第一电机140、惯性测量单元(imu)传感器150、存储器160和通信电路170。图1a示出一个第一传感器120、一个第一电机驱动器电路130和一个第一电机140，但这仅是示例性
的。如在图1b中所示出的，穿戴式装置100可包括第一传感器120和第二传感器121、多个电机驱动器电路(例如，第一电机驱动器电路130和第二电机驱动器电路131)以及多个电机(例如，第一电机140和第二电机141)。此外，在一些情况下，穿戴式装置100可包括多个处理器。电机驱动器电路的数量、电机的数量或处理器的数量可根据穿戴式装置100被穿戴的身体部位而变化。
39.图1c和图1d示出穿戴在髋部上的穿戴式装置100的示例。参照图1c，电机140和电机141可分别位于用户的右髋关节和左髋关节附近。这是为了使穿戴式装置100在用户行走时向每一个髋关节的屈曲和伸展施加扭矩(或力)。这里，屈曲可表示髋关节的向前旋转，并且伸展可表示髋关节的向后旋转。不限于在图1c中所示出的示例，电机140和电机141中的每一个可被定位以便向每一个髋关节的内收和外展施加扭矩(或力)。这里，外展可指示当用户横向移动时远离身体的移动，并且内收可指示更靠近身体的移动。
40.参照图1d，穿戴式装置100包括框架，其中，框架用于将穿戴式装置100固定到用户的身体并且当穿戴式装置100被穿戴在用户的身体上时支撑身体。框架可包括例如腰部穿戴框架和腿部穿戴框架，其中，腰部穿戴框架用于将穿戴式装置100固定到用户的腰部，腿部穿戴框架用于使穿戴式装置100的一部分通过被穿戴在用户的腿部上而固定到用户的腿部。取决于如何实现穿戴式装置100，可修改框架的形状或构造以适应实现方式。
41.在示例实施例中，用于控制穿戴式装置100的操作的处理器110、存储器160、通信电路170等可位于用户的腰部的背部101上。第一电机140和第一传感器120可位于用户的右髋关节20r周围。第二电机141和第二传感器121可位于用户的左髋关节20l周围。
42.当向位于右髋关节20r附近的第一电机140和位于左髋关节20l附近的第二电机141供电以操作第一电机140和第二电机141时，从第一电机140和第二电机141中的每一个输出的力通过右传递部40r和左传递部40l传递到腿部穿戴框架，并且传递到腿部穿戴框架的力可被施加到用户的腿部。
43.图1e示出穿戴在上方身体部位上的穿戴式装置100的示例。电机140和电机141可分别位于右肩关节和左肩关节周围。这是为了使穿戴式装置100对每一个肩关节的屈曲和伸展施加扭矩。不限于在图1e中所示出的示例，电机140和电机141可被定位为向肩关节的内收和外展提供扭矩。
44.在下文中，基于穿戴式装置100的组件详细描述穿戴式装置100的操作。
45.处理器110可控制穿戴式装置100的整体操作。
46.处理器110可使用第一传感器120获取用户移动信息(例如，关节角度)。例如，第一传感器120可包括编码器。由于第一电机140和第一传感器120彼此连接，因此第一传感器120的轴可与第一电机140旋转一样多地旋转。第一传感器120可将与轴的每一个旋转位置相应的比特值发送到处理器110。处理器110可基于发送的比特值来计算轴的旋转角度。例如，当轴处于第一旋转位置时，第一传感器120可将与第一旋转位置相应的第一比特值发送到处理器110。当轴处于第二旋转位置时，第一传感器120可将与第二旋转位置相应的第二比特值发送到处理器110。处理器110可通过从与第二比特值相应的角度减去与第一比特值相应的角度来计算轴的旋转角度。在一些情况下，第一传感器120可通过从轴的第一旋转位置减去第二旋转位置来计算轴的旋转角度，并且可将计算出的旋转角度发送到处理器110。
47.第一传感器120不限于以上描述的编码器，并且可包括旋转变压器、加速度传感
器、陀螺仪传感器等。
48.由于第一传感器120的描述可应用于第二传感器121的描述，因此将省略第二传感器121的重复描述。
49.由于用户的关节可通过第一电机140的扭矩被旋转，因此用户的关节角度可与第一传感器120的轴的旋转角度相应。穿戴式装置100中的第一传感器120的轴的旋转角度可被用作用户的关节角度。在下文中，为了便于说明，第一传感器120的轴的旋转角度也可被称为用户的关节角度。
50.处理器110可使用用户的关节角度来计算关节的角速度。例如，如果在时间段t期间获得的关节角度是x，则处理器110可将x/t计算为关节的角速度。在一些情况下，第一传感器120可使用用户的关节角度来计算关节的角速度，并且将计算的角速度发送到处理器110。
51.第一电机驱动器电路130在处理器110的控制下控制第一电机140的操作。例如，第一电机驱动器电路130可在处理器110的控制下形成电路径，使得从电池向第一电机140供电。图2a示出第一电机驱动器电路130的示例。
52.在图2a中示出第一电机驱动器电路130是h桥电路并且包括多个开关、例如，第一开关210至第四开关240。在处理器110的控制下，第一开关210和第四开关240可接通，第二开关220和第三开关230可断开。转换器202可在处理器110的控制下从电池200汲取电力，并且可将汲取的电力供应给第一电机140。
53.当第一开关210和第四开关240接通并且第二开关220和第三开关230断开时，响应于电力被供应，第一电机140可沿正向方向旋转。这里，正向旋转可指示第一电机140沿顺时针方向旋转。相反，第一电机140可沿反向方向旋转。这里，反向旋转可指示第一电机140沿逆时针方向旋转。例如，在处理器110的控制下，第二开关220和第三开关230可接通，第一开关220和第四开关240可断开，电力可通过转换器202被从电池200供应给第一电机140，第一电机140可沿反向方向旋转。
54.图2b示出第二电机驱动器电路131的示例。第二电机驱动器电路131可具有与第一电机驱动器电路130的结构相同的结构。在图2b中所示出的第二电机驱动器电路131是h桥电路，并且可包括多个开关，例如，第五开关250至第八开关280。在处理器110的控制下，第五开关250和第八开关280可接通，第六开关260和第七开关270可断开。转换器202可在处理器110的控制下从电池200汲取电力，并且可将汲取的电力供应给第二电机141。
55.当第五开关250和第八开关280接通并且第六开关260和第七开关270断开时，响应于电力被供应，第二电机141可沿正向方向旋转。在处理器110的控制下，第六开关260和第七开关270可接通，第五开关250和第八开关280可断开，并且电力可通过转换器202被从电池200供应给第二电机141。此时，第二电机141可沿反向方向旋转。
56.返回参照图1a，imu传感器150可测量用户的移动的加速度和/或角速度。用户的移动可包括x轴方向的移动、y轴方向的移动和z轴方向的移动。imu传感器150可测量针对x轴方向移动的加速度和/或角速度、针对y轴方向移动的加速度和/或角速度、以及针对z轴方向移动的加速度和/或角速度。针对x轴方向移动、y轴方向移动和z轴方向移动中的每一个的加速度可被称为关于用户的移动的加速度信息。针对x轴方向的移动、y轴方向的移动和z轴方向的移动中的每一个的角速度可被称为关于用户的移动的角速度信息。
57.当用户移动时，用户可围绕纵向轴线、横向轴线和竖直轴线中的每一个旋转。用户围绕纵轴、水平轴和垂直轴旋转的角度可分别表示为滚转角、俯仰角和偏航角。imu传感器150可测量滚转角、俯仰角和偏航角。用户的滚转角、俯仰角和偏航角可分别被称为姿态信息。
58.存储器160可存储用于操作穿戴式装置100的软件。此外，存储器160可存储用户的关节角度和关节的角速度。此外，存储器160可存储与用户的移动相关联的加速度信息和角速度信息、以及关于用户的姿态信息。
59.存储器160可包括但不限于非易失性存储器、易失性存储器等。
60.通信电路170可允许穿戴式装置100与外部装置通信。
61.通信电路170可包括短距离无线通信电路、wi-fi通信电路和移动通信电路中的一个或更多个。短距离无线通信电路可根据短距离无线通信方法(例如，近场通信(nfc)、蓝牙、zigbee等)与位于短距离内的电子装置通信。电子装置可包括移动装置(例如，智能电话或平板pc等)和显示装置(例如，智能tv)。wi-fi通信电路可通过根据wi-fi通信方法访问网络来与服务器通信。移动通信电路可通过根据移动通信方法(例如，3g、4g、5g等)访问移动通信网络来与服务器通信。
62.图3a至图3d是示出根据示例实施例的穿戴式装置的扭矩的示图。
63.图3a至图3d示出穿戴在髋部上的穿戴式装置100的示例。
64.参照图3a、图1a和图1b，穿戴式装置100可在与用户的移动相同的方向上产生扭矩。在与用户的移动方向相同的方向上的扭矩可被称为“辅助扭矩”。
65.在图3a的示例中，处理器110可使用第一传感器120计算或获得用户的右髋关节的角速度。
66.处理器110可通过等式1确定用于扭矩输出的控制信息，使得辅助扭矩被提供给用户。
67.[等式1]
[0068]
用于扭矩输出的控制信息＝第一增益
×
角速度
[0069]
用于扭矩输出的控制信息可包括扭矩强度和扭矩方向。处理器110可通过等式1确定扭矩强度和扭矩方向。
[0070]
第一增益和角速度的大小是确定扭矩强度的因子。仅由角速度的大小确定的扭矩强度可以是不足以辅助用户的运动的强度。因此，处理器110可如等式1所示通过将用于增加扭矩强度的第一增益乘以角速度来确定扭矩强度，其中，所述扭矩强度大于仅由角速度的大小确定的扭矩强度。换句话说，处理器110可将第一增益乘以角速度，以确定与大于角速度的大小的大小相应的扭矩强度。
[0071]
第一增益和角速度的大小越大，扭矩强度可越大。当接收到用户调整请求时，处理器110可调整第一增益。在一些情况下，第一增益可以是固定值。
[0072]
第1增益例如可以是从0至2的范围内的预定值。上述0至2的范围仅是示例，并且第一增益所属的范围不限于此。
[0073]
角速度的方向是确定扭矩方向的因子。处理器110可将角速度的方向确定为扭矩方向。在图3a的示例中，右髋关节逆时针旋转，因此角速度的方向是逆时针方向。处理器110可将扭矩方向确定为逆时针方向。
[0074]
在一些情况下，处理器110可将角速度确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将角速度的大小确定为扭矩强度，并且将角速度的方向确定为扭矩方向。
[0075]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与通过第一增益和角速度的大小的乘积(或角速度的大小)确定的扭矩强度相应的电力。此外，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第二开关220和第三开关230，并且断开第一开关210和第四开关240，使得第一电机140沿与角速度的方向相同的方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机140，使得第一电机140向右腿输出辅助扭矩。同样地，第二电机141可向左腿输出辅助扭矩。
