CN105581798A - 脚部动作的辨识装置及脚部动作的辨识方法 - Google Patents

Abstract

脚部动作的辨识装置及脚部动作的辨识方法。一种脚部动作的辨识装置包含感测模块、处理模块及显示模块。感测模块用以感测脚部动作以产生相应于脚部动作的至少一感测信号，其中感测信号的形式为波形。处理模块电性连接于感测模块，用以根据波形辨识相应脚部动作的动作模式，并转换波形为相应于动作模式的输出数据。显示模块电性连接于处理模块，用以显示输出数据。此外，还公开了一种脚部动作的辨识方法。

Description

脚部动作的辨识装置及脚部动作的辨识方法

技术领域

本发明是有关于一种辨识装置，且特别是有关于一种脚部动作的辨识装置及其辨识方法。

背景技术

由于现代人饮食习惯与生活作息的改变，肥胖已成为影响现代人健康的最主要因素，而逐年来不断有因肥胖所造成心血管疾病的案例，使国人对于控制体重的意识随的抬头。根据多数营养师表示，控制体重的方法并非仅靠节制饮食，更重要的是适当且规律的运动，因此除了养成每日或每周规律性的运动外，基于个人体质、性别不同，所适合的运动量亦有所不同。

为评估每日的运动量是否过当或者不足，往往会运用评估运动量的检测装置，而习知最常见的便是计步器，用于检测健康的心率、脉搏等健康检测器或测量行走步数换算成行走距离，以计算出行走速度，再更进一步计算出使用者运动造成的卡路里消耗量。另外还有运动手表，记录运动路程、时间、心跳(另须搭购心跳带)、热量等，也能支援跑步、马拉松、自行车、步行等不同运动模式。并且随着高科技的发展，各种功能的检测装置形状大小各异，为了携带方便，可以像手表一样装配腕带而被戴于手腕上。

目前市面上也有用以计算脚踏车踏频的计频器(CadenceMeter)，系通过在车轮或脚踏车踏板上设置磁铁，利用磁铁触发计频器以得到车轮转速，但计频器安装不易，且仅能计算脚踏车的踏频转速，无法运用于使用者慢跑或走路时。

现行的计步器仅能测量跑步及步行运动，并无法满足于各种运动喜好的使用者，而运动手表虽能支援不同运动模式，但功能仅限于自身显示，无法通过其他显示装置呈现。因此，如何能辨识不同脚部动作的模式并量测出脚部动作的相关数值，甚至可于其他装置中同步呈现脚部动作的模式及相关数值，实属当前重要研发课题的一，亦成为当前相关领域极需改进的目标。

发明内容

本发明内容的一目的是在提供一种脚部动作的辨识装置及其辨识方法，藉以改善先前技术的问题。

本发明所提供的脚部动作的辨识装置包含感测模块、处理模块及显示模块。感测模块用以感测脚部动作以产生相应于脚部动作的至少一感测信号，其中感测信号的形式为波形；处理模块电性连接于感测模块，用以根据波形辨识相应脚部动作的动作模式，并转换波形为相应于动作模式的输出数据(资料)；显示模块电性连接于处理模块，用以显示输出数据。

在一实施例中，感测模块可为陀螺仪(gyroscope)、加速规(accelerometer)、电子罗盘(electroncompass)、心率感测器(heartratesensor)、湿度感测器(humiditysensor)或全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)感测器。

在一实施例中，辨识装置还包括储存模块，电性连接处理模块，用以储存输出数据。

在一实施例中，辨识装置还包括传输模块，电性连接处理模块，用以通过网络传送输出数据至接收装置。

在一实施例中，传输模块可为广域网络(WideAreaNetwork，WAN)模块、蓝牙(Bluetooth)模块、ANT+模块或局域网(LocalAreaNetwork，LAN)模块。

在一实施例中，接收装置包含接收模块、微处理器及显示单元。接收模块电性连接微处理器，用以通过网络接收传输模块所传送的输出数据；微处理器电性连接接收模块，用以转换接收模块所接收的输出数据为显示数据；显示单元电性连接微处理器，用以显示显示数据。

