CN106235498A - 一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法 - Google Patents

一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法 Download PDF

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张脉
陈合意
舒琳
王杨勇
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Abstract

本发明公开了一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，包括如下步骤：(1)同时或单独使用安装在鞋或鞋垫上的加速度传感器和压力传感器阵列输出跑者在跑步时的加速度数据与压力数据；(2)通过数据采集处理模块接收并处理所述加速度数据与压力数据为数据信息；(3)将所述数据信息储存于内置闪存或以蓝牙传输至外部设备；(4)在所述外部设备对所述数据信息进一步处理后，形成预警过度疲劳与损伤的信息并在该外部设备中显示。本发明通过多种传感器采集数据，通过提取数据中与跑步疲劳和损伤相关的信息，用于预警跑者跑步时有可能出现的过度疲劳和损伤，从而减轻跑者受伤的风险。

Description

一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法
技术领域
本发明涉及智能穿戴技术，更具体地说，涉及一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法。
背景技术
目前市面上的鞋类穿戴类产品虽已出现了带有加速度传感器的智能鞋以及带有压力传感器的鞋垫，并配合算法提供身体监测，但普遍缺乏有效方法能够结合加速度传感器与压力传感器采集到的数据来预警跑步者的运动疲劳和损伤。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，解决跑者在跑步时不能有效预警过度疲劳和损伤的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，包括如下步骤：(1)同时或单独使用安装在鞋或鞋垫上的加速度传感器和压力传感器阵列输出跑者在跑步时的加速度数据与压力数据；(2)通过数据采集处理模块接收并处理所述加速度数据与压力数据为数据信息；(3)将所述数据信息储存于内置闪存或以蓝牙传输至外部设备；(4)在所述外部设备对所述数据信息进一步处理后，形成预警过度疲劳与损伤的信息并在该外部设备中显示。
作为本发明的一种改进，在步骤(3)中，所述存储于所述内置闪存中的数据信息在一段时间后再通过蓝牙传输至外部设备。
作为本发明的一种改进，在步骤(4)中，包括：(401)外部设备对数据信息依时间分段作处理；(402)通过压力传感器观察即时的步态的变化大小；通过外部设备的GPS、加速度、压力数据估算跑者的跑步距离及跑步速度；测量跑步时鞋底的加速度与压力，并把测量信息转换为离散数据，所得数据经处理后得到跑步过程中每一步的冲击等级；(403)将一段时间内的冲击等级、累积跑步距离、平均跑步速度、跑步时长作为评估跑步强度的因素；(404)通过步态的变化大小与跑步强度判断是否需要发出预警。
在步骤(401)中，包括：当外部设备与鞋或鞋垫内的数据采集处理模块连接时，每一步的加速度数据会被数据采集处理模块处理，并生成一个冲击力等级数据，所述冲击力等级数据会被存储于鞋或鞋垫内的闪存并被即时发送至外部设备显示，压力传感器触发状态被实时发送至外部设备并显示，同时所述压力传感器触发状态会被数据采集处理模块处理生成步态信息并被发送到外部设备；当外部设备没有与鞋或鞋垫内的数据采集处理模块连接时，每一步的加速度和压力数据会被所述数据采集处理模块处理并生成一个冲击力等级数据，所述冲击力等级数据被存储于鞋垫的闪存，压力传感器触发状态被数据采集处理模块处理生成步态信息并存储。
在步骤(403)中，以下任一情况出现均表示跑步强度过大：每周跑步距离达到一个阈值，该阈值由跑者的水平决定；着地冲击力达到最高等级，并且持续时长大于30s；配速超出最近5次历史纪录最大值的30％；跑步时长超出最近5次历史纪录最大值的30％；跑步距离超出历史纪录的30％。
在步骤(404)中，以下任一情况出现均表示步态变化过大：步态发生交替变化，持续时长2分钟；左右步态不一致，持续时长2分钟；步频方差大于当次跑步均值的30％。
与现有技术相比，本发明的方法通过多种传感器采集数据，通过提取数据中与跑步疲劳和损伤相关的信息，用于预警跑者跑步时有可能出现的过度疲劳和损伤，从而减轻跑者受伤的风险。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的结构及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本发明的方法流程框图。
