CN101485564B

CN101485564B - 运动动觉感知系统

Info

Publication number: CN101485564B
Application number: CN2008100037246A
Authority: CN
Inventors: 周邦秋
Original assignee: SUNSTAR ENTERPRISE CO Ltd
Current assignee: SUNSTAR ENTERPRISE CO Ltd
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2028-01-16
Also published as: CN101485564A

Abstract

一种运动动觉感知系统，包含一个资料库、一个处理单元及一个提醒单元，该资料库建置有一个定义人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值的标准数据库，并由该标准数据库设定出一个正常范围区域，该处理单元用于接收对应于该资料库的人体动觉讯号，并于单位时间内陆续比对是否落入正常范围区域，最终透过该提醒单元告知判断结果，而给使用者了解目前的运用动觉状况，或者是利用显示方式将对照结果以图表显示提供给使用者了解。

Description

运动动觉感知系统

技术领域

本发明涉及一种感知系统，特别是涉及一种将人体动觉讯号及时间转换定义成预定的正常使用范围，以供使用者了解目前运动动态的运动动觉感知系统。

背景技术

人体动态讯号利用电子感测器而提示给运动者，已是发展蓬勃的新兴产业，从早期如台湾专利公告第3378号揭露的机构式计布鞋，逐渐的发展到如台湾专利公告第130627号无线计步器、卡路里消耗量换算的鞋子等，接续的，将这些侦测讯号透过射频方式传输到人体周遭可方便观视的地方，例如手表。

当然，人体动态讯号于当前运用最广的莫过于透过自行车、跑步机等健身器材的显示及感测计量，日商猫眼公司所申请的专利案揭露了许多有关自行车骑乘时计量的无线传输方法，例如台湾专利公告第47536号案，揭露安装于车轮上的计转器，透过无线传输到车辆把手周遭设置的显示幕上，以利骑乘者了解目前骑乘的状况。尔后，该公司更发展有利用脉搏计进行人体动态讯号上的计量转换，如台湾专利公告第309751号专利案揭示透过脉搏上的变化侦测出消耗的卡路里量。

根据上述，可知目前透过无线侦测出关于人体动态上的讯号种类繁多，不管是行走计步、踩踏自行车运转数、脉搏数、脉搏转换消耗卡路里换算等等，都是为了提供使用者了解自己动态上的数值，以利使用者自行控制是否需要运动。然而，这些数值都只能供使用者参考，仍旧于使用上无法从这些数值中获知运用适量的状况，例如依目前的体能应该是以何种跑步的速度、加速度及每分钟所需跑的步数、距离等最适量，这些都无法给使用者做出参考。

发明内容

本发明的目的是在提供一种由人体或周遭取得动觉讯号以及依当时情境进行判断出运动状况的运动动觉感知系统。

本发明运动动觉感知系统，包含一个资料库、一个处理单元、一个提醒单元及一个参数设定单元，该资料库建置有一个定义人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值的标准数据库，并设定出个一正常范围区域，该参数设定单元输入的参数为对应于运动型态设定及输入的条件设定，运动型态设定为跑步、散步、骑乘、游泳、持续跳跃、踏步等其中任何一种，输入条件设定为年龄、性别、身高、体重人体机能条件，该资料库依据输入的参数修正出定义人体动觉讯号及时间的修正标准数据库，且能依照不同参数设定单元给予的参数定义出一个修正正常范围区域，该处理单元是电连结于该资料库，并用于持续的接收到对应于该资料库的人体动觉讯号，且能陆续的透过时间及该人体动觉讯号转换的二维物理量值比对该数据库是否落入在修正正常范围区域。

本发明的运动动觉感知系统，该处理单元具有一个接收模组，用于接收人体动觉讯号。

本发明的运动动觉感知系统，人体动觉讯号为单位时间的心跳数、行进速度、行进加速度、步速、自行车轮圈运转数、呼吸次数、人体温度其中任何一种。

本发明的运动动觉感知系统，该资料库是依据人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值定义出的标准资料库，是界定出二维关系的比对表，第一维是与人体动觉讯号转化的物理量，第二维是由时间转化的物理量或由时间配合人体动觉讯号转换的物理量值。