在一实施例中，动作模式可为走路模式、爬楼梯模式、骑脚踏车模式、游泳模式或睡眠模式。

在一实施例中，爬楼梯模式包含上楼梯模式以及下楼梯模式，而游泳模式包含自由式模式以及蛙式模式。

在一实施例中，当波形的一周期中仅具有一个法向量值超过判断值的波峰时，处理模块根据波形辨识出动作模式为走路模式、爬楼梯模式及骑脚踏车模式当中的一者，当波形的该周期中具有两个以上法向量值超过判断值的波峰时，处理模块根据波形辨识出动作模式为游泳模式。

在一实施例中，当动作模式为走路模式、爬楼梯模式及骑脚踏车模式当中的一者时，倘若波形的周期中具有一接近正弦波，则处理模块辨识出动作模式为骑脚踏车模式。

在一实施例中，处理模块根据波形的着地区间辨识出动作模式为走路模式、爬楼梯模式当中的上楼梯模式及爬楼梯模式当中的下楼梯模式当中的一者。

在一实施例中，当波形的着地区间的最大值高于零法向量值时，则处理模块辨识出动作模式为上楼梯模式。

在一实施例中，当波形的着地区间的最大值低于零法向量值时，则处理模块辨识出动作模式为下楼梯模式。

在一实施例中，当波形的着地区间的最大值等于零法向量值时，则处理模块辨识出动作模式为走路模式。

在一实施例中，当动作模式为游泳模式时，倘若该波形的周期中具有超过一个的弦波，则处理模块辨识出动作模式为游泳模式当中的自由式模式。

在一实施例中，辨识装置可为脚环本体、脚环配件或鞋配件。

本发明所提供的脚部动作的辨识方法包含：感测脚部动作以产生相应脚部动作的至少一感测信号，其中感测信号的形式为波形；根据波形辨识于脚部动作的动作模式，并转换波形为相应于动作模式的输出数据；以及显示输出数据。

在一实施例中，辨识方法还包括：储存输出数据。

在一实施例中，辨识方法还包括：通过网络传送输出数据至接收装置。

在一实施例中，当接收装置通过网络接收输出数据时，接收装置转换所接收的输出数据为显示数据，并于接收装置上显示显示数据。

在一实施例中，动作模式可为走路模式、爬楼梯模式、骑脚踏车模式、游泳模式或睡眠模式。

在一实施例中，爬楼梯模式包含上楼梯模式以及下楼梯模式，而游泳模式包含自由式模式以及蛙式模式。

在一实施例中，辨识方法还包括：当波形的一周期中仅具有一个法向量值超过判断值的波峰时，根据波形辨识出动作模式为走路模式、爬楼梯模式及骑脚踏车模式当中的一者；当波形的周期中具有两个以上法向量值超过判断值的波峰时，根据波形辨识出动作模式为游泳模式。

在一实施例中，辨识方法还包括：当动作模式为走路模式、爬楼梯模式及骑脚踏车模式当中的一者时，倘若波形的周期中具有接近正弦波，辨识出动作模式为骑脚踏车模式。

在一实施例中，辨识方法还包括：根据波形的着地区间辨识出动作模式为走路模式、爬楼梯模式当中的上楼梯模式及爬楼梯模式当中的下楼梯模式当中的一者。

在一实施例中，辨识方法还包括：当波形的着地区间的最大值高于零法向量值时，辨识出动作模式为上楼梯模式。

在一实施例中，辨识方法还包括：当波形的着地区间的最大值低于零法向量值时，辨识出动作模式为下楼梯模式。

在一实施例中，辨识方法还包括：当波形的着地区间的最大值等于零法向量值时，辨识出动作模式为走路模式。

在一实施例中，辨识方法还包括：当动作模式为游泳模式时，倘若波形的该周期中具有超过一个的弦波，辨识出动作模式为游泳模式当中的自由式模式。

综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。藉由上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，其优点系能辨识不同脚部动作的模式并量测出脚部动作的相关数值，甚至可于其他装置中同步呈现脚部动作的模式及相关数值。

以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1是依照本发明一实施例的一种脚部动作的辨识装置的示意图；

图2A是依照本发明一实施例的动作模式为走路模式的波形图；

图2B是依照本发明一实施例的动作模式为爬楼梯模式的波形图；

图2C是依照本发明一实施例的动作模式为骑脚踏车模式模式的波形图；

图3A是依照本发明一实施例的动作模式为游泳模式当中的自由式模式的波形图；

图3B是依照本发明一实施例的动作模式为游泳模式当中的蛙式模式的波形图；

图4是依照本发明一实施例的辨识装置以手动切换动作模式的示意图；以及

图5是依照本发明一实施例的一种脚部动作的辨识方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的图式及以下所述各种实施例，图式中相同的号码代表相同或相似的元件。但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有等同功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。

