CN106418899A - 使用智能鞋垫或智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法 - Google Patents
使用智能鞋垫或智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了使用智能鞋垫或智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法：1)让使用者穿着智能鞋垫或智能鞋在步行或跑步机上进行步行或跑步；2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度、智能鞋垫上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值；3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率能量RER(t)对应的能量消耗值，并除以时间得到功率Power(t)；4)让大量的使用者重复如上步骤，并将数据进行汇总，拟合出能量消耗值与步行或跑步速度以及足底压力值的回归方程；5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的步行或跑步功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用智能鞋垫或智能鞋计算能量消耗值的方法。
背景技术
随着人们的运动意识的不断增强，越来越多人选择了科学健身的方式，即在运动的过程中采集人体心率、步频以及能量消耗方面的数据，并进行计算分析。在这些数据中，心率步频都可以通过简单的计数得出，只有能量消耗需要进行计算。而传统的能量消耗的计算方法，只将能量消耗和运动速度进行关联，计算结果存在较大的误差。比如一台步行或跑步机，不同体重的使用者跑动相同的距离，步行或跑步机显示的能量消耗值是一样的，这显然是不合理的。由于初始数值的不准确，用户后续的数据分析的有效性也就要大打折扣。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供一种计算步行或跑步过程中能量消耗值的方法，通过采样能量消耗值、步行或跑步速度和足底压力值之间的关系，拟合出回归方程，从而准确计算步行或跑步过程中的能量消耗值。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，包括如下步骤：
1)让使用者穿着智能鞋垫在步行或跑步机上进行步行或跑步；
2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度V(t)、智能鞋垫上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值Pressure(t)；
3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，呼吸交换率＝肺部气体交换时二氧化碳增加量/氧气消耗量，以及氧气消耗量VO2；进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)时，消耗每公升氧气所产生的能量值，从而计算出对应的能量消耗值,将能量消耗值除以时间，就可得到功率Power(t)；
4)让大量的使用者重复如上步骤，将不同使用者的数据进行汇总，拟合出能量功率Power(t)与步行或跑步速度V(t)以及足底压力值Pressure(t)的回归方程：Power(t)＝f(V(t)，Pressure(t))；
5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，智能鞋垫的处理芯片采集足底压力值并发送至终端设备；终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的行走功率。
在一较佳实施例中：所述行走速度由终端设备获取，或者由所述处理芯片通过步频*步长得到。
在一较佳实施例中：所述压力传感器设于所述智能鞋垫与前脚掌、足弓、足底对应的位置上。
在一较佳实施例中：所述智能鞋垫与前脚掌对应的位置上设置3个压力传感器，分别与第一趾跖关节、第三趾跖关节和第五趾跖关节的位置对应。
在一较佳实施例中：所述智能鞋垫与足弓和足底对应的位置分别设有两个压力传感器。
本发明还提供了一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，包括如下步骤：
1)让使用者穿着智能鞋在步行或跑步机上进行步行或跑步；
2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度V(t)、智能鞋上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值Pressure(t)；
3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，呼吸交换率＝肺部气体交换时二氧化碳增加量/氧气消耗量，以及氧气消耗量VO2；进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)时，消耗每公升氧气所产生的能量值，从而计算出对应的能量消耗值,将能量消耗值除以时间，就可得到功率Power(t)；
4)让大量的使用者重复如上步骤，将不同使用者的数据进行汇总，拟合出能量消耗值Power(t)与步行或跑步速度V(t)以及足底压力值Pressure(t)的回归方程：Power(t)＝f(V(t)，Pressure(t))；
5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，智能鞋的处理芯片采集足底压力值并发送至终端设备；终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的行走功率。
在一较佳实施例中：所述行走速度由终端设备获取，或者由所述处理芯片通过步频*步长得到。
在一较佳实施例中：所述压力传感器设于所述智能鞋底部与前脚掌、足弓、足底对应的位置上。
在一较佳实施例中：所述智能鞋底部与前脚掌对应的位置上设置3个压力传感器，分别与第一趾跖关节、第三趾跖关节和第五趾跖关节的位置对应。
在一较佳实施例中：所述智能鞋与足弓和足底对应的位置分别设有两个压力传感器。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明提供的一种使用智能鞋垫或智能鞋计算步行或跑步过程中能量消耗值的方法，是基于对大量使用者的数据采集后拟合出的回归方程，将能量消耗值与运动速度和足底压力关联。由于不同体重的用户，足底压力存在明显区别，因此，也就是将能量消耗值与用户的体重进行关联，计算出的能量消耗值无疑比较准确。
具体实施方式
下文通过具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，包括如下步骤：
1)让使用者穿着智能鞋垫在步行或跑步机上进行步行或跑步；
2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度V(t)、智能鞋垫上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值Pressure(t)；
3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，呼吸交换率＝肺部气体交换时二氧化碳增加量/氧气消耗量，以及氧气消耗量VO2；进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)时，消耗每公升氧气所产生的能量值，从而计算出对应的能量消耗值,将能量消耗值除以时间，就可得到功率Power(t)；
4)让大量的使用者重复如上步骤，将不同使用者的数据进行汇总，拟合出能量功率Power(t)与步行或跑步速度V(t)以及足底压力值Pressure(t)的回归方程：Power(t)＝f(V(t)，Pressure(t))；
