CN111110247B - 运动数据指标的监测方法及监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种运动数据指标的监测方法和监测装置，其中监测装置包括一便携式监测终端，所述监测终端包括加速度传感器、处理器和显示器；所述显示器与所述处理器电性连接，用于显示所述监测终端所输出的监测指标数据，所述监测指标数据包括左右振荡功率；所述加速度传感器可向所述处理器反馈相对于监测对象的左右加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述左右加速度计算所述监测对象每一步所损耗的所述左右振荡功率；由此可知，上述监测装置可为跑步者提供包括左右振荡功率的振荡功率参数，以为跑步者提供较为专业的跑步姿势评估数据，有助于专业跑步运动员提高跑步技术。

Description

运动数据指标的监测方法及监测装置
技术领域
本发明涉及便携式运动数据指标监测技术领域，尤其涉及一种运动数据指标的监测方法及监测装置。
背景技术
随着跑步运动的普及，越来越多的跑步爱好者开始关注自身的跑步姿势，如通过运动手表监测步频、步幅等基础数据来评估跑步姿势是否正确，对于专业跑步运动员者说，这些基础数据已经不能满足对跑步动态的进一步评估，专业跑步运动者还希望获得每次跑步的振荡功率，以便有针对性的提高自己的跑步技能。跑步可以看成一个连续的“抛物过程”，身体重心从侧面看就是一条条连续的抛物线，每次踏地和离地的阶段都是人体做功的过程，也就是触地时做功，承受前进阻力和下落的冲力，离地前也做功，把身体再次抛出，左右脚迈步时无法真正保持在同一条直线上，所以有左右晃动，为了克服左右晃动，身体也要做功，这些做功的综合就是我们为了维持速度所要付出的能量，而单位时间做功的数量就是跑步时损耗的的功率，即振荡功率，这些损耗的振荡功率用来维持身体的平衡和使身体维持速度向前。所以对跑步运动过程中振荡功率的监测可进一步提高运动者对自身跑步姿势的评估。
发明内容
本发明的目的是提供一种运动数据指标的监测方法，以对跑步者运动过程中的振荡功率进行实施监测。
本发明的另一目的是提供一种运动数据指标的监测装置，以对跑步者运动过程中的振荡功率进行实施监测。
为了实现上述目的，本发明公开了一种运动数据指标的监测方法，包括一便携式监测终端，所述监测终端上设置有加速度传感器，所述监测方法包括：
获取监测对象在跑步运动过程中所述加速度传感器反馈的实时加速度数据，所述实时加速度数据包括左右加速度；
根据所述左右加速度，计算并在所述监测终端上显示所述监测对象每一步所损耗的左右振荡功率。
较佳地，获取监测对象在跑步过程中的每一步的平均绝对前进速度，所述实时加速度数据还包括水平加速度，根据所述平均绝对前进速度和所述水平加速度计算并在所述监测终端上显示所述监测对象每一步所损耗的水平振荡功率。
较佳地，获取监测对象在跑步过程中的每一步的平均绝对竖直速度，所述实时加速度数据还包括竖直加速度，根据所述平均绝对竖直速度和所述竖直加速度计算在所述监测终端上显示所述监测对象每一步所损耗的竖直振荡功率。
较佳地，通过计算所述竖直加速度随时间变化波形中相邻两最大值或最小值的时间差获得所述监测对象单步所用时间，继而获得步频。
较佳地，所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率均根据下述公式计算得出：
Figure BDA0002365277630000021
其中，m代表所述监测对象的质量，v代表所述监测对象跑步过程中的平均绝对左右速度、平均绝对前进速度和平均绝对竖直速度；当计算所述左右振荡功率时，所述平均绝对左右速度v＝0；/>
Figure BDA0002365277630000022
为分别通过对所述左右加速度、所述水平加速度、所述竖直加速度进行积分得到的相对速度变化量；/>
