CN102722644A - 运动频率获取方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机技术领域，公开了一种运动频率获取方法以及装置，方法包括：实时检测获取用户在动作过程中的加速度信号，根据用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在动作过程中加速度随时间的变化率信号，确定在动作过程中加速度随时间的变化率信号的频率，所确定频率即为运动频率。装置包括：加速度传感器、触发信号分析模块。加速度传感器，用于实时检测获取用户在动作过程中的加速度信号；触发信号分析模块，用于计算获取在动作过程中所述加速度随时间的变化率信号；频率确定模块，用于计算在所述动作过程中所述加速度随时间的变化率信号的频率。采用本发明，可以准确捕捉获取到用户运动频率。

Description

运动频率获取方法以及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种运动频率获取方法以及装置。

背景技术

神经运动协同是人类中枢神经系统、外周神经系统、植物性神经、与运动系统的自主协同功能。研究表明，由于疾病、发育障碍、创伤、神经外科手术等原因造成的不同程度神经中枢功能损害，如认知功能障碍，将影响患者的神经运动协同功能。而神经运动协同功能有会对对象的认知能力、学习能力，如注意力集中，思维速度，阅读和写作之类的能力产生影响。

近10年来，神经协同理论和神经可塑理论已经得到广泛的认同，寻找一种有效的办法对中枢系统进行合适的干预，我们就可以了解对象的神经运动功能和对象的学习技能和其他行为、心理和精神问题、障碍之类的联系，通过恰当的训练，我们也可以改善对象的神经运动功能和对象的学习技能。

而经过研究表明，通过完成一些简单而准确，并且需要中枢轻易就可以执行的任务，就能反映或说明对象的认知、学习或行为上的能力，从而评估神经运动功能，而通过针对性的训练，我们认为完成这些任务的能力的提升也就意味神经运动功能的提升。

目前用于评估与训练神经运动功能的设备或者系统，其训练的基本原理是，系统发出听觉或者视觉的指导信号，被测对象按照该指导信号的要求完成相应的动作，用户在每次完成动作的瞬间均会触发一个传感器，该传感器通过该触发确定用户完成动作的瞬间，通过比较该动作完成的瞬间是否是指导信号要求完成的瞬间而判定当前被测对象的神经运动功能情况，即现有技术系统属于通过鉴相而判定被测对象的运动神经协调性。

在现有技术中，在感测用户动作时，往往仅检测用户动作完成的瞬间，通过比较该用户动作完成瞬间是否在系统要求完成时间点上或者允许范围内，如果是，则认为用户准确按照系统要求完成了相应的动作，否则用户未能很好按照系统要求完成动作。其存在以下的两个缺陷：

1、系统无法准确监测用户动作的执行过程，譬如获知其动作执行的起始瞬间等；

2、上述系统的应用过程中，如果被测对象在某时刻错过了一个要求的瞬间，譬如延迟5秒完成动作，则后一动作务必要求加速5秒完成才可能跟上指导信号的节拍，而如果其按照预定的节拍动作的话，其无法在指导信号要求的瞬间完成下一的动作，而被判为神经运动功能较差或者失衡，而上述的加速又会导致被测对象的神经运动功能进一步失衡，导致实际需要通过不协调的动作执行而使系统得到协调完成的结论的，故现有技术的系统的检测准确性不高，甚至违反了神经运动协调的基本理论：使被测对象按照有规律的节拍完成动作。

发明内容

本发明实施例第一目的在于：提供一种运动频率获取方法，应用该技术方案可以准确捕捉获取到用户对运动频率。

本发明实施例第二目的在于：提供一种运动频率获取装置，应用该技术方案可以准确捕捉获取到用户对运动频率。

本发明实施例提供的一种运动频率获取方法，包括：实时检测获取用户在动作过程中的加速度信号；根据用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在动作过程中加速度随时间的变化率信号，确定在动作过程中加速度随时间的变化率信号的频率，确定频率即为运动频率。

可选地，确定在动作过程中加速度随时间的变化率信号的频率，包括：根据在动作过程中加速度随时间的变化率信号，确定动作的起始瞬间、和/或动作的完成瞬间；在确定动作的起始瞬间、动作的完成瞬间后，实时向控制模块发送标识信号，在标识信号中包含标识符，标识符用于标识当前是动作的起始瞬间、或者完成瞬间；控制模块根据收到的标识信号的时间，确定触发信号的频率。

