CN107361774A - 一种基于步频的运动监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于步频的运动监测系统和方法，涉及运动设备技术领域。所述基于步频的运动监测方法包括信息采集端采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；显示终端接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。本发明可以精准的计算出有效运动时间，且结合用户当前的运动强度，给出相应的预警提示，避免由于运动强度过高导致意外发生。

Description

一种基于步频的运动监测系统和方法

技术领域

本发明涉及运动设备技术领域，具体涉及一种基于步频的运动监测系统和方法。

背景技术

步行是人类最基本的运动之一，步态是指人行走的方式，步频是基于步态过程。人体的生理功能、病理力学甚至精神状态的各种变化都会不同程度地影响人体的步态步频，可以说步频从一个侧面反映出人的健康状况和病态特征。正常的步态步频具有稳定性、周期性和节律性以及个体差异性。通过传感器采集，计算所完成的步态周期个数，进而计算得到的步行频率。步频是步态分析、航迹推算等应用中的基础要素，在康复医疗、体育科学以及行人导航定位等领域有着广泛的应用。

国内外最新研究表明，作为一种理想的有氧运动方式，跑步一直以来是运动者比较喜爱的一种健身方法，而很多人虽然天天跑步，但运动的效果却欠佳，其实，这跟跑步的步频有关，在合理的范围值步频越大，运动效果越佳。

常规的步频算法只能计算出步频，而且常规的步频算法无法对运动有效时间进行计算，并且常规的步频算法无法对运动者所能承受的运动强度提出预警。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种基于步频的运动监测系统和方法，用于解决常规的步频算法无法对运动有效时间进行计算，并且常规的步频算法无法对运动者所能承受的运动强度提出预警的问题。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供的一种基于步频的运动监测方法，包括：

信息采集端采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；

显示终端接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T₁计入有效运动时间，

或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。

进一步地，还包括：

信息采集端采集并存储使用者正常状态下的实时步频，并在时间T2内，根据存储的实时步频确定个人正常步频；

显示终端根据个人正常步频确定有效步频范围。

进一步地，有效步频范围大于等于120％个人正常步频且小于等于180％个人正常步频。

进一步地，信息采集端采集并存储使用者运动状态下的实时步频，具体为：

在时间周期T₃内，通过三维传感器获取使用者运动状态下完成的步态周期个数，其中，T₃≤T₁；

根据时间周期T3和步态周期个数确定使用者运动状态下的实时步频。

进一步地，时间周期T₁为时间周期T₃的整数倍。

第二方面，本发明实施例提供的一种基于步频的运动监测系统，包括：

信息采集端，用于采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T1内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；

显示终端，用于接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。

进一步地，信息采集端，用于采集并存储使用者正常状态下的实时步频，并在时间T₂内，根据存储的实时步频确定个人正常步频；

显示终端，用于根据个人正常步频确定有效步频范围。

进一步地，有效步频范围大于等于120％个人正常步频且小于等于180％个人正常步频。

进一步地，信息采集端，用于：

在时间周期T₃内，通过三维传感器获取使用者运动状态下完成的步态周期个数，其中，T₃≤T₁；

根据时间周期T3和步态周期个数确定使用者运动状态下的实时步频。

进一步地，时间周期T₁为时间周期T₃的整数倍。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：

本发明提供的基于步频的运动监测方法，通过信息采集端采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；显示终端接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。这样，本发明可以精准的计算出有效运动时间，且结合用户当前的运动强度，给出相应的预警提示，避免由于运动强度过高导致意外发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于步频的运动监测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种基于步频的运动监测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的步骤100的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种基于步频的运动监测系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种信息采集端的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种显示终端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的一种基于步频的运动监测方法，参见图1，包括：

步骤100，信息采集端1采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；

步骤200，显示终端2接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。

在本发明实施例中，通过上述步骤100和步骤200可以精准的计算出有效运动时间，且结合用户当前的运动强度，给出相应的预警提示，避免由于运动强度过高导致意外发生。

需要说明的是，上述的运动状态对应正常状态，其中，正常状态下对应的步频可以理解为使用者在日常生活中行走的人个正常步频，运动状态下对应的步频可以理解为使用者在运动中的步频。