Figure BDA0002365277630000023
较佳地，所述运动数据指标的监测方法还包括对所述监测对象跑步过程中左右平衡度的实时监测方法：
根据所述左右加速度随时间的变动波形，判断当前是左脚触地还是右脚触地；
根据所述竖直加速度随时间的变动波形，计算当前对应触地脚的触地时间；
计算并在所述监测终端上显示所述监测对象的左右平衡度，所述左右平衡度为当前脚的触地时间与两只脚的触地时间的比值。
较佳地，所述运动数据指标的监测方法，其特征在于，还包括对所述监测对象跑步过程中垂直步幅比n的实时监测方法：
根据所述竖直加速度得出所述监测对象跑步过程中的最大竖直高度h；
根据所述监测对象的所述平均绝对前进速度和所述步频计算出所述监测对象的步幅f；
根据下述公式计算并在所述监测终端中显示垂直步幅比n；
Figure BDA0002365277630000031
较佳地，所述运动数据指标的监测方法还包括对所述监测对象跑步过程中垂直振幅的实时监测方法：
通过对所述绝对竖直速度在每一步时间内的积分得到所述垂直振幅，并将所述垂直振幅显示在所述监测终端上。
较佳地，所述的运动数据指标的监测方法还包括对跑步效率的监测，所述跑步效率定义为指单位体重下跑步速度和跑步功率的比值，所述跑步速度为所述监测对象的绝对前进速度，所述跑步功率为所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率之和。
较佳地，当所述监测终端倒置时，可通过校准方法自动校准，所述校准方法包括：实时跟踪所述加速度传感器所反馈的所述竖直加速度，若预设时间段内所述竖直加速度的均值为正，则对所述左右加速度和所述竖直加速度取反处理。
较佳地，所述监测终端固定在所述监测对象的重心位置。
本发明公开的运动数据指标的监测装置包括一便携式监测终端，所述监测终端包括加速度传感器、处理器和显示器；所述显示器与所述处理器电性连接，用于显示所述监测终端所输出的监测指标数据，所述监测指标数据包括左右振荡功率；所述加速度传感器可向所述处理器反馈相对于监测对象的左右加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述左右加速度计算所述监测对象每一步所损耗的所述左右振荡功率。
较佳地，所述监测指标数据还包括水平振荡功率；所述处理器还电性连接有无线实时定位器，所述无线实时定位器用于实时监测所述监测对象的绝对前进速度，所述处理器可根据所述绝对前进速度计算出所述监测对象在跑步过程中的每一步的平均绝对前进速度，所述加速度传感器还可向所述处理器反馈水平加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述水平加速度和所述平均绝对前进速度计算所述监测对象每一步所损耗的所述水平振荡功率。
较佳地，所述监测指标数据还包括竖直振荡功率；所述处理器还电性连接有一气压计，所述处理器可根据所述气压计的反馈计算出所述监测对象每一步的的平均绝对竖直速度，所述加速度传感器还可向所述处理器反馈竖直加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述竖直加速度和所述平均绝对竖直速度计算所述监测对象每一步所损耗的竖直振荡功率。
较佳地，所述监测指标数据还包括步频；所述处理器通过计算所述竖直加速度随时间变化波形中相邻两最大值或最小值的时间差获得所述监测对象单步所用时间，继而获得所述步频。
较佳地，所述处理器根据下述公式计算所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率；
Figure BDA0002365277630000041
其中，m代表所述监测对象的质量，v代表所述监测对象跑步过程中的平均绝对左右速度、平均绝对前进速度和平均绝对竖直速度；当计算所述左右振荡功率时，所述平均绝对左右速度v＝0；/>