可选地，在确定运动频率之后，还包括：存储各运动频率信息。

本发明还提供了一种运动频率获取装置，包括：加速度传感器、触发信号分析模块。加速度传感器，用于实时检测获取用户在动作过程中的加速度信号；触发信号分析模块，用于根据用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在动作过程中加速度随时间的变化率信号；频率确定模块，用于计算在动作过程中加速度随时间的变化率信号的频率，所确定频率即为运动频率。

可选地，加速度传感器为三轴加速度传感器。

可选地，频率确定模块包括：加速度变化率分析模块，用于在动作过程中加速度随时间的变化率信号以及动作的特点，确定动作的起始瞬间、或者动作的完成瞬间。标识信号发送模块，与加速度变化率分析模块电连接，在确定动作的起始瞬间、或者动作的完成瞬间后，实时向计算模块发送标识信号，在标识信号中包含标识符。标识符用于标识当前动作的起始瞬间、或者完成瞬间。计算模块，与标识信号发送模块电连接，用于根据收到各标识信号的时间，确定各触发信号的频率。

可选地，还包括：存储模块，存储有各运动频率信息。

由上可见，应用本实施例技术方案，对用户运动情况的确定，以用户的运动过程频率而确定，其能反应用户动作至少起始以及完成的全程，而不是如现有技术一样，以用户是否在某个时间点完成该动作确定用户的动作执行情况，故应用本发明实施例技术方案能够更好的捕捉获取用户的运动情况，其获取的情况更贴近运动实际。

特别地，在运动神经评估和训练系统中应用本发明实施例技术方案，确定用户的动作，在通过对用户的动作频率捕捉确定其动作频率后，还可以通过捕捉的动作频域与用于指示用户执行动作的基准信号的频率，通过该频率比较能准确确定用户每次动作的完成时间与基准信号频率要求的完成时间的差别，假设用户在某动作的完成时间偏离基准信号频率要求时间（频率的倒数）后，在下一动作时只需要按照基准信号频率要求时间准确完成下一动作即可，则下一动作的完成将被认为符合系统要求，而无需由于上一动作的错误，而在本动作进行速度适应该错误。故采用本实施例技术方案通过各动作对应的触发信号的频率与基准信号频率的比较，根据该频率比较结果判定用户的运动反应情况更加符合实际情况，更加符合运动神经协调理论的原则。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1提供的一种运动频率获取方法的流程示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种运动频率获取装置结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的一种运动频率获取装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

图1为本实施例提供的一种运动频率获取方法的流程示意图。

参见图1所示，本实施例提供的运动频率获取方法，主要包括以下的流程步骤。

步骤101：实时检测获取所述用户在动作过程中的加速度信号。

在用户执行动作过程中，可以通过的传感器感应用户动作执行过程，获得由用户动作触发的触发信号。

在本实施例中该传感器可以为加速度传感器，或者高精度三轴加速度传感器或者其他。

采用三轴加速度传感可以准确识别动作的幅度、节奏、方位、方向等，可以在三维空间的任何一个方向确定用户动作的加速度。

本发明人在进行本发明研究过程中发现，在本实施例中，可以选取加速度传感器作为感应用户运动方向以及运动过程情况的传感器。本发明人发现通过以下的技术方案能得到能更准确、全面反映用户的动作过程，具体技术方案如下：

可以将该加速度传感器捆在用户身上，譬如手上、腰上等，通过加速度传感器实时获取用户执行动作过程中的加速度信号。

用户如果把本包含三轴加速度传感器的装置戴在左腰皮带上，通过Y轴和Z轴的加速度变化率识别，可以准确判断左脚与右脚踩踏地板（或目标板）的时间点以及实时获取各个时间点的加速度信号。

步骤102：根据用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在动作过程中加速度随时间的变化率信号。

将步骤101实时获取的加速度信号传递至一触发信号分析模块，由该触发信号分析模块根据用户在动作过程中（各时间点）的加速度信号，计算确定在动作过程中加速度随时间的变化率，将加速度随时间的变化率信号作为触发信号。

譬如：在加速度传感器获得用户动作过程中各时间点的加速度信号后，通过对这些加速度信号进行分析，获取在动作过程中加速度随时间的实时变化率信号。

步骤103：确定在动作过程中加速度随时间的变化率信号的频率，将确定频率即为运动频率。

计算上述在动作过程中加速度随时间的实时变化率信号的频率，该频率即为当前用户在执行上一动作的运动频率。

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，用户的每个动作过程中，在动作起始瞬间或者运动完成瞬间，其加速度变化率会具有特定的特点，故在本实施例中可以但不限于根据用户动作完成起始或者动作完成瞬间的确定而确定用户动作的频率。