当使用者在活动或运动时，脚部通常会以一种规律的方式重复动作，但是手部却可能是维持同一种姿势，或者没有规律地摆动。举例而言，当使用者在骑脚踏车时，双手会抓住脚踏车的握把，双脚会规律地踏着脚踏车的脚踏板，就手部动作及脚部动作来看，脚部的变动比手部的变动更明显。当使用者在走路时，脚部会规律地迈步，但手部却可能没有变动，或是没有规律地乱挥。

本发明所揭示的一种脚部动作的辨识装置系感测使用者的脚部动作以辨识使用者当下正在进行的活动，例如：走路、爬坡、爬楼梯、骑脚踏车、游泳、跳舞、睡眠等，通过脚部动作不同的规律动作可以辨识出使用者正在进行的活动。更进一步可以得到与使用者正在进行的活动相关的资讯，例如：走路的步数、走路的速度、步行的公里数、爬梯的速度、脚踏车的转速、游泳的方式、心跳的频率等。

图1是依照本发明一实施例的一种脚部动作的辨识装置1的示意图。如图1所示，在一实施例中，本发明所提供的脚部动作的辨识装置1包含感测模块11、处理模块12及显示模块13。感测模块11用以感测脚部动作以产生相应脚部动作的至少一感测信号，其中感测信号的形式系为波形。处理模块12电性连接于感测模块11，用以根据波形辨识相应于脚部动作的动作模式，并转换波形为相应于动作模式的输出数据。显示模块13电性连接于处理模块12，用以显示处理模块12转换波形相应于动作模式的输出数据。

实作上，辨识装置1系为配戴于使用者脚部(如：小腿以下的部位)的装置。举例而言，辨识装置1可为脚环，辨识装置1也可为额外装配于使用者本身所拥有的脚环上的装置，或者辨识装置1可为装配于使用者的鞋子上的装置。应了解到，以上所举的这些例子并没有所谓孰优孰劣的分，亦并非用以限制本发明，本领域技术人员当视当时需要，弹性选择辨识装置1的具体实施方式。

使用者进行不同的活动时，例如：走路、爬坡或爬楼梯、骑脚踏车、游泳、跳舞、睡眠等，其脚部会因不同的活动而产生相应的重复动作。当使用者于正常状况下走路或上下楼梯时，于一小段时间(如：3秒)内，脚部会以一个固定频率跨出，且每一步与前一步的距离大致上相同。当使用者于正常状况下骑脚踏车时，于一小段时间(如：1秒)内，脚部会以一个固定频率踩踏脚踏车的踏板，且每一次踩踏的力道会大致上相同。当使用者于正常状况下游泳时，无论是以哪一种方式游泳(如：自由式、蛙式、蝶式)，于一小段时间(如：3秒)内，脚部会以一个固定频率摆动以推动身体，且每一次摆动的力道会相同。当使用者于睡眠时，脚部会静止不动。配戴于使用者脚部的辨识装置1藉由感测模块11感测脚部动作，产生相应脚部动作的感测信号，由于使用者在进行不同活动时，脚部所重复的动作会依活动状态以不同的频率进行，所以感测信号所呈现的波形也会有不同的形式、周期及振幅。

当感测模块11感测使用者的脚部动作而产生感测信号所呈现的波形后，处理模块12根据波形的形式、周期及振幅辨识出相应于使用者的脚部动作的动作模式。举例而言，当使用者的脚部动作为走路时，则相应于使用者的脚部动作的动作模式便为走路模式；当使用者的脚部动作为爬坡或爬楼梯时，则相应于使用者的脚部动作的动作模式便为爬坡或爬楼梯模式；当使用者的脚部动作为骑脚踏车、游泳、跳舞及睡眠时，则相应于使用者的脚部动作的动作模式分别为骑脚踏车模式、游泳模式、跳舞模式及睡眠模式。任何使用者的脚部动作均有其对应的动作模式，不限于以上所述的例子。

在一实施例中，辨识装置1中的感测模块11可为陀螺仪、加速规、电子罗盘、心率感测器、湿度感测器、全球定位系统感测器或是任何可以用来感测脚部动作以产生波形的感测装置。