Figure BDA0002365277630000042
为分别通过对所述左右加速度、对所述水平加速度、对所述竖直加速度进行积分得到的相对速度变化量；/>
Figure BDA0002365277630000043
较佳地，所述监测指标数据还包括左右平衡度，所述左右平衡度为当前脚的触地时间与两只脚的触地时间的比值；所述处理器根据所述左右加速度随时间的变动波形，判断当前是左脚触地还是右脚触地，根据所述竖直加速度随时间的变动波形，计算当前对应触地脚的触地时间。
较佳地，所述监测指标数据还包括垂直步幅比n，所述处理器根据下述公式计算垂直步幅比n；
Figure BDA0002365277630000051
其中，h为根据所述竖直加速度得出的所述监测对象跑步过程中的最大竖直高度，f为根据所述监测对象的所述平均绝对前进速度和所述步频计算出所述监测对象的步幅。
较佳地，所述监测指标数据还包括垂直振幅，所述处理器通过对所述绝对竖直速度对每一步所用的时间积分得到所述垂直振幅。
较佳地，所述监测指标数据还包括跑步效率，所述跑步效率定义为指单位体重下跑步速度和跑步功率的比值，所述跑步速度为所述监测对象的绝对前进速度，所述跑步功率为所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率之和。
较佳地，所述监测终端上还设置有与所述处理器电性连接的自动校准模块，当预设时间段内所述竖直加速度的均值为正时，所述自动校准模块对所述左右加速度和所述竖直加速度取反处理。
较佳地，所述监测终端固定在所述监测对象的重心位置。
较佳地，所述监测终端上还设置有与所述处理器电性连接的电量检测模块，当摇动所述监测终端时，所述电量检测模块检测所述监测终端的剩余电量，所述处理器将所述剩余电量发送给所述显示器显示。
另外，本发明还公开一种运动数据指标的监测装置，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的运动数据指标的监测方法的指令。
本发明还公开一种计算机可读存储介质，其包括测试用计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述的运动数据指标的监测方法。
与现有技术相比，本发明公开的运动数据指标的监测方法和监测装置，通过对跑步者运动过程中三向(左右、上下、前后)加速度数据以及前行绝对速度和竖直绝对速度数据的采集，再通过处理器的处理，可对跑步者在跑步过程中的左右振荡功率、水平振荡功率、竖直振荡功率、步频、左右平衡度、垂直振幅、垂直步幅比以及跑步效率等这些监测指标数据进行实时监测，为跑步者对自身的跑步姿势做出有效评估提供专业数据。
附图说明
图1为本发明实施例监测装置的模块结构示意图。
图2为本发明实施例中，在跑步过程中三轴加速度计反馈的左右加速度随时间的变化波形图。
图3为本发明实施例中，在跑步过程中三轴加速度计反馈的竖直加速度随时间的变化波形图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1所示，本发明公开了一种运动数据指标的监测装置，其包括一便携式监测终端，监测终端包括加速度传感器、处理器10和显示器11。显示器11与处理器10电性连接，用于显示监测终端所输出的监测指标数据，监测指标数据包括左右振荡功率，加速度传感器可向处理器10反馈相对于监测对象(跑步运动者)的左右加速度，处理器10可根据加速度传感器反馈的左右加速度计算监测对象每一步所损耗的左右振荡功率。跑步时，将监测终端固定在监测对象的身上，处理器10将通过计算获得的监测指标数据发送给显示器11显示，以供监测对象查看。显示器11可以同加速度传感器、处理器10集成于一体而形成监测终端；也可以是一个独立的装置，还可以是集成在其他设备中(比如智能手表等电子设备)，当显示器11是一个独立的装置时，显示器11与处理器10的电性连接是指无线通信连接，比如wifi连接或者蓝牙连接。