[0076]
参照图3b，穿戴式装置100可在与用户的移动方向相反的方向上产生扭矩。与用户的移动方向相反的方向上的扭矩可被称为“阻力扭矩”。
[0077]
在图3b的示例中，处理器110可使用第一传感器120计算或获得用户的右髋关节的角速度。
[0078]
处理器110可通过等式2确定用于扭矩输出的控制信息，使得阻力扭矩被提供给用户。
[0079]
[等式2]
[0080]
用于扭矩输出的控制信息＝-1
×
第二增益
×
角速度
[0081]
用于扭矩输出的控制信息可包括扭矩强度和扭矩方向。处理器110可通过等式2确定扭矩强度和扭矩方向。
[0082]
第二增益和角速度的大小可以是确定扭矩强度的因子。仅由角速度的大小确定的扭矩强度可以是不足以对用户的移动提供阻力的强度。因此，处理器110可如等式2所示通过将用于增加扭矩强度的第二增益乘以角速度来确定扭矩强度，其中，所述扭矩强度大于仅由角速度的大小确定的扭矩强度。换句话说，处理器110可将第二增益乘以角速度，以确定与大于角速度的大小的大小相应的扭矩强度。
[0083]
第二增益和角速度的大小越大，扭矩强度可越大。当接收到用户调整请求时，处理器110可调整第二增益。在一些情况下，第二增益可以是固定值。
[0084]
第二增益例如可以是从0至2的范围内的预定值。上述0至2的范围仅是示例，并且第二增益所属的范围不限于此。
[0085]
在等式2中，
“‑
1”是确定转矩方向的因子。处理器110可将与角速度相反的方向确定为扭矩方向。在图3b的示例中，右髋关节沿逆时针方向旋转，因此角速度的方向是逆时针方向。由于
“‑
1”，处理器110可将扭矩方向确定为作为与角速度的方向相反的方向的顺时针方向。
[0086]
在一些情况下，处理器110可将
“‑1×
角速度”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将角速度的大小确定为扭矩强度，并将与角速度的方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0087]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与通过第二增益和角速度的大小的乘积(或角速度的大小)确定的扭矩强度相应的电力。此外，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机140沿与角速度的方向相反的方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供
应给第一电机140，使得第一电机140向右腿输出阻力扭矩。同样地，第二电机141可将阻力扭矩输出到左腿。
[0088]
当对象在流体中移动时，产生抵抗对象移动的力。此时，力可与对象的速度的平方成比例。在图3b的示例中，处理器110可通过等式3确定用于扭矩输出的控制信息，使得用户感觉到如同在流体(诸如，水)中行走的阻力。
[0089]
[等式3]
[0090]
用于扭矩输出的控制信息＝-1
×
第二增益
×
(角速度)2[0091]
根据等式3，处理器110可将第二增益与角速度的平方的乘积确定为扭矩强度，并且将与角速度的方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0092]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与通过等式3确定的扭矩强度相应的电力。此外，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机140沿与角速度的方向相反的方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机140，使得第一电机140向右腿输出阻力扭矩。同样地，第二电机141可将阻力扭矩输出到左腿。
[0093]
在图3c的示例中，假设随着用户的右髋关节沿逆时针方向旋转并且左髋关节沿顺时针方向旋转，髋部角度增加。这里，如稍后将描述的，髋部角度可与右髋关节角度与左髋关节角度的总和相应。在图3c的示例中，穿戴式装置100可向用户提供与髋部角度增大的移动方向相反的方向上的扭矩。下面将详细描述这种情况。
[0094]
处理器110可使用第一传感器120获取用户的右髋关节角度，并且可使用第二传感器121获取用户的左髋关节角度。处理器110可通过将右髋关节角度与左髋关节角度相加来计算髋部角度。
[0095]
处理器110可计算髋部角度与阈值角度之间的差。当计算出的差大于零时，处理器110可根据等式4确定用于扭矩输出的控制信息，使得向用户提供与髋部角度增大的移动方向相反的方向上的扭矩。换句话说，当髋部角度大于阈值角度时，处理器110可通过等式4确定用于扭矩输出的控制信息。
[0096]
[等式4]
[0097]
用于扭矩输出的控制信息＝-1
×
第三增益
×
(髋部角度-阈值角度)
[0098]
在等式4中，第三增益和“髋部角度-阈值角度”的值可以是确定扭矩强度的因子。仅由“髋部角度-阈值角度”的值确定的扭矩强度可以是不足以对髋部角度增大的方向上的运动提供阻力的强度。因此，处理器110可如等式4所示通过将用于增加扭矩强度的第三增益乘以“髋部角度-阈值角度”来确定扭矩强度，其中，所述扭矩强度大于仅由“髋部角度-阈值角度”的值确定的扭矩强度。换句话说，处理器110可将第三增益乘以“髋部角度-阈值角度”，以确定与大于“髋部角度-阈值角度”的值的值相应的扭矩强度。
[0099]
随着第三增益以及“髋部角度-阈值角度”的值增大，扭矩强度可增大。当接收到用户调整请求时，处理器110可调整第三增益。在一些情况下，第三增益可以是固定值。
[0100]
第三增益例如可以是从0至6的范围内的预定值。上述0至6的范围仅是示例，并且第三增益所属的范围不限于此。
[0101]
在等式4中，
“‑
1”是决定转矩方向的因子。处理器110可将与髋部角度增大的方向相反的方向确定为扭矩方向。在图3c的示例中，右髋关节沿逆时针方向旋转，并且左髋关节
角度可沿顺时针方向旋转，因此处理器110可将顺时针方向确定为将被输出到右腿的扭矩的方向，并将逆时针方向确定为将被输出到左腿的扭矩的方向。
[0102]
作为与等式4不同的示例，处理器110可将
“‑1×
(髋部角度-阈值角度)”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将“髋部角度-阈值角度”的值确定为扭矩强度，并且将与髋部角度增大的方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0103]
作为与等式4不同的另一示例，处理器110可通过等式5确定用于扭矩输出的控制信息，使得向用户提供与髋部角度增大的移动方向相反的方向上的扭矩。
[0104]
[等式5]
[0105]
用于扭矩输出的控制信息＝-1
×
第三增益
×
髋部角度
[0106]
根据等式5，处理器110可将髋部角度的值与第三增益的乘积确定为扭矩强度，并且将与髋部角度增大的方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0107]
作为与等式5不同的示例，处理器110可将
“‑1×
髋部角度”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将髋部角度的值确定为扭矩强度，并且将与髋部角度增大的方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0108]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与根据等式4、等式4的不同示例、等式5或等式5的不同示例确定的扭矩强度相应的电力。此外，处理器110可向第一电机驱动器电路130和第二电机驱动器电路131中的每一个提供控制信号，以使第一电机140和第二电机141沿与髋部角度增大的方向相反的方向旋转。例如，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机140沿顺时针方向旋转。处理器110可接通第二电机驱动器电路131的第六开关260和第七开关270，并且断开第五开关250和第八开关280，使得第二电机141沿逆时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机140和第二电机141，使得第一电机140和第二电机141为用户提供用于髋部角度增大的移动的阻力扭矩。
[0109]
在示例实施例中，穿戴式装置100可向用户提供在与用户的一个髋关节角度增大的移动方向相反的方向上的扭矩。在图3c的示例中，假设用户的第一髋关节沿逆时针方向旋转，并且第二髋关节不旋转。
[0110]
处理器110可使用第一传感器120获得用户的第一髋关节角度。
[0111]
处理器110可计算第一髋关节角度与阈值角度之间的差。当计算出的差大于零时，处理器110可通过等式6确定用于扭矩输出的控制信息，使得向用户提供与用户的髋关节角度增大的移动方向相反的方向上的扭矩。换句话说，当第一髋关节角度大于阈值角度时，处理器110可通过等式6确定用于扭矩输出的控制信息。
[0112]
[等式6]
[0113]
用于扭矩输出的控制信息＝-1
×
第三增益
×
(第一髋关节角度-阈值角度)
[0114]
根据等式6，处理器110可将“第一髋关节角度-阈值角度”的值与第三增益的乘积确定为扭矩强度，并将与第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0115]
作为与等式6不同的示例，处理器110可将
“‑1×
(第一髋关节角度-阈值角度)”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将“第一髋关节角度-阈值角度”的值确定为扭矩强度，并且将与第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0116]
作为与等式6不同的另一示例，处理器110可通过等式7确定用于扭矩输出的控制
信息，使得向用户提供与用户的髋关节角度增大的移动方向相反的方向上的扭矩。
[0117]
[等式7]
[0118]
用于扭矩输出的控制信息＝-1
×
第三增益
×
第一髋关节角度
[0119]
根据等式7，处理器110可将第一髋关节角度的值与第三增益的乘积确定为扭矩强度，并且将与第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0120]
作为与等式7不同的示例，处理器110可将
“‑1×