使用者在进行不同活动时，脚部会因活动状态不同而以不同的位移路径重复动作，而感测信号所呈现的波形与脚部的位移路径相关。处理模块12根据波形的形式辨识相应于脚部动作的动作模式。

如上所述的处理模块12，其具体实施方式可为软件、硬件与/或固件。举例来说，若以执行速度及精确性为首要考量，则这些模块基本上可选用硬件与/或固件为主；若以设计弹性为首要考量，则这些模块基本上可选用软件为主；或者，这些模块可同时采用软件、硬件及固件协同作业。应了解到，以上所举的这些例子并没有所谓孰优孰劣的分，亦并非用以限制本发明，本领域技术人员当视当时需要，弹性选择这些模块的具体实施方式。

图2A是依照本发明一实施例的动作模式为走路或跑步模式的波形图。如图1、2A所示，当使用者在走路时，双脚会轮流以相同的迈步姿势重复动作。当使用者的一脚抬起迈步时，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值会呈现正向增加的趋势，且会增加至远高于零法向量值的法向量值；当使用者将一脚放下时，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值会呈现负向减小的趋势。区间S11的波形即反映了使用者的一脚自抬起至放下的姿势。

接下来，就人体正常走路或跑步的姿态而言，当使用者的另外一脚抬起迈步再放下的过程中，使用者的一脚的脚尖不会离地，但脚跟会离地，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值虽也会呈现正向增加的趋势，且仅会增加至接近零法向量值。区间S12的波形即反映使用者一脚在地面但是另一脚正在抬起迈步再放下的过程中，使用者的一脚的姿势。其中，区间S11与区间S12内的连续波形中仅会有一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰。

当动作模式为走路模式时，由于使用者的脚部着地时的高度会与上一次着地时的高度相当，因此着地区间ZA1的最大值会在零法向量值附近。

图2B是依照本发明一实施例的动作模式为爬楼梯模式的波形图。爬楼梯模式又可为上楼梯模式及下楼梯模式。由于使用者在爬坡时的脚部动作与在爬楼梯时的脚部动作相同，故以下仅以爬楼梯模式进行说明，即上楼梯模式包含上坡模式、下楼梯模式包含下坡模式。以上楼梯为例，如图1、2B所示，当使用者的一脚抬起上一阶楼梯时，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值会呈现正向增加的趋势，且会增加至远高于零法向量值的法向量值；当使用者将一脚放下时，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值会呈现负向减小的趋势。区间S21的波形即反映了使用者的一脚自抬起上一阶楼梯后放下的姿势，而区间S22的波形即反映了当使用者的另外一脚抬起上一阶楼梯后放下的过程中，使用者的一脚的姿势。

处理模块12可根据波形的着地区间ZA2辨识爬楼梯模式为上楼梯模式或者下楼梯模式。当动作模式为爬楼梯模式中的上楼梯模式时，由于使用者脚部着地时的高度会高于上一次着地时的高度，因此着地区间ZA2的最大值会远高于零法向量值。反的，当动作模式为爬楼梯模式中的下楼梯模式时，由于使用者脚部着地时的高度会低于上一次着地时的高度，因此着地区间ZA2的最大值会远低于零法向量值。其中，区间S21与区间S22内的连续波形中仅会有一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰。

由前述可知，无论使用者在走路或是爬楼梯时，双脚会轮流以相同的迈步姿势重复动作。就人体正常走路及爬楼梯的姿态而言，迈步的方式是类似的，但不同的是，当使用者走路时，使用者的一脚每一次着地的高度和前一次大致相同，但而当使用者上楼梯或下楼梯时，使用者的一脚每一次着地的高度都会和前一次不同。所以，如图1、2A、2B所示，当感测信号所呈现的波形中，有如同区间S11或区间S21中法向量值呈现正向增加至远高于零法向量值的法向量值的波形，则处理模块12可根据波形辨识出动作模式是走路模式或爬楼梯模式，而后，处理模块12再根据着地区间ZA2的最大值高于、低于或等于零法向量值来辨识出动作模式为走路模式、上楼梯模式及下楼梯模式当中的一者。

图2C是依照本发明一实施例的动作模式为骑脚踏车模式的波形图。如图2C所示，当使用者在骑脚踏车时，由于脚部的位置会重复并有周期性地于脚踩踏板的最高点及最低点的间变动，所以波形的形状会呈现弦波，而且当一脚的位置位于最高点时，另外一脚的位置便会位于最低点，当两脚的位置位于同一高度时，两脚的位置即位于最高点与最低点的间的中间点。