本发明的运动动觉感知系统，人体动觉讯号是心跳数时，第一维由一个单位时间内的心跳数换算为一自定义物理量值，第二维则为时间量值。

本发明的运动动觉感知系统，人体动觉讯号是将单位时间内的速度或加速度的物理量值定义成第一维，第二维则为时间及单位时间内的速度及加速度量值换算的距离物理量值。

本发明的运动动觉感知系统，适用于一个运动装置，该参数设定单元预先输入对应于运动装置型态的参数，另外输入条件设定为年龄、性别、身高、体重人体机能条件，该人体动觉讯号为使用者使用该运动装置所感测的物理量值，该资料库依据参数设定输入的参数修正出定义人体动觉讯号及时间的标准数据库，且能依照不同参数设定单元给予的参数定义出一个修正正常范围区域。

本发明的运动动觉感知系统，该提醒单元是使用图像、声音或数字进行提示。

本发明的运动动觉感知系统，该资料库定义人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值的标准数据库，是透过两笔单位时间内的人体动觉讯号物理量值定义出。

本发明的运动动觉感知系统，还包含有一个与该资料库连结的传输界面。

本发明的运动动觉感知系统，该运动动觉感知系统是整合于一个表带上。

本发明的运动动觉感知系统，该运动动觉感知系统是整合于一个配置于自行车的电子设备上。

本发明的有益效果在于：借由数值转换，且建置资料库作为比对来源，使用上从所述数值中判断运动适量的状况，而且依据何种运动型态判断出是否适度合宜。此外，使用者依照定义出的正常范围区域调整运动状态，还能避免过度的运动所造成的伤害。

附图说明

图1是本发明一个实施例的系统示意图；

图2是本发明上述较佳实施例的标准数据库定义图表；

图3是本发明上述较佳实施例的另一个标准数据库定义图表；

图4是本发明上述较佳实施例的再一个标准数据库定义图表；

图5是本发明上述较佳实施例的心跳胸带使用示意图；

图6是本发明上述较佳实施例整合于表带的使用示意图；

图7是本发明上述较佳实施例整合于自行车上的参考图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

如图1及图2所示，本发明运动动觉感知系统的较佳实施例，包含有一个资料库1、一个处理单元2、一个提醒单元3及一个参数设定单元4。

该资料库1建置有至少一个透过人体动觉讯号100及时间转换的二维物理量值的标准数据库10，并设定出一个正常范围区域20及一个相对的异常范围区域30。

上述的人体动觉讯号100特别是指人体在运动休闲状态下，产生各种物理值作为侦测对象，例如单位时间的心跳数、行进速度、行进加速度、步速、自行车轮圈运转数、呼吸次数，或人体体温等等。比方说，跑步时心跳速度会逐渐的加快，所以单位时间内的心跳量就是一个动觉讯号源。当然，人体动觉讯号100来源不但只有跑步上心跳上的变化，如单位时间内的移动距离、速度、加速度都是可以取为标准数据库10的物理量值的来源，例如配合原有的计步器而回报的资讯。因此，人体动觉讯号100是对应于使用者采行何种休闲运动而相对获得讯号来源，且针对不同运动型态获得的资料源也将会不同，如自行车骑乘时，接收到自行车轮圈转数、骑乘速度、加速度、骑乘距离等等相关资讯，且还能配合相关周边如侦测呼吸的次数等等资讯作为数据的来源。

该标准数据库10是界定出二维关系的比对表，例如第一维是与人体动觉讯号100转化的物理量，第二维是由时间转化的物理量，而建置标准数据库10的前提是对应配合到可接收到的人体动觉讯号100类型作为定义，如图2为一种标准数据库10的图表表示，其中X轴是以时间经过作为基准，Y轴是以心跳状态定义出运动强度的运算法，这种数据库特别适合于踏步、跳跃、跑步、游泳或散步等运动时使用。再如图3所示，为另一种标准数据库10的图表表示，其中X轴是时间经过作为标准，Y轴是以速度或加速度的物理量值作为基准，这种数据库特别适合于踏步、骑乘、跑步或散步等运动时使用。又如图4所示，为再一种标准数据库10的图表表示，其中X轴是时间经过作为标准，Y轴是以单位时间的步数的物理量值作为基准，这种数据库特别适合于踏步、跑步或散步等运动时使用，此外，该标准数据库10是可以透过两笔单位时间内的人体动觉讯号100的物理量值定义出正常范围区域20及异常范围区域30，例如将第一维的资料定义为移动距离，第二维则定义为速度或加速度物理值，虽然并没有使用时间作为其中一者的比对值，但是移动距离及速度或加速度值也是需要时间对应换算所得，所以仍使用时间转换后的物理量值做为比对基准而建置出标准资料库10。