第一髋关节角度”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将第一髋关节角度的值确定为扭矩强度，并且将与第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0121]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与根据等式6、等式6的不同示例、等式7或等式7的不同示例确定的扭矩强度相应的电力。此外，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机140沿与第一髋关节的旋转方向相反的方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机140，使得第一电机140为用户提供用于第一髋关节角度增大的移动的阻力扭矩。
[0122]
在图3d的示例中，假设随着用户的右髋关节沿逆时针方向旋转并且左髋关节沿顺时针方向旋转，髋部角度增大。在图3d的示例中，穿戴式装置100可向用户提供在与髋部角度增大的移动方向相同的方向上的扭矩。下面将详细描述这种情况。
[0123]
在图3d的示例中，处理器110可使用第一传感器120获取用户的右髋关节角度，并且可使用第二传感器121获取用户的左髋关节角度。处理器110可通过将右髋关节角度与左髋关节角度相加来计算髋部角度。
[0124]
处理器110可计算髋部角度与阈值角度之间的差。当计算出的差大于零时，处理器110可根据等式8确定用于扭矩输出的控制信息，使得向用户提供与髋部角度增大的移动方向相同的方向上的扭矩。换句话说，当髋部角度大于阈值角度时，处理器110可通过等式8确定用于扭矩输出的控制信息。
[0125]
[等式8]
[0126]
用于扭矩输出的控制信息＝第四增益
×
(髋部角度-阈值角度)
[0127]
在等式8中，第四增益和“髋部角度-阈值角度”的值可以是确定扭矩强度的因子。仅由“髋部角度-阈值角度”的值确定的扭矩强度可能是不足以辅助髋部角度增大的方向上的移动的强度。因此，处理器110可如等式8所示通过将用于增加扭矩强度的第四增益乘以“髋部角度-阈值角度”来确定扭矩强度，其中，所述扭矩强度大于仅由“髋部角度-阈值角度”的值确定的扭矩强度。换句话说，处理器110可将第四增益乘以“髋部角度-阈值角度”，以确定与大于“髋部角度-阈值角度”的值的值相应的扭矩强度。
[0128]
随着第四增益以及“髋部角度-阈值角度”的值增大，扭矩强度可增大。当接收到用户调整请求时，处理器110可调整第四增益。在一些情况下，第四增益可以是固定值。
[0129]
第四增益例如可以是从0至6的范围内的预定值。上述0至6的范围仅是示例，并且第四增益所属的范围不限于此。
[0130]
处理器110可将髋部角度增大的方向确定为扭矩方向。在图3d的示例中，右髋关节角度沿逆时针方向旋转，并且左髋关节角度可沿顺时针方向旋转，因此处理器110可将逆时针方向确定为将被输出到右腿的扭矩的方向，并将顺时针方向确定为将被输出到左腿的扭
矩的方向。
[0131]
作为与等式8不同的示例，处理器110可将“髋部角度-阈值角度”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将“髋部角度-阈值角度”的值确定为扭矩强度，并且将髋部角度增大的方向确定为扭矩方向。
[0132]
作为与等式8不同的另一示例，处理器110可根据等式9确定用于扭矩输出的控制信息，使得向用户提供与髋部角度增大的移动方向相同的方向上的扭矩。
[0133]
[等式9]
[0134]
用于扭矩输出的控制信息＝第四增益
×
髋部角度
[0135]
根据等式9，处理器110可将髋部角度的值与第四增益的乘积确定为扭矩强度，并且将髋部角度增大的方向确定为扭矩方向。
[0136]
作为与等式9不同的示例，处理器110可将髋部角度确定为用于扭矩输出的控制信息。在该情况下，处理器110可将髋部角度的值决定为扭矩强度，将髋部角度增大的方向确定为扭矩方向。
[0137]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与根据等式8、等式8的不同示例、等式9或等式9的不同示例确定的扭矩强度相应的电力。另外，处理器110可向第一电机驱动器电路130和第二电机驱动器电路131中的每一个提供控制信号，以使第一电机140和第二电机141沿髋部角度增大的方向旋转。例如，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第二开关220和第三开关230，并且断开第一开关210和第四开关240，使得第一电机140沿与右髋关节的旋转方向(例如，逆时针方向)相同的方向旋转。处理器110可接通第二电机驱动器电路131的第五开关250和第八开关280，并且断开第六开关260和第七开关270，使得第二电机141沿与左髋关节的旋转方向(例如，顺时针方向)相同的方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机140和第二电机141，使得第一电机140和第二电机141向用户提供用于髋部角度增大的移动的辅助扭矩。
[0138]
在示例实施例中，穿戴式装置100可向用户提供在与用户的一个髋关节角度增大的移动方向相同的方向上的扭矩。在图3d的示例中，假设用户的第一髋关节沿逆时针方向旋转，并且第二髋关节不旋转。
[0139]
处理器110可使用第一传感器120获得用户的第一髋关节角度。处理器110可计算第一髋关节角度与阈值角度之间的差。当计算出的差大于零时，处理器110可通过等式10确定用于扭矩输出的控制信息，使得向用户提供在与用户的一个髋关节角度增大的移动方向相同的方向上的扭矩。换句话说，当第一髋关节角度大于阈值角度时，处理器110可通过等式10确定用于扭矩输出的控制信息。
[0140]
[等式10]
[0141]
用于扭矩输出的控制信息＝第四增益
×
(第一髋关节角度-阈值角度)
[0142]
根据等式10，处理器110可将“第一髋关节角度-阈值角度”的值与第四增益的乘积确定为扭矩强度，并且将第一髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。
[0143]
作为与等式10不同的示例，处理器110可将“第一髋关节角度-阈值角度”确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将“第一髋关节角度-阈值角度”的值确定为扭矩强度，并且将第一髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。
[0144]
作为与等式10不同的另一示例，处理器110可通过等式11确定用于扭矩输出的控
制信息，使得向用户提供与第一髋关节角度增大的移动方向相同的方向上的扭矩。
[0145]
[等式11]
[0146]
用于扭矩输出的控制信息＝第四增益
×
第一髋关节角度
[0147]
根据等式11，处理器110可确定与第一髋关节角度的值与第四增益的乘积相应的扭矩强度，并且将第一髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。
[0148]
作为与等式11不同的示例，处理器110可将第一髋关节角度确定为用于扭矩输出的控制信息。在这种情况下，处理器110可将第一髋关节角度的值确定为扭矩强度，并且将第一髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。
[0149]
处理器110可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与根据等式10、等式10的不同示例、等式11或等式11的不同示例确定的强度相应的电力。此外，处理器110可接通第一电机驱动器电路130的第二开关220和第三开关230，并且断开第一开关210和第四开关240，使得第一电机140沿与第一髋关节的旋转方向相同的方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机140，使得第一电机140为用户提供用于第一髋关节角度增大的移动的辅助扭矩。
[0150]
图4a至图4c是示出根据示例实施例的受训者穿戴式装置和教练穿戴式装置的示图。
[0151]
图4a示出受训者穿戴式装置410和教练穿戴式装置420。
[0152]
受训者穿戴式装置410是指由受训者穿戴的穿戴式装置，并且教练穿戴式装置420是指由教练穿戴的穿戴式装置。教练也可被称为第一用户，并且受训者也可被称为第二用户。教练穿戴式装置420也可被称为第一穿戴式装置，并且受训者穿戴式装置410也可被称为第二穿戴式装置。
[0153]
受训者穿戴式装置410可包括处理器410-1、第一传感器410-2、第一电机驱动器电路410-3、第一电机410-4、imu传感器410-8、通信电路410-9和存储器410-10。不限于此，如在图4b的示例中所示出的，受训者穿戴式装置410可包括第一传感器410-2和第二传感器410-5、多个电机驱动器电路(例如，第一电机驱动器电路410-3和第二电机驱动器电路410-6)、以及多个电机(例如，第一电机410-4和第二电机410-7)。
[0154]
教练穿戴式装置420可包括处理器420-1、第一传感器420-2、第一电机驱动器电路420-3、第一电机420-4、imu传感器420-8、通信电路420-9和存储器420-10。不限于此，如在图4b的示例中所示出的，教练穿戴式装置420可包括第一传感器420-2和第二传感器420-5、多个电机驱动器电路(例如，第一电机驱动器电路420-3和第二电机驱动器电路420-6)、以及多个电机(例如，第一电机420-4和第二电机420-7)。
[0155]
教练穿戴式装置410中的组件的操作和受训者穿戴式装置420中的组件的操作可与参照图1a至图3d描述的穿戴式装置100中的组件的操作相同。
[0156]
如在图4c中所示出的示例中的，穿戴教练穿戴式装置420的教练和穿戴受训者穿戴式装置410的受训者可抬起和降低第一腿的膝盖。尽管教练和受训者位于不同的空间中，但受训者可根据通过受训者穿戴式装置410传输的教练的移动(物理力)来正如教练所预期地学习教练的移动。例如，如果受训者比教练的移动慢或姿态错误，则可通过受训者穿戴式装置410将基于教练的移动速度与受训者的移动速度之间的差异(或教练的姿态与受训者的姿态之间的差异)的物理力发送到受训者。在该示例中，受训者可通过经由受训者穿戴式
装置410传输的力来纠正姿态和移动。受训者可能需要以教练的姿态运动以达到教练预期的运动效果。因此，通过反馈教练的移动的受训者穿戴式装置410，受训者可获得与仅使用视觉信息跟随教练的移动相比最大化的运动效果。下面将详细描述这种情况。
[0157]
图5示出根据示例实施例的远程训练系统的示例。
[0158]
参照图5，远程训练系统包括受训者穿戴式装置410、教练穿戴式装置420、服务器530、受训者电子装置510和教练电子装置520。
[0159]