当使用者的一脚自脚踩踏板的最高点踏至最低点时，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值会呈现正向增加的趋势，且会增加至远高于零法向量值的法向量值，区间S31的波形即反映了使用者的一脚自脚踩踏板的最高点踏至最低点的姿势；当使用者的一脚自脚踩踏板的最低点再抬至最高点时，感测模块11感测使用者的一脚而产生的感测信号所呈现的波形中，波形的法向量值会呈现负向减小的趋势，区间S32的波形即反映了当使用者的自脚踩踏板的最低点再抬至最高点姿势。其中，区间S31与区间S32内的连续波形很明显近似正弦波，反映了当使用者在骑脚踏车时，使用者的脚部动作为正圆周运动，并且，区间S31与区间S32内的连续波形中仅会有一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰。

另外，当脚部的位置位于最高点时，波峰位置WH会远高于零法向量值；当脚部的位置位于最低点时，波谷位置WL会远低于零法向量值；当脚部的位置位于中间点时，中间位置WZ会位于零法向量值。

值得一提的是，当动作模式为走路模式、爬坡模式、爬楼梯模式、骑脚踏车或游泳模式时，由于使用者的双脚会轮流以相同的姿势重复动作，故两脚的波形会有180度的相位差。

在一实施例中，游泳模式包含自由式模式以及蛙式模式。当动作模式为游泳模式时，处理模块12亦可根据波形的形状判断动作模式为游泳模式当中的自由式模式或是游泳模式当中的蛙式模式，以得知使用者的游泳方式。图3A是依照本发明一实施例的动作模式为游泳模式当中的自由式模式的波形图。如1、3A图所示，当使用者的游泳方式为自由式时，使用者的脚部动作接近圆周运动，但不像骑脚踏车时的正圆周运动，因此感测模块11感测到使用者的脚部动作后所产生的波形仅接近弦波，与图2C所示的近似正弦波有所差异。其中，区间S4内的波形中会有超过一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰。

图3B是依照本发明一实施例的动作模式为游泳模式当中的蛙式模式的波形图。如图1、3B所示，当使用者的游泳方式为蛙式时，使用者的脚部动作并不是圆周运动，因此感测模块11感测到使用者的脚部动作后所产生的波形将不会接近弦波，与图3A所示的波形有很明显的差异。其中，区间S5内的波形中会有超过一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰。

由前述可知，图1所示的处理模块12可根据波形的形式辨识出动作模式。当波形的一周期中仅有一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰时，处理模块12可辨识出动作模式为走路模式、爬楼梯模式及骑脚踏车模式当中的一者；反的，当波形的一周期中有超过一个法向量值超过判断值(例如：2)的波峰时，处理模块12可辨识出动作模式为游泳模式。

当处理模块12辨识出动作模式为走路模式、爬楼梯模式及骑脚踏车模式当中的一者时，倘若波形的一周期中具有近似正弦波，处理模块12可辨识出动作模式为骑脚踏车模式；反的，倘若波形的一周期中不具有近似正弦波，处理模块12可辨识出动作模式为走路模式及爬楼梯模式当中的一者。

当处理模块12辨识出动作模式为走路模式及爬楼梯模式当中的一者时，处理模块12再根据着地区间ZA2的最大值高于、低于或等于零法向量值来辨识出动作模式为上楼梯模式、下楼梯模式及走路模式当中的一者。

另一方面，当处理模块12辨识出动作模式为游泳模式时，倘若一周期中的波形接近弦波时，处理模块12可辨识出动作模式为游泳模式当中的自由式模式；反的，倘若一周期中的波形非接近弦波时，处理模块12可辨识出动作模式为游泳模式当中的蛙式模式。

接下来，如图1所示，处理模块12会转换波形为相应于动作模式的输出数据。在一实施例中，输出数据可为走路的步数、走路的速度、步行的公里数、爬梯的速度、脚踏车的转速、游泳的方式、心跳的频率或者任何可藉由波形以转换的数据。输出数据可使得使用者了解自身运动的状况，并可评估运动量是否适当。

在一实施例中，当感测模块11为加速规时，处理模块12可根据加速规所产生的感测信号辨识出重力方向。在一实施例中，当感测模块11为陀螺仪时，处理模块12可根据陀螺仪所产生的感测信号辨识出使用者脚部的倾斜角度。无论感测模块11为加速规或是陀螺仪，处理模块12均可根据感测信号辨识出使用者的姿势为站立、横躺或摔跤。