以拍掌动为例，在动作启动时，该加速度由零开始变大，而在击掌击中一瞬间，该加速度发生瞬间变化，产生一个反向加速度。在加速度变化率与时间的曲线上，在击掌击中一瞬间加速度变化率非常陡峭，故根据动作特点，确定加速度随时间变化率曲线上该变化非常陡峭之处为动作完成瞬间。

故可以在每次根据加速度随时间的变化率信号，在检测到动作完成瞬间之后，向上位机发送标识信号，在所述标识信号中包含标识符，标识符当前是所述动作的起始瞬间、或者完成瞬间。上位机在收到标识动作的完成瞬间的标识信号时，记录该收到的时间T1，在收到下一标识动作的完成瞬间的标识信号时，记录该收到的时间T2，然后将时间T1到T2的间隔T0作为用户动作完成的时间，而1/T0即为触发信号的频率。

应用上述技术方案，可以准确得确定用户动作执行的起始瞬间或动作完成瞬间，或者起始瞬间以及动作完成瞬间，而通过任意先后两触发信号的起始瞬间或者动作完成瞬间即可确定触发信号的周期，从而获得准确、全面的用户动作信息。

由上可见，应用本实施例技术方案，对用户运动情况的确定，以用户的运动过程频率而确定，其能反应用户动作至少起始以及完成的全程，而不是如现有技术一样，以用户是否在某个时间点完成该动作确定用户的动作执行情况，故应用本发明实施例技术方案能够更好的捕捉获取用户的运动情况，其获取的情况更贴近运动实际。

特别地，在运动神经评估和训练系统中应用本发明实施例技术方案，确定用户的动作，在通过对用户的动作频率捕捉确定其动作频率后，还可以通过捕捉的动作频域与用于指示用户执行动作的基准信号的频率，通过该频率比较能准确确定用户每次动作的完成时间与基准信号频率要求的完成时间的差别，假设用户在某动作的完成时间偏离基准信号频率要求时间（频率的倒数）后，在下一动作时只需要按照基准信号频率要求时间准确完成下一动作即可，则下一动作的完成将被认为符合系统要求，而无需由于上一动作的错误，而在本动作进行速度适应该错误。故采用本实施例技术方案通过各动作对应的触发信号的频率与基准信号频率的比较，根据该频率比较结果判定用户的运动反应情况更加符合实际情况，更加符合运动神经协调理论的原则。

另外，在本实施例中，在获得用户各次动作的频率信息后，还可以进一步分别将各次动作频率信息存储到系统上，以便系统根据存储数据做进一步的利用以及分析：譬如：统计学分析，或者制作用户的运动反应情况曲线，建立使用者的个人数据库；系统还可以根据使用者使用曲线的变化，对使用者的状态进行总体评价和制定进一步的训练计划或者策略。

实施例2：

图2为本实施例提供的一种运动频率获取装置.

参见图2所示，该运动频率获取装置主要包括：互相电连接的加速度传感器201用户以及触发信号分析模块202、频率确定模块203。

加速度传感器201，用于实时检测获取用户在动作过程中的加速度信号。

该加速度传感器201用户可以但不限于为三轴加速度传感器201。采用三轴加速度传感可以准确识别动作的幅度、节奏、方位、方向等，可以在三维空间的任何一个方向确定用户动作的加速度。

触发信号分析模块202，用于根据用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在动作过程中加速度随时间的变化率信号，

频率确定模块203，与触发信号分析模块202电连接，计算在动作过程中加速度随时间的变化率信号的频率。所确定频率即为当前用户上一动作的运动频率，该频率确定模块203可以但不限于在一个单片机上实现。

在实施时，可以将该包含三轴加速度传感器201用户、触发信号分析模块202以及频率确定模块203的运动频率获取装置设置成用户可佩带装置（该装置可以为可佩戴于手上或者腰上的环）上。

比如将该装置佩戴于手背，通过Z轴加速度的变化率识别，可以准确判断手掌击打到桌面、另一手掌、腿部、胸部的过程中的动作加速度以及时间瞬间；

如果把本装置戴在左腰皮带上，通过Y轴和Z轴的加速度变化率识别，可以准确判断具体是哪只脚在踩踏，还是双脚轮流踩踏，并且获得左脚与右脚踩踏地板（或目标板）的动作过程中的加速度以及瞬间。