图2为应用本发明方法的装置(鞋垫或鞋子)结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1，本发明用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法包括如下步骤：一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，包括如下步骤：(1)使用安装在鞋或鞋垫上的加速度传感器和压力传感器阵列输出跑者在跑步时的加速度数据与压力数据；(2)通过数据采集处理模块接收并处理加速度数据与压力数据为数据信息，将数据信息储存于内置闪存；(3)存储于所述内置闪存中的数据信息通过蓝牙传输至外部设备；(4)外部设备对数据信息作即时处理；(5)通过压力传感器观察即时的步态的变化大小；通过外部设备的GPS、加速度、压力数据估算跑者的跑步距离及跑步速度；测量跑步时鞋底的加速度与压力，并把测量信息转换为离散数据，所得数据经处理后得到跑步过程中每一步的冲击等级；(6)将一段时间内的冲击等级、累积跑步距离、平均跑步速度、跑步时长作为评估跑步强度的因素；(7)通过步态的变化大小与跑步强度判断是否需要发出预警。
请参阅图2，在实际应用中，跑者穿上跑鞋，在跑鞋或鞋垫1内设置有加速度传感器、压力传感器2和数据采集处理模块3以及通信模块。跑者通过手机或个人计算机启动模块的数据采集，并开始跑步，模块采集到了跑者的加速度数据及压力数据并通过内部芯片做处理，处理后的数据存储于模块内置的闪存中，采集一段时间后闪存中的数据会通过蓝牙传输至外部设备，外部设备对数据作处理后把预警信息显示给跑者。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)同时或单独使用安装在鞋或鞋垫上的加速度传感器和压力传感器阵列输出跑者在跑步时的加速度数据与压力数据；
(2)通过数据采集处理模块接收并处理所述加速度数据与压力数据为数据信息；
(3)将所述数据信息储存于内置闪存或以蓝牙传输至外部设备；
(4)在所述外部设备对所述数据信息进一步处理后，形成预警过度疲劳与损伤的信息并在该外部设备中显示。
2.根据权利要求1所述的用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述存储于所述内置闪存中的数据信息在一段时间后再通过蓝牙传输至外部设备。
3.根据权利要求1所述的用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，其特征在于，在步骤(4)中，包括：
(401)外部设备对数据信息作即时处理；
(402)通过压力传感器观察即时的步态的变化大小；通过外部设备的GPS、加速度、压力数据估算跑者的跑步距离及跑步速度；测量跑步时鞋底的加速度与压力，并把测量信息转换为离散数据，所得数据经处理后得到跑步过程中每一步的冲击等级；
(403)将一段时间内跑步的冲击等级、累积跑步距离、平均跑步速度、跑步时长作为评估跑步强度的因素；
(404)通过步态的变化大小与跑步强度判断是否需要发出预警。
4.根据权利要求3所述的用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，其特征在于，在步骤(401)中，包括：当外部设备与鞋或鞋垫内的数据采集处理模块连接时，每一步的加速度和压力数据会被所述数据采集处理模块处理并生成一个冲击力等级数据，所述冲击力等级数据会被存储于鞋或鞋垫内的闪存并被即时发送至外部设备显示，压力传感器触发状态被实时发送至外部设备并显示，同时所述压力传感器触发状态会被数据采集处理模块处理生成步态信息并被发送到外部设备；当外部设备没有与鞋或鞋垫内的数据采集处理模块连接时，每一步的加速度数据会被所述数据采集处理模块处理并生成一个冲击力等级数据，所述冲击力等级数据被存储于鞋垫的闪存，压力传感器触发状态被数据采集处理模块处理生成步态信息并存储。
5.根据权利要求3所述的用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，其特征在于，在步骤(403)中，以下任一情况出现均表示跑步强度过大：每周跑步距离达到一个阈值，该阈值由跑者的水平决定；着地冲击力达到最高等级，并且持续时长大于30s；配速超出最近5次历史纪录最大值的30％；跑步时长超出最近5次历史纪录最大值的30％；跑步距离超出历史纪录的30％。
6.根据权利要求3所述的用于跑步过程中预警疲劳和损伤的方法，其特征在于，在步骤(404)中，以下任一情况出现均表示步态变化过大：步态发生交替变化，持续时长2分钟；左右步态不一致，持续时长2分钟；步频方差大于当次跑步均值的30％。
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