在一实施例中，当感测模块11为湿度感测器时，处理模块12可根据湿度感测器所产生的感测信号辨识出辨识装置1是否位于水里，以辨识得知使用者是否在游泳。

在一实施例中，当感测模块11为电子罗盘时，处理模块12可根据电子罗盘所产生的感测信号辨识出使用者所面对的方向，更可进一步得知使用者的折返跑圈数、操场运动的圈数、在游泳池内的来回次数，或判别使用者是否进行室内运动(如：跑步机、室内脚踏车)。

在一实施例中，当感测模块11为全球定位系统感测器时，处理模块12可根据全球定位系统感测器所产生的感测信号辨识出使用者所在的位置，以及使用的运动路径，更可进一步得知相应于动作模式的输出数据(如：心跳频率、跑步速度、步频、踏频、上下坡数据)。

在一实施例中，当感测模块11为红外线式的心率感测器时，红外线式的心率感测器可感测心跳的频率。红外线式的心率感测器所发出的红外线光通过皮肤，照射到皮肤内的血管，并经由骨头反射回红外线式的心率感测器，红外线式的心率感测器即可将皮肤内的血管所呈现的脉搏跳动转换成电流脉波，输出传送至处理模块12，处理模块12处理电流脉波后即产生相关于脉搏跳动频率的输出数据，即可得知心跳的频率。

在一实施例中，感测模块11可感测使用者在骑脚踏车时的踏频转速。如图1、2C所示，感测模块11感测使用者骑脚踏车时的脚部动作，产生感测信号并传送至处理模块12，处理模块12会对于感测信号进行滤波以去除杂讯，并且分辨波形的波峰位置WH、波谷位置WL或是中间位置WZ，再计算相隔两波峰位置WH、两波谷位置WL或是两中间位置WZ的时间差TS，累计一段时间后，处理模块12便可计算使用者骑脚踏车的踏频转速。

如图1所示，在一实施例中，辨识装置1还包括储存模块14。储存模块14电性连接处理模块12，用以储存处理模块12转换波形为相应于动作模式的输出数据。

在一实施例中，辨识装置1还包括传输模块15。传输模块15电性连接处理模块12，用以通过网络(如：3G通讯网络、4G通讯网络、2.4G通讯网络、蓝牙通讯网络或Wi-Fi通讯网络、ANT+通讯网络)传送输出数据至接收装置2。

在一实施例中，传输模块15可为广域网络(WideAreaNetwork，WAN)模块，例如3G通讯模块、4G通讯模块等、2.4G通讯模块、蓝牙(Bluetooth)模块、ANT+模块、局域网(LocalAreaNetwork，LAN)模块，例如Wi-F1通讯模块。

在一实施例中，接收装置2包含接收模块21、微处理器22及显示单元23。接收模块21用以通过网络(如：3G通讯网络、4G通讯网络、2.4G通讯网络、蓝牙通讯网络、ANT+通讯网络或Wi-Fi通讯网络)接收传输模块15所传送的输出数据。微处理器22电性连接接收模块21，用以转换接收模块21所接收的输出数据为显示数据。显示单元23电性连接微处理器22，用以显示显示数据。

实作上，接收装置2可为能连接上网络的桌上型电脑、笔记型电脑等电脑装置，或者是智能手机、平板电脑等移动装置，也可以是显示器。

在一实施例中，使用者可以藉由手动碰触辨识装置1以使得辨识装置1切换各种动作模式。图4是依照本发明一实施例的辨识装置1以手动切换动作模式的示意图。如图1、4所示，使用者藉由手动碰触辨识装置1以使得辨识装置1依序切换至走路模式410、骑脚踏车模式420、游泳模式430、睡眠模式440及同步模式450。

举例而言，当使用者藉由手动方式触碰辨识装置1以使得辨识装置1切换至走路模式410时，感测模块11感测到使用者的脚部动作以产生相应于脚部动作的感测信号，并传送感测信号至处理模块12，处理模块12接收感测信号后，由于辨识装置1已经处于走路模式410，所以处理模块12转换感测信号所呈现的波形为相应于走路模式410的输出数据(如：走路的步数、走路的速度、步行的公里数或心跳的频率等)，并且通过显示模块13显示输出数据。