该处理单元2是电连结于该资料库1，并具有一个接收模组21，是可持续的接收到人体动觉讯号100资料并去比对已建置于该资料库1中的标准数据库10，而且陆续的透过时间及该人体动觉讯号100转换的二维物理量值比对该标准数据库10，而判断出是否落入正常范围区域20或是异常范围区域30。该接收模组21是一种无线射频接收器，可接收到外部所发射出来的讯号，特别是指上述人体动觉讯号100物理量化的资讯，相对的，人体动觉讯号100也需要透过一无线发射模组200进行发射出来，而这个发射模组通常会附加在侦测人体动觉讯号100的装置上，比如计步器、跑步机、自行车、测量心跳胸带或是脉搏侦测器等等。

该提醒单元3是电连结于该处理单元2，可以接收到该处理单元2判断目前是否为正常范围区域20或异常范围区域30的讯息，并将这个讯息以多媒体的方式表示出来，例如透过声音方式提示或是直接以显示幕方式揭示图像或数字在一个使用者可观视的设备上。而利用显示幕显示时，甚至可以揭示到正常范围区域20的量值范围，目前的对应值落点，以及可显示的对应物理量值等。

该参数设定单元4是电连结于该资料库1，可加入诸多的参数条件去修正调整所定义的标准数据库10，使得上述标准资料10定义上更加准确。通常，该参数设定单元4为对应于运动型态及输入条件上的设定，运动型态设定可为跑步、散步、骑乘、游泳、持续跳跃、踏步等其中任何一种，输入条件设定可为年龄、性别、身高、体重、体能自评等人体机能条件设定，而当参数设定单元4设定上述各种定义正常区域范围20的条件后，对应于特定的运动型态或是不同使用者时，可对应出各自的正常区域范围20。此外，该参数设定单元4还可依据各种不同运动装置进行配合，事先的设定出配合的参数供调整，例如专门使用自行车，该参数设定单元4可以调整配合成自行车模式，而对应修正出正常区域范围20。

值得一提的是，本发明还包含有一个与该资料库1连结的传输界面5，可供其他电子设备更新该资料库1中的标准数据库10内容，较常见的做法是使用通用序列汇流排(USB)，或者是等同功能的介面。

使用时，如图2、图5及图6所示，以跑步使用者运用一个心跳胸带侦测装置6进行说明，本发明的运动动觉感知系统是整合在一个表带7上，且该表带7是佩带在使用者手上，该心跳胸带6用于侦测人体动觉讯号100的手段揭示于台湾专利第I274270号专利案无线传输的心电监测结构，该案已经揭示可透过导电织物电极可侦测到心电讯息(ECG)，而且也可以透过无线传输装置传送到一个电子设备。本实施例中，该资料库1可对应于心跳胸带侦测装置6可获得的物理值进行定义出标准数据库10，如图2中所示的时间与运动强度的比对表，其中所述的运动强度是以一个推定心跳公式自定义为MHR(％)，MHR＝(HR_current/HR_max)*100％，HR_max＝220-Age(年龄)。而于使用上，利用配置于该表带7上的感知系统的参数设定单元4先设定出年龄、性别等相关资讯，而该资料库1中的标准数据库10就可对应于年龄资讯建构出一个正常范围区域20，并建议出一个目标管理曲线300，该表带7上的处理单元2的接收模组21可以陆续的接收到当前的心跳数(HR_current)，借此可计算出MHR值，而对应于单位时间内的MHR值可以判断出是否为正常区域范围20的落点，借此该提醒单元3就可接收到处理单元2判断的落点讯息而输出结果，如以显示方式揭示于表带7上的显示幕71。