受训者电子装置510是指受训者的电子装置。受训者电子装置510可包括受训者的移动装置(例如，智能电话、平板终端等)和/或显示装置(例如，智能tv)。
[0160]
教练电子装置520是指教练的电子装置。教练电子装置520可包括教练的移动装置(例如，智能电话、平板终端等)和/或显示装置(例如，智能tv)。
[0161]
受训者穿戴式装置410的通信电路410-9可通过短距离无线通信链路(例如，蓝牙)连接到受训者电子装置510的短距离无线通信电路。同样地，教练穿戴式装置420的通信电路420-9可通过短距离无线通信链路(例如，蓝牙)连接到教练电子装置520的短距离无线通信电路。
[0162]
受训者电子装置510可包括wi-fi通信电路和/或移动通信电路，并且可通过wi-fi通信电路或移动通信电路与服务器530通信。同样地，教练电子装置520可包括wi-fi通信电路和/或移动通信电路，并且可通过wi-fi通信电路或移动通信电路与服务器530通信。
[0163]
如参照图4c所描述的，假设教练和受训者抬起和降低第一腿的膝盖。当教练和受训者向上抬起第一腿的膝盖时，教练和受训者中的每一者的第一腿的髋关节(例如，第一髋关节)可沿逆时针方向旋转。
[0164]
教练电子装置520可通过记录教练的运动来生成用于教练的运动的音频数据和图像数据。
[0165]
教练穿戴式装置420的处理器420-1可使用第一传感器420-2获取教练的第一髋关节角度x_1，并且使用通信电路420-9将教练的第一髋关节角度x_1发送到受训者电子装置520。
[0166]
教练穿戴式装置420的imu传感器420-8可测量关于教练的移动的加速度信息、角速度信息和姿态信息。如上所述，加速度信息可包括教练在x轴方向、y轴方向和z轴方向中的每一个方向上的移动的加速度。角速度信息可包括教练在x轴方向、y轴方向和z轴方向中的每一个方向上的移动的角速度。姿态信息可包括教练的滚转角、俯仰角和偏航角。教练穿戴式装置420的处理器420-1可使用通信电路420-9将关于教练的移动的加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到受训者电子装置520。
[0167]
教练电子装置520可将教练的音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1发送到服务器530。另外，教练电子装置520可将关于教练的移动的加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到服务器530。
[0168]
为了防止可由教练电子装置520与教练穿戴式装置420之间的数据采样时间的差异引起的音频/视频数据与髋部角度数据之间的不符，服务器530可对音频数据、图像数据和教练的第一髋部角度x_1执行时间同步。由于音频数据和图像数据是由教练电子装置520生成的，并且第一髋关节角度x_1是由教练穿戴式装置420生成的，因此，生成音频数据和图像数据的实体不同于生成第一髋关节角度x_1的实体。因此，服务器530可使教练的语音、在
图像中示出的教练的移动、以及第一髋关节角度x_1在时间上同步。例如，音频数据和图像数据可具有时间值ta、tb、tc等。在该示例中，在音频数据和图像数据的时间值ta、tb、tc等之中，ta可以是最早的。此外，第一髋关节角度x_1可具有时间值ta、tb、tc等。服务器530可基于ta同步音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1。
[0169]
服务器530可将在时间上同步的音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1发送到受训者电子装置510。
[0170]
受训者电子装置510可在显示器上显示从服务器530接收到的图像数据，并且通过扬声器输出音频数据。由此，受训者可通过受训者电子装置510在视觉上看到教练运动并听到教练的语音。
[0171]
此外，受训者电子装置510可将从服务器530接收到的教练的第一髋关节角度x_1发送到受训者穿戴式装置410。换句话说，受训者穿戴式装置410的通信电路410-9可从受训者电子装置510接收教练的第一髋关节角度x_1。
[0172]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将教练的第一髋关节角度x_1设置为阈值角度。换句话说，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将教练的第一髋关节角度x_1设置为教练的运动姿态。
[0173]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可使用第一传感器410-2获取受训者的第一髋关节角度y_1。
[0174]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可计算受训者的第一髋关节角度y_1与阈值角度x_1之间的差“y_1-x_1”。
[0175]
当由受训者穿戴式装置410的处理器410-1计算出的“y_1-x_1”大于零时，受训者抬起第一腿的膝盖的角度可大于阈值角度。在这种情况下，处理器410-1可通过控制施加到第一腿的阻力扭矩来引导受训者降低第一腿的膝盖。例如，如同图2a的第一电机驱动器电路130，受训者穿戴式装置410的第一电机驱动器电路410-3可包括第一开关210至第四开关240。处理器410-1可通过将“y_1-x_1”的值乘以增益(例如，参照图3c描述的第三增益)来确定扭矩强度。在一些情况下，处理器410-1可使用“y_1-x_1”的值与扭矩强度相映射的表来确定扭矩强度。表1示出“y_1-x_1”的值与扭矩强度相映射的表的示例。
[0176]
[表1]
[0177]“y_1-x_1”的值扭矩强度a1b1a2b2a3b3
…………
[0178]“y_1-x_1”可需要大于零，以向受训者的第一腿提供阻力扭矩。因此，处理器410-1可将与受训者的第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0179]
处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。由于受训者的第一髋关节沿逆时针方向旋转，因此处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机410-4沿顺时针方向旋转。
[0180]
由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机410-4。此时，第一电机410-4可向第
一腿提供阻力扭矩，并且受训者可根据接收到的阻力扭矩降低第一腿的膝盖而不将第一腿的膝盖抬起得更高。由此，处理器410-1可引导受训者的运动姿态接近教练的运动姿态。
[0181]
当受训者穿戴式装置410的处理器410-1计算出的“y_1-x_1”小于零时，受训者抬起第一腿的膝盖的角度可小于阈值角度。在这种情况下，受训者穿戴式装置410可以不向用户提供扭矩。作为另一示例，当“y_1-x_1”小于零时，处理器410-1可通过控制施加到第一腿的辅助扭矩来引导受训者进一步向上提升第一腿的膝盖。例如，处理器410-1可通过将“y_1-x_1”的值乘以增益来确定扭矩强度。在该示例中，增益可以是例如参照图3c描述的第三增益或参照图4c描述的第四增益，但不限于此。在一些情况下，处理器410-1可使用表1来确定扭矩强度，或者使用与表1不同的表2来确定扭矩强度。
[0182]
[表2]
[0183]“y_1-x_1”的值扭矩强度a1c1a2c2a3c3
…………
[0184]“y_1-x_1”可需要小于零，以向受训者的第一腿提供辅助扭矩。因此，处理器410-1可将受训者的第一髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。
[0185]
处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。由于受训者的第一髋关节沿逆时针方向旋转，因此处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的第二开关220和第三开关230，并且断开第一开关210和第四开关240，使得第一电机410-4沿逆时针方向旋转。
[0186]
由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机410-4。此时，第一电机410-4可向第一腿提供辅助扭矩，并且受训者可借助于所提供的辅助扭矩将第一腿的膝盖抬起得更高。由此，处理器410-1可引导受训者的运动姿态接近教练的运动姿态。
[0187]
受训者穿戴式装置410的imu传感器410-8可测量关于受训者的移动的加速度信息、角速度信息和姿态信息。如上所述，加速度信息可包括受训者在x轴方向、y轴方向和z轴方向中的每一个方向上的移动的加速度，角速度信息可包括受训者在x轴方向、y轴方向和z轴方向中的每一个方向上的移动的角速度，并且姿态信息可包括受训者的滚转角、俯仰角和偏航角。
[0188]
处理器410-1可使用通信电路410-9将受训者的加速度信息、角速度信息、姿态信息、和第一髋关节角度y_1发送到受训者电子装置510。
[0189]
受训者电子装置510可将第一髋关节角度y_1、加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到服务器530。服务器530可存储受训者的加速度信息、角速度信息、姿态信息、和第一髋关节角度y_1。
[0190]
在示例实施例中，服务器530可允许教练通过教练穿戴式装置420接收关于受训者的移动的反馈。例如，服务器530可将受训者的第一髋关节角度y_1发送到教练电子装置520，并且教练电子装置520可将受训者的第一髋关节角度y_1发送到教练穿戴式装置420。
[0191]
教练穿戴式装置420的处理器420-1可计算受训者的第一髋关节角度y_1与教练的第一髋关节角度x_1之间的差“y_1-x_1”。
[0192]
当教练穿戴式装置420的处理器420-1计算出的“y_1-x_1”大于零时，受训者抬起第一腿的膝盖的角度可能大于教练抬起第一腿的膝盖的角度。换句话说，当教练穿戴式装置420的处理器420-1计算出的“y_1-x_1”大于零时，受训者的移动可能大于教练的移动。在这种情况下，为了给予教练受训者的移动相对较大的反馈，教练穿戴式装置420的处理器420-1可控制教练穿戴式装置420的电机驱动器电路420-3或电机驱动器电路420-6，以使教练穿戴式装置420的电机420-4或电极420-7沿顺时针方向旋转，使得阻力扭矩被输出到教练的第一腿。
[0193]