以此类推，当使用者藉由手动方式触碰辨识装置1以使得辨识装置1切换至骑脚踏车模式420、游泳模式430或睡眠模式440时，处理模块12转换感测信号所呈现的波形为相应于骑脚踏车模式420、游泳模式430或睡眠模式440的输出数据，并且通过显示模块13显示输出数据。

值得一提的是，只要辨识装置1未被手动切换至睡眠模式440，则若使用者在一定的时间(如：10分钟)内没有动作，则辨识装置1会进入休眠状态并停止运作，以降低辨识装置1的电量消耗。

当使用者藉由手动方式触碰辨识装置1以使得辨识装置1切换至同步模式450时，辨识装置1会将输出数据经由传输模块15通过网络传送至接收装置2。在一实施例中，当接收装置2为内含游戏程式的电脑装置、行动装置或是具备微处理器的显示器时，使用者可将辨识装置1切换至同步模式450，使得辨识装置1所转换出的输出数据同步至接收装置2的游戏程式中，使用者便可藉由设置于脚部的辨识装置1来操作接收装置2的游戏程式。

图5是依照本发明一实施例的一种脚部动作的辨识方法的流程图。如图5所示，本发明所提供的脚部动作的辨识方法包含步骤510～580(应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。至于实施该些步骤的硬件装置，由于以上实施例已具体揭露，因此不再重复赘述的。

于步骤510中，感测脚部动作以产生相应脚部动作的至少一感测信号，其中感测信号的形式系为波形。于步骤520中，根据感测信号的波形辨识相应脚部动作的动作模式(如：走路模式、爬坡模式、爬楼梯模式、骑脚踏车模式、游泳模式、跳舞模式、睡眠模式或其他相应于脚部动作的动作模式)。于步骤530中，转换感测信号的波形为相应于动作模式的输出数据(如：走路的步数、走路的速度、步行的公里数、爬梯的速度、脚踏车的转速、游泳的方式、心跳的频率或者任何可藉由波形以转换的数据)。于步骤540中，显示输出数据。

为了储存输出数据，于步骤550中，储存输出数据。

在一实施例中，可通过网络传送输出数据至一内含游戏程式的接收装置(如：电脑装置、行动装置或是具备微处理器的显示器)，以使得输出数据同步至接收装置的游戏程式中。于步骤560中，通过网络传送输出数据至接收装置。

于步骤570中，当接收装置通过网络接收输出数据时，接收装置转换接收模块所接收的输出数据为显示数据。于步骤580中，于接收装置上显示显示数据。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

符号说明

1：辨识装置

11：感测模块

12：处理模块

13：显示模块

14：储存模块

15：传输模块

2：接收装置

21：接收模块

22：微处理器

23：显示单元

410：走路模式

420：骑脚踏车模式

430：游泳模式

440：睡眠模式

450：同步模式

510～580：步骤

S11、S12、S21、S22、S31、S32、S4、S5：区间

TS：时间差

WH：波峰位置

WL：波谷位置

WZ：中间位置

ZA1、ZA2：着地区间

Claims (20)

1.一种脚部动作的辨识装置，包含：

一感测模块，用以感测该脚部动作以产生相应该脚部动作的至少一感测信号，其中该感测信号的形式为一波形；

一处理模块，电性连接于该感测模块，用以根据该波形辨识相应于该脚部动作的一动作模式，并转换该波形为相应于该动作模式的一输出数据；以及

一显示模块，电性连接于该处理模块，用以显示该输出数据。

2.如权利要求1所述的辨识装置，其中该感测模块可为一陀螺仪(gyroscope)、一加速规(accelerometer)、一电子罗盘(electroncompass)、一心率感测器(heartratesensor)、一湿度感测器(humiditysensor)或一全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)感测器。

3.如权利要求1所述的辨识装置，还包括：

一储存模块，电性连接该处理模块，用以储存该输出数据。

4.如权利要求1所述的辨识装置，还包括：

一传输模块，电性连接该处理模块，用以通过网络传送该输出数据至一接收装置，其中该传输模块可为一广域网络(WideAreaNetwork，WAN)模块、一蓝牙(Bluetooth)模块、一ANT+模块或一局域网(LocalAreaNetwork，LAN)模块。