进一步地，参见图3，步骤100，具体为：

步骤110，在时间周期T3内，通过三维传感器获取使用者运动状态下完成的步态周期个数，其中，T3≤T1，进一步地，时间周期T1可以为时间周期T3的整数倍，即T1＝N*T3，N为大于零的整数；例如，T1可以取值为0.5分钟、1分钟等，N的取值可以为2、3、4、6、12等；

步骤120，根据时间周期T3和步态周期个数确定使用者运动状态下的实时步频；

步骤130，存储实时步频；

步骤140，计算在时间周期T1内，对应所有存储的实时步频的平均步频；

步骤150，将平均步频发送给显示终端2。

在本实施例中，通过在各时间周期T3获取的实时步频，获取时间周期T1的平均步频，可以较为准确的获取使用者的运动状态。

进一步地，参见图2，本方法还包括：

步骤010，信息采集端1采集并存储使用者正常状态下的实时步频，并在时间T₂内，根据存储的实时步频确定个人正常步频；

步骤020，显示终端2根据个人正常步频确定有效步频范围。

其中，可选地，有效步频范围大于等于120％个人正常步频且小于等于180％个人正常步频。

在本发明实施例中，先通过确定使用者的个人正常步频，再确定对应该使用者的有效步频范围，使用者的步频在该有效步频范围内时，可以确定该步频利于使用者健身。

进一步地，有效步频范围包括低强度有效步频范围、中强度有效步频范围和高强度有效步频范围。

其中，低强度有效步频范围可以为大于等于120％个人正常步频且小于等于140％个人正常步频，中强度有效步频范围可以为大于等于140％个人正常步频且小于等于160％个人正常步频，高强度有效步频范围可以为大于等于160％个人正常步频且小于等于180％个人正常步频。

进一步地，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，具体为：

当平均步频包含在低强度有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入低强度有效运动时间；

当平均步频包含在中强度有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入中强度有效运动时间；

当平均步频包含在高强度有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入高强度有效运动时间。

进一步地，显示终端2对实时步频和平均步频进行输出显示。这样，通过输出显示让使用者获知其具体运动状态和运动强度。

进一步地，显示终端2输出的预警信息可以通过语音提示或震动机构提醒使用者，也可以通过发送至手机等移动终端进行提示。

本发明提供的基于步频的运动监测方法，通过步骤100，信息采集端1采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；步骤200，显示终端2接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。这样可以精准的计算出有效运动时间，且结合用户当前的运动强度，给出相应的预警提示，避免由于运动强度过高导致意外发生。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种基于步频的运动监测系统，参见图4，包括：

信息采集端1，用于采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T1内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；

显示终端2，用于接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。

进一步地，信息采集端1，用于采集并存储使用者正常状态下的实时步频，并在时间T2内，根据存储的实时步频确定个人正常步频；

显示终端2，用于根据个人正常步频确定有效步频范围。

进一步地，有效步频范围大于等于120％个人正常步频且小于等于180％个人正常步频。

进一步地，信息采集端1，用于：

在时间周期T3内，通过三维传感器获取使用者运动状态下完成的步态周期个数，其中，T3≤T1；

根据时间周期T3和步态周期个数确定使用者运动状态下的实时步频。

进一步地，时间周期T1为时间周期T3的整数倍。

具体地，参见图5，信息采集端1包括：

踝关节测量模块10，用于采集并存储使用者运动状态下的实时步频；

输入模块11，用于设定时间和测试者的身高、体重、年龄，切换显示模块13的显示内容；

微处理器12，用于初步处理采集的数据(在时间周期T1内，根据存储的实时步频获取平均步频)，得到运动过程的运动信息包括平均步频、时长、步数、路程、消耗的热量参数等；