实施例3：

图3为本实施例提供的一种运动频率获取装置结构示意图。

由图3可见，本实施例与实施例1所不同之处，本实施例的频率确定模块303主要包括：加速度变化率分析模块3031、标识信号发送模块3032，计算模块。其中具体工作原理如下：

加速度变化率分析模块3031，用于在动作过程中加速度随时间的变化率信号以及所述动作的特点，确定动作的起始瞬间、或者所述动作的完成瞬间。

标识信号发送模块3032，与加速度变化率分析模块3031电连接，在确定所述动作的起始瞬间、或者所述动作的完成瞬间后，实时向计算模块发送标识信号，在标识信号中包含标识符，标识符用于标识：当前是动作的起始瞬间、或者完成瞬间。

计算模块与标识信号发送模块3032电连接，用于根据收到各所述标识信号的时间，确定各所述触发信号的频率。譬如：

在收到标识动作的完成瞬间的标识信号时，记录该收到的时间T1，在收到下一标识动作的完成瞬间的标识信号时，记录该收到的时间T2，然后将时间T1到T2的间隔T0作为用户动作完成的时间，而1/T0即为触发信号的频率。

应用本实施例技术方案，能够使用巧妙的技术方案确定触发信号频率，快速完成鉴频比较。且保证鉴频结果更贴近实际以及更加合理。

在本实施例系统中还可以进一步包括：存储模块。

在存储模块中存储有用户各动作的频率信息。以便系统根据存储数据做进一步的利用以及分析：譬如：统计学分析，或者制作用户的运动反应情况曲线，建立使用者的个人数据库；系统还可以根据使用者使用曲线的变化，对使用者的状态进行总体评价和制定进一步的训练计划或者策略。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种运动频率获取方法，其特征在于，包括：

实时检测获取所述用户在动作过程中的加速度信号；

根据所述用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在所述动作过程中所述加速度随时间的变化率信号，

确定在动作过程中所述加速度随时间的变化率信号的频率，所确定频率即为所述运动频率。

2.根据权利要求1所述的运动频率获取方法，其特征在于，

确定在动作过程中所述加速度随时间的变化率信号的频率，包括：

根据在所述动作过程中所述加速度随时间的变化率信号，确定所述动作的起始瞬间、和/或所述动作的完成瞬间；

在确定所述动作的起始瞬间、所述动作的完成瞬间后，实时向控制模块发送标识信号，在所述标识信号中包含标识符，

所述标识符用于标识当前是所述动作的起始瞬间、或者完成瞬间；

所述控制模块根据收到的所述标识信号的时间，确定所述触发信号的频率。

3.根据权利要求1或2或3所述的运动频率获取方法，其特征在于，

在确定所述运动频率之后，还包括：

存储各所述运动频率信息。

4.一种运动频率获取装置，其特征在于，包括：加速度传感器、触发信号分析模块；

所述加速度传感器，用于实时检测获取所述用户在动作过程中的加速度信号；

所述触发信号分析模块，用于根据所述用户在动作过程中的加速度信号，计算获取在所述动作过程中所述加速度随时间的变化率信号；

频率确定模块，用于计算在所述动作过程中所述加速度随时间的变化率信号的频率，所确定频率即为所述运动频率。

5.根据权利要求4所述的一种运动频率获取装置，其特征在于， 

所述加速度传感器为三轴加速度传感器。

6.根据权利要求4或5所述的一种运动频率获取装置，其特征在于，所述频率确定模块包括：

加速度变化率分析模块，用于在所述动作过程中所述加速度随时间的变化率信号以及所述动作的特点，确定所述动作的起始瞬间、或者所述动作的完成瞬间，

标识信号发送模块，与所述加速度变化率分析模块电连接，在确定所述动作的起始瞬间、或者所述动作的完成瞬间后，实时向计算模块发送标识信号，在所述标识信号中包含标识符，

所述标识符用于标识当前是所述动作的起始瞬间、或者完成瞬间；

所述计算模块，与所述标识信号发送模块电连接，用于根据收到各所述标识信号的时间，确定各所述触发信号的频率。

7.根据权利要求4至6之任一所述的一种运动频率获取装置，其特征在于， 还包括：

存储模块，存储有各所述运动频率信息。

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