当教练穿戴式装置420的处理器420-1计算出的“y_1-x_1”小于零时，受训者抬起第一腿的膝盖的角度可能小于教练抬起第一腿的膝盖的角度。换句话说，当教练穿戴式装置420的处理器420-1计算出的“y_1-x_1”小于零时，受训者的移动可能小于教练的移动。在这种情况下，为了给予教练受训者的移动相对较小的反馈，教练穿戴式装置420的处理器420-1可控制教练穿戴式装置420的电机驱动器电路420-3或电机驱动器电路420-6，以使教练穿戴式装置420的电机420-4或电机420-7沿逆时针方向旋转，使得辅助扭矩被输出到教练的第一腿。
[0194]
在示例实施例中，服务器530可通过将受训者的移动信息与教练的移动信息进行比较来计算针对受训者的移动的评估得分。换句话说，服务器530可通过将受训者的移动信息与教练的移动信息进行比较来评估受训者是否很好地跟随教练的移动。
[0195]
《自我训练》
[0196]
当从受训者与教练之间的远程训练开始经过预定时间段时，服务器530可将远程训练切换至自我训练，并且向受训者电子装置510和教练电子装置520提供指示远程训练切换至自我训练的通知。受训者电子装置510和教练电子装置520中的每一个可在其显示器上显示指示从远程训练切换至自我训练的信息。在自我训练时，可以不将教练的移动信息发送到受训者穿戴式装置410。
[0197]
在自我训练时，当受训者的评估得分大于或等于预定参考时，服务器530可通过向受训者输出更大强度的阻力扭矩来增大受训者的运动强度。服务器530可将增大运动强度的控制命令发送到受训者电子装置510，并且受训者电子装置510可将服务器530的控制命令发送到受训者穿戴式装置410。当从受训者电子装置510接收到服务器530的控制命令时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制将更大强度的阻力扭矩输出到受训者。
[0198]
例如，处理器410-1可使用第一传感器410-2获取受训者的第一髋关节角度y_1。处理器410-1可根据参照图3c描述的等式7，通过将y_1的值乘以第三增益来确定扭矩强度。如上所述，在远程训练时，可根据等式6通过将“y_1-x_1”的值乘以第三增益来确定扭矩强度。在自我训练时，可通过将y_1的值乘以第三增益来确定扭矩强度。因此，扭矩强度可在自我训练时增大。处理器410-1可将与受训者的第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。在一些情况下，处理器410-1可获取第一关节的角速度，并且根据等式2通过将角速度的大小乘以第二增益来确定扭矩强度。处理器410-1可将与受训者的第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0199]
处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。当受训者的第一髋关节沿逆时针方向旋转时，处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得
第一电机410-4沿顺时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机410-4，使得第一电机410-4向第一腿提供阻力扭矩。通过这样，在远程训练时很好地跟随教练的运动的受训者可在自我训练时通过接收更强的扭矩来进行运动，从而实现运动效果提升。
[0200]
服务器530可通过调整增益增加来增加受训者的运动强度。例如，服务器530可将增加的第三增益发送到受训者电子装置510。受训者电子装置510可将增加的第三增益发送到受训者穿戴式装置410。处理器410-1可通过等式7将y_1的值乘以增加的第三增益来确定扭矩强度，使得更大强度的阻力扭矩被输出到受训者。通过这样，受训者穿戴式装置410可使得受训者以更高的运动强度进行运动。
[0201]
在自我训练时，当受训者的评估得分小于预定参考时，服务器530可通过调整第三增益减小来减小受训者的运动强度。服务器530可将减小第三增益的控制命令发送到受训者电子装置510，并且受训者电子装置510可将服务器530的控制命令发送到受训者穿戴式装置410。
[0202]
当从受训者电子装置510接收到服务器530的控制命令时，处理器410-1可将第三增益调整为被减小。处理器410-1可使用第一传感器410-2获取受训者的第一髋关节角度y_1。处理器410-1可根据参照图3c描述的等式7，通过将y_1的值乘以减小的第三增益来确定扭矩强度。受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将与受训者的第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。在一些情况下，服务器530可将减小第二增益的控制命令发送到受训者电子装置510，并且受训者电子装置510可将服务器530的控制命令发送到受训者穿戴式装置410。处理器410-1可将第二增益调整为被减小。处理器410可获取第一关节的角速度，并且根据等式2通过将角速度的大小乘以减小的第二增益来确定扭矩强度。处理器410-1可将与受训者的第一髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。
[0203]
处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。当受训者的第一髋关节沿逆时针方向旋转时，处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机410-4沿顺时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机410-4，使得第一电机410-4向第一腿提供相对低强度的阻力扭矩。通过这样，在远程训练时未能很好地跟随教练的运动的受训者可在自我训练时通过接收相对低强度的阻力扭矩来进行运动，从而执行针对受训者的身体状况而优化的运动。
[0204]
图6a至图7d是示出根据示例实施例的受训者电子装置的屏幕的示图。
[0205]
受训者电子装置510可包括移动装置610和显示装置710。移动装置610可包括例如智能电话或平板终端，并且显示装置710可包括智能tv。
[0206]
图6a和图6b示出当受训者电子装置510是移动装置610时的移动装置610的屏幕，并且图7a和图7b示出当受训者电子装置510是显示装置710时的显示装置710的屏幕。
[0207]
参照图6a，受训者的移动装置610可包括显示器620。
[0208]
在区域620-1中，可显示由移动装置610的相机通过捕捉受训者而获得的图像。
[0209]
移动装置610可通知受训者教练开始运动。例如，移动装置610可从服务器530接收在时间上同步的音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1。在这种情况下，如在图6a的示例中所示出的，移动装置610可在显示器620上显示消息620-2“教练开始运动”和剩余时间620-3。这里，剩余时间620-3可指直到教练的图像数据被显示为止剩余的时间段。按照这
样，基于视觉信息，受训者可确认教练开始运动。
[0210]
当剩余时间620-3过去时，如在图6b的示例中所示出的，移动装置610可在显示器620上显示教练的图像数据。换句话说，移动装置610可在显示器620上显示教练的运动图像。此外，移动装置610可通过扬声器输出音频数据，并且将教练的第一髋关节角度x_1发送到受训者穿戴式装置410。
[0211]
移动装置610可在区域620-1中显示受训者的运动图像。
[0212]
移动装置610可基于与受训者当前正在执行的运动相关的运动类型和运动时间来计算受训者消耗的卡路里，并且可在显示器620上显示计算出的卡路里。在一些情况下，服务器530可基于与受训者当前正在执行的运动相关的运动类型和运动时间来计算受训者消耗的卡路里，并且可将计算出的卡路里发送到移动装置610。移动装置610可在显示器620上显示从服务器530接收的卡路里。
[0213]
受训者可穿戴能够测量心率的智能手表，并且智能手表可经由短距离无线通信链路连接到移动装置610。智能手表可测量受训者的心率并将测量的心率发送到移动装置610。移动装置610可在显示器520上显示测量的心率。
[0214]
在图7a的示例中，显示装置710可向受训者通知教练开始运动。例如，显示装置710可从服务器530接收在时间上同步的音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1。在这种情况下，如在图7a的示例中所示出的，显示装置710可在显示器620上显示消息620-2“教练开始运动”和剩余时间620-3。按照这样，基于视觉信息，受训者可确认教练开始运动。
[0215]
当剩余时间620-3过去时，如在图7b的示例中所示出的，显示装置710可显示教练的图像数据。换句话说，显示装置710可显示教练的运动图像。此外，显示装置710可通过扬声器输出音频数据，并且将第一髋关节角度x_1发送到受训者穿戴式装置410。
[0216]
显示装置710可基于与受训者当前正在执行的运动相关的运动类型和运动时间来计算受训者消耗的卡路里，并且可显示计算出的卡路里。在一些情况下，服务器530可基于与受训者当前正在执行的运动相关的运动类型和运动时间来计算受训者消耗的卡路里，并且可将计算出的卡路里发送到显示装置710。显示装置710可显示从服务器530接收的卡路里。
[0217]
受训者可穿戴能够测量心率的智能手表，并且智能手表可经由短距离无线通信链路连接到显示装置710。智能手表可测量受训者的心率并且将测量的心率发送到显示装置710。显示装置710可显示测量的心率。
[0218]
与参照图7a和图7b描述的示例不同，在远程训练系统中，显示装置710可执行屏幕镜像。例如，移动装置610可通过wi-fi直连或蓝牙连接到显示装置710。移动装置610可从服务器530接收在时间上同步的音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1，并且可显示音频数据。此时，移动装置610可通过屏幕镜像在显示装置710上显示移动装置610的屏幕。
[0219]
在示例实施例中，如在图7c和图7d的示例中所示出的，可在受训者电子装置510的显示器上暴露出用于第一模式的软按钮和用于第二模式的软按钮。
[0220]
第一模式可以是受训者穿戴式装置410向受训者提供扭矩使得受训者跟随教练的移动的模式。在第一模式下，如参照图5所述，受训者可从受训者穿戴式装置410接收辅助扭矩。例如，当受训者选择第一模式时，受训者电子装置510可将控制命令发送到受训者穿戴式装置410，使得受训者穿戴式装置410在第一模式下操作。受训者穿戴式装置410的处理器
410-1可根据受训者电子装置510的控制命令在第一模式下操作。
[0221]
在第一模式下，当受训者的第一髋关节角度y_1小于教练的第一髋关节角度x_1时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可通过将“y_1-x_1”的值乘以增益来确定扭矩强度。增益可以是例如参照图3c描述的第三增益，但不限于此。