上述实施例中的加速度传感器由一三轴加速度计12提供，当然也可使用九轴传感器。为做到对跑步运动过程中振荡功率的全面监测，监测指标数据还可包括水平振荡功率和竖直振荡功率，三轴加速度计12在向处理器10反馈左右加速度的同时还向处理器10反馈竖直加速度和水平加速度，监测终端还包括一无线实时定位器(本实施例中优选为GPS定位模块13)和一气压计14，无线实时定位器用于实时监测监测对象的绝对前进速度，根据空间不同高度面的气压不同的原理，处理器10可通过气压计14的反馈计算出监测对象在跑步过程中的平均绝对竖直速度。由此，处理器10根据平均绝对前进速度和水平加速度计算出水平振荡功率，根据平均绝对竖直速度和竖直加速度计算出竖直振荡功率。较佳地，监测指标数据还可包括步频ω(步/分钟)，处理器10通过计算竖直加速度随时间变化波形中相邻两最大值或最小值的时间差获得监测对象单步所用时间，继而获得步频。如图3，在竖直加速度随时间变化的波形中，C1和C2两点之间的时间差或者D1和D2两点之间的时间差即为一步所用的时间t，根据该时间t即可得到步频ω。另外需要说明的是，同理上述显示器11的设置，本实施例中的气压计14，既可与加速度传感器集成在一起，也可为一个独立装置，还可集成在其他设备中(比如智能手表等电子设备)，当气压计14是一个独立的装置时，气压计与处理器10的电性连接是指无线通信连接，比如wifi连接或者蓝牙连接。
具体地，处理器10根据下述公式计算左右振荡功率、水平振荡功率和竖直振荡功率；
Figure BDA0002365277630000071
其中，m代表监测对象的质量，可预先由用户输入监测终端，v代表监测对象跑步过程中的平均绝对左右速度、平均绝对前进速度和平均绝对竖直速度；当计算左右振荡功率时，平均绝对左右速度v＝0；
Figure BDA0002365277630000072
为分别通过对左右加速度、水平加速度、竖直加速度进行积分得到的相对速度变化量；/>
Figure BDA0002365277630000073
根据上述公式，左右振荡功率/>
Figure BDA0002365277630000074
为对左右加速度积分得到；水平振荡功率/>
Figure BDA0002365277630000075
为对水平加速度积分得到，v为通过GPS定位模块13得到的监测对象的平均绝对前进速度；竖直振荡功率
Figure BDA0002365277630000076
为对竖直加速度积分得到，v为通过气压计14得到的监测对象的平均绝对竖直速度。当用户在平路(没有坡度)上运动的情形下计算竖直振荡功率时，平均绝对竖直速度V＝0；当用户在上坡路上运动的情形下计算竖直振荡功率时，平均绝对竖直速度V>0；当用户在下坡路上运动的情形下计算竖直振荡功率时，平均绝对竖直速度V<0。
根据上述实施例可知，在跑步者跑步过程中，根据三轴加速度计12可实时得到反映跑步者运动状态的左右加速度、水平加速和竖直加速度，然后通过GPS定位模块13和气压计14的分别得到跑步者的平均绝对前进速度和平均绝对竖直速度，从而处理器10根据上述数据计算出跑步者的实时左右振荡功率、水平振荡功率和竖直振荡功率以及步频，并将这些监测指标数据发送给显示器11以供用户查看，跑步者根据上述三种振荡功率的数值可评估自身跑步姿态是否正确，如当左右振荡功率明显过大是，可了解到当前跑步过程中左右晃动幅度过大，当水平振荡功率过大时，可了解到当前跑步过程中的配速明显不均衡，当竖直振荡功率过大时，可了解到当前跑步过程中上下起伏过大，所以，根据这些振荡功率可对下面的跑步运行进行有针对性的调节，以适应专业运动需求。使用时，最好将监测终端固定在监测对象的重心位置，如固定在监测对象的后腰位置。
