CN104266659A - 运动计数器 - Google Patents

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Abstract

运动计数器，属于计步器领域，本发明为了解决现有以加速度传感器、震动传感器为基本参数的计步器会产生误计数的问题。本发明包括采集处理模块和智能显示终端，在左右两脚平衡的情况下，采集处理模块采集单脚受力情况，采集脚掌的三个检测点的压力，通过对三个检测点的压力进行融合计算，再获得压力值的峰值-峰谷的变化频率，根据所述变化频率确定此时人的运动状态，站立或走步或跑步状态，判断出状态再进行相应的计数。同时智能显示终端用于显示计数结果。本发明用于计步。

Description

运动计数器
技术领域
本发明属于计步器领域。
背景技术
计步器主要是测量人每天的行走状态，计算行走脚步数量，分析身体运动情况。
现有计步器统计不准确，以加速度传感器、震动传感器为基本参数的计步器，会产生误计数。产生原因：开车、电梯、等外力造成误计数。四肢自由抖动(讲话挥手、握手、压腿、抖腿等造成的误计数)。
发明内容
本发明目的是为了解决现有以加速度传感器、震动传感器为基本参数的计步器会产生误计数的问题，提供了一种运动计数器。
本发明所述运动计数器，它包括采集处理模块和智能显示终端；
采集处理模块包括压力采集单元、实时处理计数单元和第一无线通信单元；
智能显示终端包括显示单元和第二无线通信单元；
压力采集单元，用于每隔Ts时间采集一个脚掌内侧检测点的压力U1、脚掌外侧检测点的压力U2和脚跟检测点的压力U3，并三个检测点的压力进行存储的单元；
第一无线通信单元，用于将运动计数结果实时发送至智能显示终端的单元；
第二无线通信单元，用于实时接收运动计数结果的单元；
显示单元，用于实时显示运动计数的单元；
所述实时处理计数单元包括如下：
用于每隔T时间对存储的三个检测点的压力进行处理，获得所述脚掌压力的变化频率的单元；
用于根据获得脚掌压力的变化频率，并判断出此时的运动状态的单元；
当此时的运动状态为站立状态时，运动计数不进行累计的单元；
当此时的运动状态为走步状态或跑步状态时，运动计数进行相应累计的单元。
本发明的优点：在左右两脚平衡的情况下，采集单脚受力情况，采集脚掌的三个检测点的压力，通过对三个检测点的压力进行融合计算，再获得压力值的峰值-峰谷的变化频率，根据所述变化频率确定此时人的运动状态，站立或走步或跑步状态，判断出状态再进行相应的计数，这样有效的防止了传统的不分状态进行计数而产生的误计数。
附图说明
图1是具体实施方式一中安装压力传感器的原理示意图；
图2是具体实施方式一中采集处理模块和智能显示终端的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述运动计数器，它包括采集处理模块和智能显示终端；
采集处理模块包括压力采集单元、实时处理计数单元和第一无线通信单元；
智能显示终端包括显示单元和第二无线通信单元；
压力采集单元，用于每隔Ts时间采集一个脚掌内侧检测点的压力U1、脚掌外侧检测点的压力U2和脚跟检测点的压力U3，并三个检测点的压力进行存储的单元；
第一无线通信单元，用于将运动计数结果实时发送至智能显示终端的单元；
第二无线通信单元，用于实时接收运动计数结果的单元；
显示单元，用于实时显示运动计数的单元；
所述实时处理计数单元包括如下：
用于每隔T时间对存储的三个检测点的压力进行处理，获得所述脚掌压力的变化频率的单元；
用于根据获得脚掌压力的变化频率，并判断出此时的运动状态的单元；
当此时的运动状态为站立状态时，运动计数不进行累计的单元；
当此时的运动状态为走步状态或跑步状态时，运动计数进行相应累计的单元。
本实施方式是在保证双脚平衡的情况下测量的，
当人体处于站立状态时，足部骨骼仅以跟骨和第一、五跖骨头三处与底面紧密接触，共同承担全身重量，足弓处通过其特有的拱形结构保持身体的平衡。当人体开始步行后，重心前移，第一、三、五跖骨头承重增加，跟骨推进人体向前同时其承重减小，足弓处继续保持身体平衡，同时发挥避震和弹性作用，吸收部分压力，使人体能够轻松完成行走、跑步动作。人体足底压力分布研究表明，根据人体足部的骨骼结构将足底划分为若干区域进行压力分析，从实际简化需要，只测量足底3块平面的区域亦可，如图1所示。
本实施方式的压力传感器的常见布局：
按照一般足压分析惯例，将足底划分为三大主要解剖区域：前足跖骨关节区域、中足区域、足跟区域，并在三大区域内分布3个传感器单元，以便于描述足部内侧、外侧受力情况。
脚掌上有三个点，设脚的前足的两点分别为A1,A2，足跟的点为A3。对这3个点进行测压，将两个脚设为近似平衡，对前足的2个点的压力值取平均值，对足跟的点取全值。将前足的平均值与足跟的点的全值进行相加，得到压力的范围：
走步时的压力范围为：Fmin≤F1≤Fmax
跑步时的压力范围为：Fmin≤F2≤Fmax
其中压力最小值不为0。
人体在运动状态下，受力情况由两个重要特征参数运动频率和压力决定。人体的步行频率是指单位时间内在走或跑的过程中两腿交换的次数。人体步行频率一般在1.7-2.0HZ之间。足部的受力主要来自于足部与地面的接触，对足地接触力的分析通常观察力-时间曲线的特征，即足部压力的峰值、峰值的出现时间和幅度的变化。
本实施方式在脚掌、脚跟的脚步着力点，加入压力传感器，通过有节奏、有频率的、特定压力值的测量，提高计布精度。同时监测每个人的体重变化，通过记录统计分析、给出健康监测报告。
在双脚脚掌、脚跟，脚步着力点，加入压力传感器，通过有节奏、有频率的、特定压力值的测量，提高计布精度。
增值功能，监测每个人的体重变化，通过记录统计分析、给出健康监测报告。
具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，
所述每隔T时间对存储的三个检测点的压力进行处理，获得所述脚掌压力的变化频率的过程为包括：
对每次采集的三个检测点进行处理：
掌内侧检测点的压力U1与脚掌外侧检测点的压力U2求平均值，将所述平均值赋值给U1和U2，脚跟检测点的压力U3不变；当U1、U2或U3的值为零时，将过零频度值赋给相应变量；再根据公式获得压力值i＝1,…,T/Ts， 所述过零频度值为脚掌压力从最高值变化趋近零时的时间对应的压力值；
根据压力值在T时间的变化，获得脚掌压力的变化频率
具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述根据获得脚掌压力的变化频率，并判断出此时的运动状态的过程为：
当为零时，运动状态为站立状态；
当在内，运动状态为走步状态。
当在内，运动状态为跑步状态；
其中，为已知的走步状态基频，为已知的跑步状态基频，△f为允许的基频误差。
本实施方式在一个周期T内，采集到i个值，对应频率dp1～dpi，其中可以确定最大频率的范围dpm～dpn，对应时间间隔为Tmn，周期T＝2(fmax-0)，fmax为频率最大值，同时可以确定零值范围dpk～dpl，对应时间间隔Tkl，根据获得的最大频率的范围和零值范围确定基频和基频根据获得的频率，确定此时处于的运动状态。
具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，智能显示终端包括控制单元，
所述控制单元，用于发送重新开始计数信号的单元；
实时处理计数单元，还用于根据接收的重新开始计数信号，使运动计数归零重新计数的单元。
本实施方式，是为了让使用者可以对运动计数器进行归零，然后重新开始计数。
在本发明的基础上还可以增加很多现有的增值功能，例如计算距离、速度和时间，计算消耗能量等。