5.如权利要求4所述的辨识装置，其中该接收装置包含：

一接收模块，用以通过网络接收该传输模块所传送的该输出数据；

一微处理器，电性连接该接收模块，用以转换该接收模块所接收的该输出数据为一显示数据；以及

一显示单元，电性连接该微处理器，用以显示该显示数据。

6.如权利要求1所述的辨识装置，其中该动作模式可为一走路模式、一爬楼梯模式、一骑脚踏车模式、一游泳模式或一睡眠模式，该爬楼梯模式包含一上楼梯模式以及一下楼梯模式，而该游泳模式包含一自由式模式以及一蛙式模式。

7.如权利要求6所述的辨识装置，其中当该波形的一周期中仅具有一个法向量值超过一判断值的波峰时，该处理模块根据该波形辨识出该动作模式为该走路模式、该爬楼梯模式及该骑脚踏车模式当中的一者，当该波形的该周期中具有两个以上法向量值超过该判断值的波峰时，该处理模块根据该波形辨识出该动作模式为该游泳模式。

8.如权利要求7所述的辨识装置，其中当该动作模式为该走路模式、该爬楼梯模式及该骑脚踏车模式当中的一者时，倘若该波形的该周期中具有一近似正弦波，则该处理模块辨识出该动作模式为该骑脚踏车模式。

9.如权利要求8所述的辨识装置，其中该处理模块根据该波形的一着地区间辨识出该动作模式为该走路模式、该爬楼梯模式当中的该上楼梯模式及该爬楼梯模式当中的该下楼梯模式当中的一者，当该波形的该着地区间的最大值高于零法向量值时，则该处理模块辨识出该动作模式为该上楼梯模式，当该波形的该着地区间的最大值低于零法向量值时，则该处理模块辨识出该动作模式为该下楼梯模式，当该波形的该着地区间的最大值等于零法向量值时，则该处理模块辨识出该动作模式为该走路模式。

10.如权利要求7所述的辨识装置，其中当该动作模式为该游泳模式时，倘若该波形的该周期中具有超过一个的弦波，则该处理模块辨识出该动作模式为该游泳模式当中的该自由式模式。

11.一种脚部动作的辨识方法，包含：

感测该脚部动作以产生相应于该脚部动作的至少一感测信号，其中该感测信号的形式为一波形；

根据该波形辨识相应该脚部动作的一动作模式，并转换该波形为相应于该动作模式的一输出数据；以及

显示该输出数据。

12.如权利要求11所述的辨识方法，还包括：

储存该输出数据。

13.如权利要求11所述的辨识方法，还包括：

通过网络传送该输出数据至一接收装置。

14.如权利要求13所述的辨识方法，其中当该接收装置通过网络接收该输出数据时，该接收装置转换所接收的该输出数据为一显示数据，并于该接收装置上显示该显示数据。

15.如权利要求11所述的辨识方法，其中该动作模式可为一走路模式、一爬楼梯模式、一骑脚踏车模式、一游泳模式或一睡眠模式，该爬楼梯模式包含一上楼梯模式以及一下楼梯模式，而该游泳模式包含一自由式模式以及一蛙式模式。

16.如权利要求15所述的辨识方法，还包括：

当该波形的一周期中仅具有一个法向量值超过一判断值的波峰时，根据该波形辨识出该动作模式为该走路模式、该爬楼梯模式及该骑脚踏车模式当中的一者；以及

当该波形的该周期中具有两个以上法向量值超过该判断值的波峰时，根据该波形辨识出该动作模式为该游泳模式。

17.如权利要求16所述的辨识方法，还包括：

当该动作模式为该走路模式、该爬楼梯模式及该骑脚踏车模式当中的一者时，倘若该波形的该周期中具有一近似正弦波，辨识出该动作模式为该骑脚踏车模式。

18.如权利要求17所述的辨识方法，还包括：

根据该波形的一着地区间辨识出该动作模式为该走路模式、该爬楼梯模式当中的该上楼梯模式及该或爬楼梯模式当中的该下楼梯模式当中的一者。

19.如权利要求18所述的辨识方法，还包括：

当该波形的该着地区间的最大值高于零法向量值时，辨识出该动作模式为该上楼梯模式；

当该波形的该着地区间的最大值低于零法向量值时，辨识出该动作模式为该下楼梯模式；以及

当该波形的该着地区间的最大值等于零法向量值时，辨识出该动作模式为该走路模式。

20.如权利要求11所述的辨识方法，还包括：

当该动作模式为该游泳模式时，倘若该波形的该周期中具有超过一个的弦波，辨识出该动作模式为该游泳模式当中的该自由式模式。