[0222]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。此外，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制第一电机驱动器电路410-3，使得第一电机410-4在与受训者的第一髋关节的旋转方向相同的方向上旋转。通过这样，在第一模式下，受训者穿戴式装置410可引导受训者的运动姿态以接近教练的运动姿态。
[0223]
第二模式可以是在受训者由于身体能力而无法100％跟随教练的移动的情况下以及在受训者想要简单移动的时机训练的情况下，受训者穿戴式装置410向受训者提供关于给出移动的时机的通知以满足受训者的模式。在第二模式下，即使受训者未能完全跟随教练的运动姿态，受训者也可通过接收相对低强度的扭矩来从受训者穿戴式装置410接收移动时机。
[0224]
当受训者选择第二模式时，受训者电子装置510可将控制命令发送到受训者穿戴式装置410，使得受训者穿戴式装置410在第二模式下操作。受训者穿戴式装置410的处理器410-1可根据受训者电子装置510的控制命令在第二模式下操作。
[0225]
在第二模式下，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可使用教练的第一髋关节角度x_1通知受训者移动第一腿的时机。例如，当教练的第一髋关节角度x_1增大时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可通过向受训者的第一腿输出相对低强度的扭矩来引导受训者抬起第一腿。换句话说，当教练的第一髋关节角度x_1增大时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可通过输出相对低强度的扭矩来通知受训者抬起第一腿的时机。当教练的第一髋关节角度x_1在受训者抬起第一腿的同时减小时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可向受训者的第一腿输出相对低强度的扭矩以引导受训者降低第一腿。换句话说，当教练的第一髋关节角度x_1在受训者抬起第一腿的同时减小时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可通过输出相对低强度的扭矩来通知受训者降低第一腿的时机。在第二模式下，受训者可基于相对低强度的扭矩从受训者穿戴式装置410接收移动时机。
[0226]
图8示出根据示例实施例的远程训练系统的另一示例。
[0227]
参照图8，远程训练系统可包括受训者穿戴式装置410、教练穿戴式装置420、受训者电子装置510、教练电子装置520和服务器530。与参照图5描述的示例不同，受训者穿戴式装置410可通过移动通信电路或wi-fi通信电路与服务器530通信，并且教练穿戴式装置420可通过移动通信电路或wi-fi通信电路与服务器530通信。
[0228]
如参照图4c所述的，假设教练和受训者抬起和降低第一腿的膝盖。当教练和受训者向上抬起第一腿的膝盖时，教练和受训者中的每一者的第一腿的髋关节(例如，第一髋关节)可沿逆时针方向旋转。
[0229]
教练电子装置520可通过捕捉教练运动来生成音频数据和图像数据，并且将音频数据和图像数据发送到服务器530。
[0230]
教练穿戴式装置420的处理器420-1可使用第一传感器420-2获取教练的第一髋关节角度x_1，并且使用移动通信电路或无线局域网通信电路将教练的第一髋关节角度x_1发
送到服务器530。
[0231]
为了防止可能由教练电子装置520与教练穿戴式装置420之间的数据采样时间的差异引起的音频/视频数据与髋部角度数据之间的不符，服务器530可对音频数据、图像数据和教练的第一髋部角度x_1执行时间同步。由于音频数据和图像数据是由教练电子装置520生成的，并且第一髋关节角度x_1是由教练穿戴式装置420生成的，因此，生成音频数据和图像数据的实体不同于生成第一髋关节角度x_1的实体。因此，服务器530可使教练的语音、在图像中示出的教练的移动、以及第一髋关节角度x_1在时间上同步。例如，音频数据和图像数据可具有时间值ta、tb、tc等。在该示例中，在音频数据和图像数据的时间值ta、tb、tc等之中，ta可以是最早的。此外，第一髋关节角度x_1可具有时间值ta、tb、tc等。服务器530可基于ta同步音频数据、图像数据和第一髋关节角度x_1。
[0232]
服务器530可将音频数据和图像数据发送到受训者电子装置510，并且将第一髋关节角度x_1发送到受训者穿戴式装置410。
[0233]
受训者电子装置510可显示从服务器530接收到的图像数据，并且通过扬声器输出音频数据。
[0234]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将从服务器530接收到的教练的第一髋关节角度x_1设置为阈值角度。
[0235]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可使用第一传感器410-2获取受训者的第一髋关节角度y_1。
[0236]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可计算受训者的第一髋关节角度y_1与阈值角度x_1之间的差“y_1-x_1”。
[0237]
当计算出的差“y_1-x_1”大于或等于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制第一电机驱动器电路410-3使受训者穿戴式装置410的第一电机410-4沿顺时针方向旋转，使得阻力扭矩被输出到受训者的第一腿。通过这样，受训者穿戴式装置410可引导受训者降低第一腿的膝盖。这里可应用图5的描述，并且将省略重复的描述。
[0238]
当计算出的差“y_1-x_1”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可以不向用户提供扭矩。作为另一示例，当计算出的差“y_1-x_1”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制第一电机驱动器电路410-3使受训者穿戴式装置410的第一电机410-4沿逆时针方向旋转，使得辅助扭矩被输出到受训者的第一腿。通过这样，受训者穿戴式装置410可引导受训者将第一腿的膝盖抬高。
[0239]
这里可应用图5的描述，并且将省略重复的描述。
[0240]
由于图1a至图7b的描述可被应用于图8的示例，因此将省略冗余的描述。
[0241]
图9a和9b示出根据示例实施例的远程训练系统的又一示例。
[0242]
参照图5至图8描述的远程训练系统可与一对一的远程训练系统相应。不限于此，如在图9a和图9b的示例中所示出的，可实现包括多个受训者穿戴式装置910-1至910-n的一对多远程训练系统。即使当受训者和教练位于不同的空间中时，受训者中的每一个也可基于通过相应受训者的穿戴式装置传输的扭矩(或力)准确地学习教练意图。
[0243]
受训者穿戴式装置910-1至910-n中的每一个的组成元件可与受训者穿戴式装置410的组成元件相同，并且将省略对受训者穿戴式装置910-1至910-n中的每一个的组成元件的冗余描述。
[0244]
在图9a所示出的示例中，多个受训者穿戴式装置910-1至910-n可通过短距离无线通信链路分别连接到多个受训者电子装置920-1至920-n，并且多个受训者电子装置920-1至920-n中的每一个可与服务器530通信。参照图5对受训者穿戴式装置410的操作进行的描述可应用于图9a的多个受训者穿戴式装置910-1至910-n的操作，并且将省略冗余的描述。参照图5和图6对受训者电子装置510的操作进行的描述可应用于图9a的多个受训者电子装置920-1至920-n的操作，并且将省略冗余的描述。
[0245]
在图9a的示例中，服务器530可通过将关于受训者的移动信息与教练的移动信息进行比较来计算针对受训者的移动的评估得分，基于计算出的评估得分确定受训者的排名，并且生成包括确定的受训者的排名的排名信息。服务器530可将排名信息发送到受训者电子装置920-1至920-n中的每一个。受训者电子装置920-1至920-n中的每一个可在显示器上显示排名信息。图9a的远程训练系统可通过提供排名信息来使受训者感觉到竞争，使得受训者更积极地参与运动。
[0246]
在图9b所示出的示例中，多个受训者穿戴式装置910-1至910-n中的每一个可与服务器530通信。参照图8对受训者穿戴式装置410的操作进行的描述可应用于图9b的多个受训者穿戴式装置910-1至910-n的操作，并且将省略冗余的描述。参照图8对受训者电子装置510的操作进行的描述可应用于图9b的多个受训者电子装置920-1至920-n的操作，并且将省略冗余的描述。
[0247]
在图9b的示例中，服务器530可生成如参照图9a所描述的包括受训者的排名的排名信息。服务器530可将排名信息发送到受训者穿戴式装置910-1至910-n中的每一个并且显示排名信息。图9b的远程训练系统可通过提供排名信息来使受训者感觉到竞争，使得受训者更积极地参与运动。
[0248]
图10a和10b示出根据示例实施例的基于流传输的训练系统。
[0249]
在上述远程训练系统中，受训者穿戴式装置410可通过基于教练的实时移动与受训者的实时移动之间的差异向受训者提供力来使得受训者准确地学习运动。换句话说，在上述远程训练系统中，受训者穿戴式装置410可使得受训者跟随作为参考的教练的实时移动来准确地运动。在下面描述的基于流传输的训练系统中，受训者可根据通过受训者穿戴式装置410接收的流传输的内容和扭矩(或力)来接收运动引导，以便精确地学习关于内容的移动。此外，在基于流传输的训练系统中，受训者可在没有时间和位置的限制的情况下接收运动引导。
[0250]
参照图10a，基于流传输的训练系统包括受训者穿戴式装置410、受训者电子装置510和服务器530。
[0251]
在图10a的示例中，服务器530可与云服务器相应，但不限于此。
[0252]
服务器530可存储多个内容。换句话说，内容可被存储在云中。每一个内容可包括针对教练的每一次运动的图像数据和音频数据。此外，每一个内容可包括在教练执行每一次运动时获得的移动信息。在图10b所示出的示例中，内容1可包括关于教练的运动1的图像数据和音频数据，并且包括在穿戴教练穿戴式装置420的教练执行运动1时获得的移动信息。在教练执行运动1时获得的移动信息可包括在教练执行运动1的同时由教练穿戴式装置420的处理器420-1使用第一传感器420-2和/或第二传感器420-5获得的教练的关节角度。内容2可包括关于教练的运动2的图像数据和音频数据，并且包括在穿戴教练穿戴式装置
420的教练执行运动2时获得的移动信息。在教练执行运动2时获得的移动信息可包括在教练执行运动2的同时由教练穿戴式装置420的处理器420-1使用第一传感器420-2和/或第二传感器420-5获得的教练的关节角度。内容n可包括关于教练的运动n的图像数据和音频数据，并且包括在穿戴教练穿戴式装置420的教练执行运动n时获得的移动信息。在教练执行运动n时获得的移动信息可包括在教练执行运动n的同时由教练穿戴式装置420的处理器420-1使用第一传感器420-2和/或第二传感器420-5获得的教练的关节角度。
[0253]
返回参照图10a，当连接到服务器530时，受训者电子装置510可从服务器530接收内容列表，并且在受训者电子装置510上显示接收到的内容列表。
[0254]
受训者可从在受训者电子装置510上显示的内容列表中选择内容1000。内容1000可以是用于参照图4c描述的运动的内容。内容1000可包括在穿戴教练穿戴式装置420的教练执行参照图4c描述的运动时获得的第一髋关节角度x_1、以及由捕捉教练的运动的相机获取的图像数据和音频数据。
[0255]
当受训者选择内容1000时，受训者电子装置510可请求服务器530流传输内容1000。
[0256]
服务器530可将内容1000流传输到受训者电子装置510。换句话说，服务器530可将图像数据、音频数据和教练的第一髋关节角度x_1发送到受训者电子装置510。
[0257]
受训者电子装置510可显示图像数据并且通过扬声器输出音频数据。此外，受训者电子装置510可从内容1000提取第一髋关节角度x_1，并且将提取的第一髋关节角度x_1发送到受训者穿戴式装置410。
[0258]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将第一髋关节角度x_1设置为阈值角度。
[0259]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可使用第一传感器410-2获取受训者的第一髋关节角度y_1。
[0260]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可计算受训者的第一髋关节角度y_1与阈值角度x_1之间的差“y_1-x_1”。
[0261]
当计算出的差“y_1-x_1”大于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制第一电机驱动器电路410-3使受训者穿戴式装置410的第一电机410-4沿顺时针方向旋转，使得阻力扭矩被输出到受训者的第一腿。由此，受训者穿戴式装置410可引导受训者降低第一腿的膝盖。这里可应用图5的描述，并且将省略重复的描述。
[0262]
当计算出的差“y_1-x_1”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可以不向用户提供扭矩。作为另一示例，当计算出的差“y_1-x_1”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制第一电机驱动器电路410-3使受训者穿戴式装置410的第一电机410-4沿逆时针方向旋转，使得辅助扭矩被输出到受训者的第一腿。由此，受训者穿戴式装置410可引导受训者将第一腿的膝盖抬高。这里可应用图5的描述，并且将省略重复的描述。
[0263]
在图10c所示出的示例中，可在显示装置1020上再现与行走移动相关的内容。受训者可在跑步机1010上执行行走移动。当受训者的行走姿态与教练行走姿态在内容上不同时，受训者可通过受训者穿戴式装置410接收扭矩以便学习行走移动的正确姿态。下面详细描述图10c的示例。
[0264]
服务器530可将包括与行走移动相关的图像数据和音频数据、教练的右髋关节角度x_right和教练的左髋关节角度x_left的内容流传输到显示装置1020。
[0265]
显示装置1020可显示与行走移动相关的图像数据并通过扬声器输出音频数据。显示装置1020可从自服务器530接收到的内容中提取教练的右髋关节角度x_right和左髋关节角度x_left，并且将提取出的右髋关节角度x_right和左髋关节角度x_left发送到受训者穿戴式装置410。
[0266]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可使用第一传感器410-2获取受训者的右髋关节角度y_right，并且使用第二传感器410-5获取受训者的左髋关节角度y_left。
[0267]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将教练的右髋关节角度x_right设置为用于受训者的右腿的阈值角度，并且将教练的左髋关节角度x_left设置为受训者的左腿的阈值角度。
[0268]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可计算受训者的右髋关节角度y_right与右腿的阈值角度x_right之间的差“y_right-x_right”。
[0269]
当计算出的差“y_right-x_right”大于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可根据等式6通过将“y_right-x_right”的值乘以第三增益来确定扭矩强度，并且将与受训者的右髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。当受训者的右髋关节的旋转方向是顺时针方向时，处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的第二开关220和第三开关230，并且断开第一开关210和第四开关240，使得第一电机410-4沿逆时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机410-4，使得第一电机410-4向右腿提供阻力扭矩。
[0270]
当计算出的差“y_right-x_right”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可以不向右腿提供扭矩。作为另一示例，当计算出的差“y_right-x_right”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可根据等式10通过将“y_right-x_right”的值乘以第四增益来确定扭矩强度，并且将受训者的右髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。当受训者的右髋关节的旋转方向是顺时针方向时，处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的第一开关210和第四开关240，并且断开第二开关220和第三开关230，使得第一电机410-4沿顺时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第一电机410-4，使得第一电机410-4向右腿提供辅助扭矩。
[0271]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可计算受训者的左髋关节角度y_left与左腿的阈值角度x_left之间的差“y_left-x_left”。
[0272]
当计算出的差“y_left-x_left”大于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可根据等式6通过将“y_left-x_left”的值乘以第三增益来确定扭矩强度，并且将与受训者的左髋关节的旋转方向相反的方向确定为扭矩方向。处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。当受训者的左髋关节的旋转方向是逆时针方向时，处理器410-1可接通第二电机驱动器电路410-6的第五开关250和第八开关280，并且断开第六开关260和第七开关270，使得第二电机410-7沿顺时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第二电机410-7，使得第二电机410-4向左腿提供阻力扭矩。
[0273]
当计算出的差“y_left-x_left”小于零时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可以不向左腿提供扭矩。在另一示例中，当计算出的差“y_left-x_left”小于零时，受训者
穿戴式装置410的处理器410-1可根据等式10通过将“y_left-x_left”的值乘以第四增益来确定扭矩强度，并且将受训者的左髋关节的旋转方向确定为扭矩方向。处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。当受训者的左髋关节的旋转方向是逆时针方向时，处理器410-1可接通第二电机驱动器电路410-6的第六开关260和第七开关270，并且断开第五开关250和第八开关280，使得第二电机410-47沿逆时针方向旋转。由转换器202汲取的电力可被供应给第二电机410-7，使得第二电机410-7向左腿提供辅助扭矩。
[0274]
由于图1a至图9b的描述可应用于图10a和图10b的描述，因此将省略冗余的描述。
[0275]
图11示出根据示例实施例的运动分析和评估。
[0276]
参照图11描述服务器530分析和评估受训者的行走移动的示例。
[0277]
受训者穿戴式装置410的处理器410-1可使用第一传感器410-2获取右髋关节角度y_right，并且使用第二传感器410-5获取左髋关节角度y_left。此外，受训者穿戴式装置410的imu传感器410-8可获取关于受训者的加速度信息、角速度信息和姿态信息。
[0278]
受训者穿戴式装置410的通信电路410-9可将右髋关节角度y_right、左髋关节角度y_left、加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到服务器530。在一些情况下，受训者穿戴式装置410的通信电路410-9可将右髋关节角度y_right、左髋关节角度y_left、加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到受训者电子装置510，并且受训者电子装置510可将右髋关节角度y_right、左髋关节角度y_left、加速度信息、角速度信息和姿态信息发送到服务器530。
[0279]
服务器530可基于受训者的右髋关节角度y_right、左髋关节角度y_left、加速度信息、角速度信息和姿态信息中的一个或更多个来确定受训者的主要步态特征。主要步态特征可包括例如每分钟步数(例如，节奏)、指示双脚的脚跟中心之间的距离的步宽、每条腿的摆动时间、站立时间、跨步时间和步进时间。这里，摆动时间是指腿离开地面的时间，站立时间是指腿接触地面的时间。另外，跨步时间是指腿的脚跟离开地面的时间点与该腿的脚跟再次离开地面的时间点之间的间隔。步进时间是指一条腿的脚跟离开地面的时间点与另一条腿的脚跟离开地面的时间点之间的间隔。将参照图13对此进行详细描述。