Claims (4)

1.运动计数器，其特征在于，它包括采集处理模块和智能显示终端；
采集处理模块包括压力采集单元、实时处理计数单元和第一无线通信单元；
智能显示终端包括显示单元和第二无线通信单元；
压力采集单元，用于每隔Ts时间采集一个脚掌内侧检测点的压力U1、脚掌外侧检测点的压力U2和脚跟检测点的压力U3，并三个检测点的压力进行存储的单元；
第一无线通信单元，用于将运动计数结果实时发送至智能显示终端的单元；
第二无线通信单元，用于实时接收运动计数结果的单元；
显示单元，用于实时显示运动计数的单元；
所述实时处理计数单元包括如下：
用于每隔T时间对存储的三个检测点的压力进行处理，获得所述脚掌压力的变化频率的单元；
用于根据获得脚掌压力的变化频率，并判断出此时的运动状态的单元；
当此时的运动状态为站立状态时，运动计数不进行累计的单元；
当此时的运动状态为走步状态或跑步状态时，运动计数进行相应累计的单元。
2.根据权利要求1所述的运动计数器，其特征在于，
所述每隔T时间对存储的三个检测点的压力进行处理，获得所述脚掌压力的变化频率的过程为包括：
对每次采集的三个检测点进行处理：
掌内侧检测点的压力U1与脚掌外侧检测点的压力U2求平均值，将所述平均值赋值给U1和U2，脚跟检测点的压力U3不变；当U1、U2或U3的值为零时，将过零频度值赋给相应变量；再根据公式获得压力值i＝1,…,T/Ts， 所述过零频度值为脚掌压力从最高值变化趋近零时的时间对应的压力值；
根据压力值在T时间的变化，获得脚掌压力的变化频率
3.根据权利要求1所述的运动计数器，其特征在于，所述根据获得脚掌压力的变化频率，并判断出此时的运动状态的过程为：
当为零时，运动状态为站立状态；
当在内，运动状态为走步状态。
当在内，运动状态为跑步状态；
其中，为已知的走步状态基频，为已知的跑步状态基频，Δf为允许的基频误差。
4.根据权利要求1所述的运动计数器，其特征在于，
智能显示终端包括控制单元，
所述控制单元，用于发送重新开始计数信号的单元；
实时处理计数单元，还用于根据接收的重新开始计数信号，使运动计数归零重新计数的单元。
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