[發明專利]用于配置運動傳感器的方法以及可配置運動傳感器和用于配置這樣的運動傳感器的系統

有效

• 申請號: 201080070999.7
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN103354728A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: H.巴伊奇勒
• 申請（專利權）人: 阿爾創新股份公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/11;A63B24/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;劉春元

技術領域

本發明涉及運動傳感器，尤其涉及可以被用于各種各樣的體育運動、健身（fitness）、流動監測和治療應用的通用運動傳感器。本發明具體與用于配置這樣的通用運動傳感器的方法、對應的可配置運動傳感器以及用于配置這樣的運動傳感器的系統有關。

背景技術

運動傳感器在體育運動中已經變得非常流行，用于確定各種性能度量。在自行車運動中，車把上的小型計算機很常見，用于向騎手提供關于經過時間、行進距離、速度以及腳踏節奏的信息。在慢跑運動中，經過時間、行進距離、速度和步調是最受關注的。采用非常不同的物理方法來測量和確定所關注的數據。

加速度計被應用于自行車，用于各種目的，例如，在傾角計、速度和節奏傳感器中，以及用于確定曲柄和踏板位置、腳踏功率等。同時，適合于這些任務的微型加速度計是可以容易地從制造商（例如Analog?Devices,?Inc.或VTI?Technologies）獲得的廉價批量產品。此外，測量角速度的微型陀螺儀也可以被用于運動感測。該裝置可從例如Murata?Manufacturing?Co.,?Ltd獲得。

US?4,526,036公開了一種節奏計，其包括意在被安裝在自行車的非轉動部分上的用于測量加速度的裝置。基于測量在每個腳踏周期期間由騎自行車的人向踏板施加的變化力所引起的自行車在其行進方向上的加速和減速的交替階段，來確定節奏。EP1213561B1中所描述的測量裝置中采用了類似的技術。此測量裝置包括加速度計，其被安裝在自行車上使得其測量軸與行進方向一致。對加速度計的輸出信號進行處理以便提取腳踏的頻率，即腳踏節奏。此外，WO?2008/058164?A2介紹了一種基于曲柄組的自行車功率測量裝置，其中需要腳踏節奏作為功率計算的一部分。結合確定腳踏節奏，被提及的是，被安裝在曲柄組上的加速度計可以被用來測量相對于曲柄取向的重力的方向。在WO?2010/000369?A1中，描述了裝置中用于對自行車運動功率輸出進行測量的加速度計的使用，其中加速度計被嵌入用螺栓固定到騎自行車人的鞋的自行車夾板中，或者替代地被安裝在自行車的踏板或騎自行車人的腿或腳上。提出基于分別測量來自加速度計的輸出信號的連續最小和最大值之間的經過時間來確定節奏，該最小和最大值分別出現在曲柄每次回轉的上止點和下止點。自行車系統和騎手設備的制造商Mavic，在其被集成到穿在騎自行車人踝關節處的彈力織物中的“Smart?Cadence”腳踏節奏傳感器中采用加速度計。在國際申請PCT/EP2010/065537中，本發明人提出了一種用于從被布置在自行車的車輪處的2/3-軸加速度計的輸出確定騎自行車人的腳踏節奏以及自行車的行進速度二者的方法。

慢跑傳感器，像由Polar或Nike所提供的步幅傳感器一樣，采用加速度計來從腳步的步調確定距離和速度。US?6,018,705中描述了這樣的解決方案。由慢跑者進行的踏步期間腳與地面接觸的時間段，以及由慢跑者進行的踏步之間腳不與地面接觸的時間段，通過處理和分析加速度計的輸出信號來確定。

基于加速度計的運動傳感器也可以被應用于各種各樣的其他體育運動中，例如劃船、滑雪、越野滑雪、高爾夫、鍛煉、游泳、滑冰、輪滑等，以分析運動員的特性運動和活動。相關聯的性能度量的計算通常不如數步子或檢測車輪轉動那么直接，但其為本領域的技術人員所熟知，如大量的涉及此主題的專利文獻所證明的那樣。在下面給出了來自采用加速度計的運動傳感器的不同體育運動的一些代表性示例。US?7,689,378?B2描述了利用三軸加速度計連同三軸陀螺儀以及三軸磁力計的運動感測設備，并公開了用于分析高爾夫擊球的技術。US?2010/0204952?A1描述了一種便攜式手腕佩戴的裝置，用于在游泳時確定關于人體運動的信息。WO?98/42413?A1公開了一種鍛煉監測系統。WO?01/10508?A1描述了一種康復裝置。US?6,980,118?B2公開了一種用于測量劃船中槳程等級的方法和設備。

在上文所示的眾多應用中，運動感測裝置基本上總是相同的，即包括以加速度計和/或陀螺儀形式的傳感器元件，用以測量運動，處理元件，用以處理傳感器元件的輸出和從其確定性能度量，通信元件，用以將確定的數據/信息從傳感器的位置發送到其被顯示給用戶的遠程單元。各個運動傳感器裝置之間的區別本質上存在于用來計算所期望的性能度量的處理算法以及附著裝置中，該附著裝置能夠在適當的測量位置處，即在運動員身體的一部分上或者在正被運動員所使用的一件運動器材的一部分上，對運動傳感器裝置進行安全固定。