5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，智能鞋垫的处理芯片采集足底压力值并发送至终端设备；终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的行走功率。
所述行走速度由终端设备获取，或者由所述处理芯片通过步频*步长得到。
在一较佳实施例中：所述压力传感器设于所述智能鞋垫与前脚掌、足弓、足底对应的位置上。
所述智能鞋垫与前脚掌对应的位置上设置3个压力传感器，分别与第一趾跖关节、第三趾跖关节和第五趾跖关节的位置对应。
所述智能鞋垫与足弓和足底对应的位置分别设有两个压力传感器。
实施例2
一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，包括如下步骤：
1)让使用者穿着智能鞋在步行或跑步机上进行步行或跑步；
2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度V(t)、智能鞋上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值Pressure(t)；
3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，呼吸交换率＝肺部气体交换时二氧化碳增加量/氧气消耗量，以及氧气消耗量VO2；进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)时，消耗每公升氧气所产生的能量值，从而计算出对应的能量消耗值,将能量消耗值除以时间，就可得到功率Power(t)；
4)让大量的使用者重复如上步骤，将不同使用者的数据进行汇总，拟合出能量消耗值Power(t)与步行或跑步速度V(t)以及足底压力值Pressure(t)的回归方程：Power(t)＝f(V(t)，Pressure(t))；
5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，智能鞋的处理芯片采集足底压力值并发送至终端设备；终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的行走功率。
所述行走速度由终端设备获取，或者由所述处理芯片通过步频*步长得到。
所述压力传感器设于所述智能鞋底部与前脚掌、足弓、足底对应的位置上。
在一较佳实施例中：所述智能鞋底部与前脚掌对应的位置上设置3个压力传感器，分别与第一趾跖关节、第三趾跖关节和第五趾跖关节的位置对应。
所述智能鞋与足弓和足底对应的位置分别设有两个压力传感器。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)让使用者穿着智能鞋垫在步行或跑步机上进行步行或跑步；
2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度V(t)、智能鞋垫上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值Pressure(t)；
3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，呼吸交换率＝肺部气体交换时二氧化碳增加量/氧气消耗量，以及氧气消耗量VO2；进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)时，消耗每公升氧气所产生的能量值，从而计算出对应的能量消耗值,将能量消耗值除以时间，就可得到功率Power(t)；
4)让大量的使用者重复如上步骤，将不同使用者的数据进行汇总，拟合出能量功率Power(t)与步行或跑步速度V(t)以及足底压力值Pressure(t)的回归方程：Power(t)＝f(V(t)，Pressure(t))；
5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，智能鞋垫的处理芯片采集足底压力值并发送至终端设备；终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的行走功率。
2.根据权利要求1所述的一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述行走速度由终端设备获取，或者由所述处理芯片通过步频*步长得到。
3.根据权利要求1所述的一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述压力传感器设于所述智能鞋垫与前脚掌、足弓、足底对应的位置上。
4.根据权利要求3所述的一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述智能鞋垫与前脚掌对应的位置上设置3个压力传感器，分别与第一趾跖关节、第三趾跖关节和第五趾跖关节的位置对应。
5.根据权利要求4所述的一种使用智能鞋垫计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述智能鞋垫与足弓和足底对应的位置分别设有两个压力传感器。
6.一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)让使用者穿着智能鞋在步行或跑步机上进行步行或跑步；
2)记录该使用者的在不同时间的步行或跑步速度V(t)、智能鞋上的压力传感器在不同时间采集的足底压力值Pressure(t)；
3)通过气体分析仪得到该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)，呼吸交换率＝肺部气体交换时二氧化碳增加量/氧气消耗量，以及氧气消耗量VO2；进而通过查表得出该使用者在不同时间的呼吸交换率RER(t)时，消耗每公升氧气所产生的能量值，从而计算出对应的能量消耗值,将能量消耗值除以时间，就可得到功率Power(t)；
4)让大量的使用者重复如上步骤，将不同使用者的数据进行汇总，拟合出能量消耗值Power(t)与步行或跑步速度V(t)以及足底压力值Pressure(t)的回归方程：Power(t)＝f(V(t)，Pressure(t))；
5)当使用者使用上述智能鞋垫进行行走时，智能鞋的处理芯片采集足底压力值并发送至终端设备；终端设备将行走速度和足底压力值带入上述方程后，即可得到该使用者的行走功率。
7.根据权利要求6所述的一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述行走速度由终端设备获取，或者由所述处理芯片通过步频*步长得到。
8.根据权利要求6所述的一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述压力传感器设于所述智能鞋底部与前脚掌、足弓、足底对应的位置上。
9.根据权利要求8所述的一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述智能鞋底部与前脚掌对应的位置上设置3个压力传感器，分别与第一趾跖关节、第三趾跖关节和第五趾跖关节的位置对应。
10.根据权利要求9所述的一种使用智能鞋计算步行或跑步过程中功率的方法，其特征在于：所述智能鞋与足弓和足底对应的位置分别设有两个压力传感器。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108986885A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-12-11 | 四川斐讯信息技术有限公司 | 一种检测用户速度的方法及装置 |
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| CN109567813B (zh) * | 2017-09-29 | 2021-08-13 | 大连恒锐科技股份有限公司 | 基于足迹的运动状态监控系统 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170222 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |