[發明專利]基于慣性測量單元的呼吸深度與呼吸頻率測量裝置和方法

有效

• 申請號: 202111051202.5
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113768491B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 方續東;鄧武彬;方子艷;吳俊俠;高博楠;孫昊;吳晨;趙立波;田邊;王淞立;朱楠;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/113;A61B5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.基于慣性測量單元的呼吸深度與呼吸頻率測量裝置，其特征在于，包括外殼(11)和內殼(12)，所述外殼(11)內安裝有第一慣性測量單元(1)，所述內殼(12)內安裝有第二慣性測量單元(2)；所述第一慣性測量單元(1)和第二慣性測量單元(2)相對設置；所述外殼(11)上固定有插桿(15)，所述內殼(12)上固定有插筒(16)，所述插桿(15)一端伸入插筒(16)中，所述插筒(16)和插桿(15)形成的組合件外套設有彈簧(13)；所述第一慣性測量單元(1)和第二慣性測量單元(2)完全相同；

所述外殼(11)和內殼(12)上均連接有腰帶，所述腰帶通過卡扣連接；

所述外殼(11)上連接的腰帶的彈性模量不低于1GPa；

所述內殼(12)上連接的腰帶采用具有彈性的材料制成。

2.根據權利要求1所述的基于慣性測量單元的呼吸深度與呼吸頻率測量裝置，其特征在于，所述第一慣性測量單元(1)和所述第二慣性測量單元(2)中都安裝有無線收發模塊。

3.根據權利要求1所述的基于慣性測量單元的呼吸深度與呼吸頻率測量裝置，其特征在于，所述外殼(11)和內殼(12)材質為硬質塑料。

4.根據權利要求1或3所述的基于慣性測量單元的呼吸深度與呼吸頻率測量裝置，其特征在于，所述內殼(12)與人體接觸的一面包覆有硅膠。

5.基于權利要求1所述的呼吸深度與呼吸頻率高精度測量裝置的呼吸深度與呼吸頻率測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將第一慣性測量單元與第二慣性測量單元采集到的比力數據和角速度數據進行解算得到第一加速度和第二加速度；

S2、將第一加速度和第二加速度進行積分后，再進行去除趨勢項處理得到第一慣性測量單元的第一初始速度和第二慣性測量單元的第二初始速度；

S3、將第一初始速度和第二初始速度進行積分處理，得到第一原始位移信號和第二原始位移信號；

S4、將第一原始位移信號和第二原始位移信號進行去除趨勢項處理，得到可用的第一位移信號和第二位移信號；

S5、將可用的第一位移信號和第二位移信號作差，可精確得到呼吸深度；對呼吸深度采用峰值處理，找到深度數據中的圖像極值點，計算每分鐘內極大值點的個數可精確獲得每分鐘的呼吸頻率。