再如图3及图7所示，说明使用者运用一个自行车侦测装置(图未示)于骑乘情境下的使用方式，透过自行车侦测装置的轮圈运转讯息、脚踏的圈数等收集到人体动觉讯号100而传输到一个配置于自行车上的电子设备8，而该电子设备是配置有本发明的运动动觉感知系统，借此，由上述人体动觉讯号100配合时间的转换的物理量值建构出对应的一种以上的标准数据库10，提供使用者参考目前的骑乘状况。

直接说明的是，本发明可以对应于各种运动型态将其整合于特定的电子装置上，如图6显示的表带7、图7显示的电子设备8，或者是系结在腰间的电子设备等，举凡配合使用者容易观看、安放及取用之处皆可。

归纳上述，本发明运动动觉感知系统可获致下述的功效及优点，所以确实能达到本发明的目的：

本发明的感知系统不但具有提供运动相关数值供使用者参考，还能借由这些数值再转换，并先行建置资料库作为比对来源，使得使用上可从这些数值中判断运动适量的状况，而且可以依据何种运动型态判断出是否适度合宜。此外，使用者依照定义出的正常范围区域调整运动状态，还能避免过度的运动所造成的伤害，进而能做到健康运动管理的概念。

Claims

1.一种运动动觉感知系统，包含一个资料库、一个处理单元、一个提醒单元及一个参数设定单元；其特征在于：

该资料库，建置有一个定义人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值的标准数据库，并设定出个一正常范围区域；

该参数设定单元，输入的参数为对应于运动型态设定及输入的条件设定，运动型态设定为跑步、散步、骑乘、游泳、持续跳跃、踏步其中任何一种，输入条件设定为人体机能条件，所述人体机能条件为年龄、性别、身高、体重，该资料库依据输入的参数修正出定义人体动觉讯号及时间的修正标准数据库，且能依照不同参数设定单元给予的参数定义出一个修正正常范围区域；

该处理单元，是电连结于该资料库，并用于持续的接收到对应于该资料库的人体动觉讯号，且能陆续的透过时间及该人体动觉讯号转换的二维物理量值比对该数据库是否落入修正正常范围区域；

该提醒单元，依据上述的比对结果而输出对应讯息。

2.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该处理单元具有一个接收模组，用于接收人体动觉讯号。

3.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：人体动觉讯号为单位时间的心跳数、行进速度、行进加速度、步速、自行车轮圈运转数、呼吸次数、人体温度其中任何一种。

4.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该资料库是依据人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值定义出的标准资料库，是界定出二维关系的比对表，第一维是由人体动觉讯号转化的物理量，第二维是由时间转化的物理量或由时间配合人体动觉讯号转换的物理量值。

5.如权利要求4所述的运动动觉感知系统，其特征在于：人体动觉讯号是心跳数时，第一维由单位时间内的心跳数换算的一自定义的物理量值，第二维则为时间量值。

6.如权利要求4所述的运动动觉感知系统，其特征在于：人体动觉讯号是将单位时间内的速度或加速度的物理量值定义成第一维，第二维则为时间及单位时间内的速度及加速度量值换算的距离物理量值。

7.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：适用于一个运动装置，该参数设定单元预先输入对应于运动装置型态的参数，该人体动觉讯号为使用者使用该运动装置所感测的物理量值。

8.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该资料库建置有多种定义出人体动觉讯号及时间的标准数据库，且能依照不同参数设定单元给予的参数定义出对应各种标准数据库的修正正常范围区域，该处理单元持续的接受到对应于该资料库的人体动觉讯号，且能陆续的透过时间及至少其中一种人体动觉讯号比对该数据库是否落入在对应的修正正常范围区域。

9.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该提醒单元是使用图像、声音或数字进行提示。

10.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该资料库定义人体动觉讯号及时间转换的二维物理量值的标准数据库，是透过两笔单位时间内的人体动觉讯号物理量值定义出。

11.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：还包含有一个与该资料库连结的传输界面。

12.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该运动动觉感知系统是整合于一个表带上。

13.如权利要求1所述的运动动觉感知系统，其特征在于：该运动动觉感知系统是整合于一个配置于自行车的电子设备上。