显示模块13，用于显示时间、实时步频、平均步频等运动信息；

所述存储模块14，用于存储采集的步频和微处理器12的处理结果；

通信模块16，用于无线通信，将监测的实时步频、平均步频等运动数据传输到显示终端2。

具体地，参见图6，显示终端2包括：

数据运动监测单元20，用于接收通信模块16发送的信息，如实时步频和平均步频等；

指标跟踪单元21，用于确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，向存储单元22发送信息，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，向预警单元25发送信息，预警单元25根据该信息输出预警信息；

存储单元22，用于存储记录使用者所输入信息、步频、有效运动时间等信息；

提问单元23，用于向显示终端2内自助问答进行提问；

查询单元24，用于查询使用者所输入信息、步频及运动强度等信息；

预警单元25，用于输出预警信息，或用于根据当前运动的步频评估身体承受状况，并根据评估结果给出相应的警报和预警提示。

在本实施例中，本基于步频的运动监测系统通过信息采集端1采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T1内，根据存储的实时步频获取平均步频，并将平均步频发送；显示终端2接收平均步骤，并确定平均步频是否包含在有效步频范围内，当平均步频包含在有效步频范围内时，将对应平均步频的时间周期T1计入有效运动时间，或者，当平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。这样，可以精准的计算出有效运动时间，且结合用户当前的运动强度，给出相应的预警提示，避免由于运动强度过高导致意外发生。

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单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。

还需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于步频的运动监测方法，其特征在于，包括：

信息采集端采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的所述实时步频获取平均步频，并将所述平均步频发送；

所述显示终端接收所述平均步骤，并确定所述平均步频是否包含在有效步频范围内，当所述平均步频包含在有效步频范围内时，将对应所述平均步频的时间周期T₁计入有效运动时间，

或者，当所述平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。

2.如权利要求1所述的基于步频的运动监测方法，其特征在于，还包括：

所述信息采集端采集并存储使用者正常状态下的实时步频，并在时间T₂内，根据存储的所述实时步频确定个人正常步频；

所述显示终端根据所述个人正常步频确定有效步频范围。

3.如权利要求2所述的基于步频的运动监测方法，其特征在于，所述有效步频范围大于等于120％所述个人正常步频且小于等于180％所述个人正常步频。

4.如权利要求1所述的基于步频的运动监测方法，其特征在于，所述信息采集端采集并存储使用者运动状态下的实时步频，具体为：

在时间周期T₃内，通过三维传感器获取使用者运动状态下完成的步态周期个数，其中，T₃≤T₁；

根据所述时间周期T₃和所述步态周期个数确定使用者运动状态下的所述实时步频。

5.如权利要求4所述的基于步频的运动监测方法，其特征在于，所述时间周期T₁为所述时间周期T₃的整数倍。

6.一种基于步频的运动监测系统，其特征在于，包括：

信息采集端，用于采集并存储使用者运动状态下的实时步频，在时间周期T₁内，根据存储的所述实时步频获取平均步频，并将所述平均步频发送；

所述显示终端，用于接收所述平均步骤，并确定所述平均步频是否包含在有效步频范围内，当所述平均步频包含在有效步频范围内时，将对应所述平均步频的时间周期T₁计入有效运动时间，或者，当所述平均步频未包含在有效步频范围内时，输出预警信息。

7.如权利要求6所述的基于步频的运动监测系统，其特征在于：

所述信息采集端，用于采集并存储使用者正常状态下的实时步频，并在时间T₂内，根据存储的所述实时步频确定个人正常步频；

所述显示终端，用于根据所述个人正常步频确定有效步频范围。

8.如权利要求7所述的基于步频的运动监测系统，其特征在于，所述有效步频范围大于等于120％所述个人正常步频且小于等于180％所述个人正常步频。

9.如权利要求6所述的基于步频的运动监测系统，其特征在于，所述信息采集端，用于：

在时间周期T₃内，通过三维传感器获取使用者运动状态下完成的步态周期个数，其中，T₃≤T₁；

根据所述时间周期T₃和所述步态周期个数确定使用者运动状态下的所述实时步频。

10.如权利要求9所述的基于步频的运动监测系统，其特征在于，所述时间周期T₁为所述时间周期T₃的整数倍。