[0280]
在图11中，曲线图1110表示左髋关节角度y_left的轨迹，曲线图1120表示右髋关节角度y_right的轨迹。
[0281]
在曲线图1110中，服务器530可将第一负峰值时间t2与第一正峰值时间t1之间的差计算为左腿的摆动时间，将第二正峰值时间t5与第一负峰值时间t2之间的差计算为左腿的站立时间，并且将第二正峰值时间t5与第一正峰值时间t1之间的差(或左腿的摆动时间与左腿的站立时间之和)计算为左腿的跨步时间。
[0282]
在曲线图1120中，服务器530可将第二负峰值时间t4与第二正峰值时间t3之间的差计算为右腿的摆动时间，将第三正峰值时间t7与第二负峰值时间t4之间的差计算为右腿的站立时间，并且将第三正峰值时间t7与第二正峰值时间t3之间的差(或右腿的摆动时间与右腿的站立时间之和)计算为右腿的跨步时间。
[0283]
服务器530可将曲线图1110的第二负峰值时间t6与曲线图1120的第二负峰值时间t4之间的差计算为左腿的步进时间。服务器530可将曲线图1120的第二负峰值时间t4与曲线图1110的第一负峰值时间t2之间的差计算为右腿的步进时间。
[0284]
服务器530可将曲线图1110的正峰值之中的最大值确定为左大腿的最大屈曲角度，并且将曲线图1110的负峰值之中的最小值确定为左大腿的最大伸展角度。服务器530可将左大腿的最大屈曲角度和最大伸展角度确定为左髋关节的活动范围。另外，服务器530可将曲线图1120的正峰值中的最大值确定为右大腿的最大屈曲角度，并且将曲线图1120的负峰值中的最小值确定为右大腿的最大伸展角度。服务器530可将右大腿的最大屈曲角度和最大伸展角度确定为右髋关节的活动范围。
[0285]
服务器530可通过对受训者的加速度信息进行积分来计算受训者的步态速度，并且计算步态速度的方差值。另外，服务器530可通过将计算出的步态速度乘以每条腿的步进时间来计算每条腿的步长，并且可计算每条腿的步长的方差值。此外，服务器530可通过将计算出的步态速度乘以每条腿的跨步时间来计算每条腿的跨步长度。
[0286]
服务器530可基于受训者的一条腿的一次摆动时间来计算受训者的节奏。例如，当一条腿的一次摆动时间是时间t
swing
时，服务器530可获得60/t
swing
作为受训者的节奏。
[0287]
服务器530可基于受训者的主要步态特征来确定用于直接评估受训者的步态能力的次要步态特征。次要步态特征可包括例如步态对称性、步态年龄等。步态对称性可表示受训者的双腿在行走时对称的程度。
[0288]
服务器530可基于双腿的站立时间和摆动时间来确定受训者的步态对称性。作为示例，服务器530可根据等式12确定步态对称性。
[0289]
[等式12]
[0290]
对称性＝log(l_ratio/r_ratio)
[0291]
在式12中，l_ratio表示左腿的站立时间/左腿的摆动时间，r_ratio表示右腿的站立时间/右腿的摆动时间。
[0292]
如果受训者的步态接近对称步态，则步态对称性根据等式12可被计算为接近零。
[0293]
作为另一示例，服务器530可基于两个髋关节的活动范围来确定受训者的步态对称性。例如，服务器530可计算左大腿的最大屈曲角度与右大腿的最大屈曲角度之间的差，并且可计算左大腿的最大伸展角度与右大腿的最大伸展角度之间的差。当左大腿的最大屈曲角度与右大腿的最大屈曲角度之间的差以及左大腿的最大伸展角度与右大腿的最大伸展角度之间的差被计算为接近零时，服务器530可确定受训者正在对称地行走。
[0294]
服务器530可基于受训者的次要步态特征来确定适合于受训者的步态运动，并且向受训者推荐确定的步态运动。
[0295]
图12是示出根据示例实施例的受训者穿戴式装置的操作方法的流程图。
[0296]
参照图12，在操作1210，受训者穿戴式装置410的通信电路410-9从服务器530或受训者电子装置510接收教练的移动信息。教练的移动信息可包括例如教练的关节角度。
[0297]
作为示例，可通过在位于远程的教练穿戴式装置420的第一传感器420-2中感测教练的移动来生成教练的移动信息。
[0298]
作为另一示例，受训者电子装置510可通过流传输从服务器530接收内容。此时，内容可包括通过预先捕捉教练的移动而生成的图像数据和音频数据，并且可包括通过教练穿戴式装置420感测教练的移动而生成的移动信息。受训者电子装置510可从内容中提取教练的移动信息，并且将提取的移动信息发送到受训者穿戴式装置410。
[0299]
在操作1220，受训者穿戴式装置410的处理器410-1使用第一传感器410-2获取受
训者的移动信息。受训者的移动信息可包括例如受训者的关节角度。
[0300]
在操作1230，受训者穿戴式装置410的处理器410-1计算接收的移动信息与获取的移动信息之间的差。受训者穿戴式装置410的处理器410-1可计算“获取的移动信息-接收的移动信息”。在图12的示例中，受训者穿戴式装置410的处理器410-1计算接收的移动信息与获取的移动信息之间的差。不限于此，如上所述，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将接收到的移动信息设置为参考信息，并且计算设置的参考信息与获取的移动信息之间的差。
[0301]
在操作1240，受训者穿戴式装置410的处理器410-1基于计算出的差确定扭矩强度。作为示例，当“获取的移动信息-接收的移动信息”大于预定值(例如，0)时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可识别用于增大扭矩强度的增益(例如，上述第三增益)，并且使用识别出的增益和“获取的移动信息-接收的移动信息”来确定扭矩强度。另外，当“获取的移动信息-接收的移动信息”大于预定值时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将与受训者的移动方向相反的方向确定为扭矩方向。当“获取的移动信息-接收的移动信息”小于预定值时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可识别用于增大扭矩强度的增益(例如，上述第四增益)，并且使用识别的增益和“获取的移动信息-接收的移动信息”来确定扭矩强度。此外，当“获取的移动信息-接收的移动信息”小于预定值时，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可将与受训者的移动方向相同的方向确定为扭矩方向。
[0302]
在操作1250，受训者穿戴式装置410的处理器410-1控制电机驱动器电路，使得第一电机410-4输出与确定的扭矩强度相应的扭矩。例如，受训者穿戴式装置410的处理器410-1可控制转换器202，使得转换器202从电池200汲取与确定的扭矩强度相应的电力。受训者穿戴式装置410的处理器410-1可接通第一电机驱动器电路410-3的开关的一部分并断开剩余的开关，使得电机沿确定的扭矩方向旋转并输出扭矩。
[0303]
由于图1a至图11的描述可应用于图12的示例，因此将省略冗余的描述。
[0304]
本文描述的示例实施例可使用硬件组件、软件组件以及/或者硬件组件和软件组件的组合来实现。例如，本文描述的处理装置和组件可使用一个或更多个通用或专用计算机(诸如，处理器、控制器和算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑单元(plu)、微处理器或者能够以定义的方式响应并执行指令的任何其他装置)来实现。处理装置可运行操作系统(os)以及在os上运行的一个或更多个软件应用。处理装置还可响应于软件的执行来访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简单起见，处理装置的描述用作单数；然而，本领域技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件和/或多种类型的处理元件。例如，处理装置可包括多个处理器或处理器和控制器。此外，不同的处理配置是可能的，诸如并行处理器。
[0305]
软件可包括计算机程序、一段代码、指令或它们的某种组合，以独立地或共同地指示和/或配置处理装置根据需要进行操作，从而将处理装置转换为专用处理器。软件和数据可永久地或临时地包含在任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置中，或者包含在能够向处理装置提供指令或数据或者由处理装置解释的传播信号波中。软件还可分布在联网的计算机系统上，使得软件以分布式方式被存储和执行。软件和数据可由一个或更多个非暂时性计算机可读记录介质存储。
[0306]
根据上述示例实施例的方法可被记录在非暂时性计算机可读介质中，其中，非暂
时性计算机可读介质包括用于实现上述示例实施例的各种操作的程序指令。介质还可单独地或与程序指令组合地包括数据文件、数据结构等。记录在介质上的程序指令可以是出于示例实施例的目的而专门设计和构造的程序指令，或者它们可以是计算机软件领域的技术人员公知和可用的类型。非暂时性计算机可读介质的示例包括：磁介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如cd-rom盘、dvd和/或蓝光光盘；磁光介质，诸如光盘；以及被专门配置为存储和执行程序指令的硬件装置，诸如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存(例如，usb闪存驱动器、存储卡、存储棒等)等。程序指令的示例包括诸如由编译器产生的机器代码、以及包含可由计算机使用解释器执行的更高级代码的文件。
[0307]
上述硬件装置可被配置为充当一个或更多个软件模块，以便执行上述示例实施例的操作，反之亦然。
[0308]
虽然本公开包括具体示例实施例，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例实施例中进行形式和细节上的各种改变。本文描述的示例实施例仅被认为是描述性的，而不是出于限制的目的。每一个示例实施例中的特征或方面的描述被认为适用于其他示例实施例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序被执行，和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合和/或被其他组件或其等同物替换或补充，则可实现合适的结果。
[0309]
因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物的范围内的所有变化应被解释为包括在本公开中。