进一步地，监测终端所提供的监测指标还可包括左右平衡度，左右平衡度为当前脚的触地时间与两只脚的触地时间的比值，当左右脚完全平衡时，左右平衡度为百分之五十，因此左右平衡度越接近百分之五十，跑步运动过程中左右脚的平衡性就越高。计算左右平衡度时，首先需要判断当前触地的是左脚还是右脚，判断方法为：如图所示，处理器10根据左右加速度随时间的变动波形判断当前是左脚触地还是右脚触地。人体左脚触地时候身体由左侧向右侧运动，而右脚触地的时候身体由右侧向左侧运动，如图2，在加速度传感器数据上表现为当左脚触地时三轴加速度计12反馈的左右加速度值由正值变负值，当右脚触地时，三轴加速度计12反馈的左右加速度值由负值变正值，方框K1中的波形代表左脚触地，方框K2中的波形代表右脚触地。处理器10在进行左右脚判定时，首先会通过滤波器去除杂波，使得传感器数据更为平滑，然后寻找单步周期内的最大值时间点和最小值时间点，分别设为tmax和tmin，当tmax<tmin则当前步为左脚，否则为右脚。根据上述方式对左右脚踏地进行判断时，为避免判断错误，还可根据下述纠偏方法进行纠偏：可以定义左脚flag为-1，右脚flag为1，使用一个长度为5(也可以使用其他长度的奇数数据)的fifo存储器存储最近5步的左右脚数据，当fifo存储器中存储的前四步数据之和为零，且fifo(4)+fifo(5)为零的时候，表明最近5步有非常大的概率是正确的，此时获得一次纠偏的机会，也即将这5步数据作为标准的纠偏数据进行检测，检测过程中，如果当前步和上一步fifo(5)冲突没有冲突，则将当前步的数据更新进fifo存储器中，如果当前步和上一步fifo(5)冲突时，例如当前步flag为-1，上一步fifo(5)也为-1，人总是左右脚交替踏步，此时有更大的几率认定当前步判错误，则可以将当前步的标注由-1左脚纠正为1右脚，为了防止纠偏造成连续的错误，每纠偏一次重置都会存储器。
另外，处理器10根据竖直加速度随时间的变动波形，计算当前对应触地脚的触地时间，具体原理为：如图3所示，当人脚触地时，三轴加速度计12反馈的竖直加速度数据迅速达到和重力平衡，人体重心由于惯性继续下降然后弹跳腾空，D0至D4五个点位均为腾空点，而人体刚刚脱离地面的时候竖直加速度数据接近0，E0至E4五个点位均为触地点，所以在竖直加速度随时间的变化波中寻找竖直加速度数据达到-g(重力值)的时刻和达到0时刻的时间差即可认定为基本的踏地时间。再者，由于人体的弹簧效应，以上数据可能会存在低于20ms的微弱偏差，此时以测力台的精准踏地时间为标准，通过以上得到的基本踏地时间以及步频、身高等数据做回归，则可得到更加精准的踏地时间。
更进一步地，监测终端所提供的监测指标还可包括垂直步幅比n，处理器10根据下述公式计算垂直步幅比n；
Figure BDA0002365277630000091
其中，h为根据竖直加速度得出的监测对象跑步过程中的最大竖直高度，f为根据监测对象的平均绝对前进速度和步频计算出监测对象的步幅。计算最大竖直高度h时，首先对竖直加速度进行积分得到竖直速度变化量，然后再对竖直速度变化量积分得到竖直高度h。
较佳地，监测终端所提供的监测指标还可包括垂直振幅，垂直振幅的监测方法为：通过通过对绝对竖直速度在每一步时间内的积分得到垂直振幅。
较佳地，监测终端所提供的监测指标还可包括跑步效率，跑步效率定义为指单位体重下跑步速度和跑步功率的比值，跑步速度为监测对象的绝对前进速度，跑步功率为左右振荡功率、水平振荡功率和竖直振荡功率之和。跑步效率值越大，意味着跑步者做更少的功保持了速度，在不同配速下，一个人的跑步效率会成一条中间高两端低的曲线。
另外，监测终端上还设置有与处理器10电性连接的自动校准模块15，当预设时间段内竖直加速度的均值为正时，自动校准模块15对左右加速度和竖直加速度取反处理。本实施例中，通过自动校准模块15的设置，当监测终端被倒置时，可对三轴加速度计12反馈的左右加速度和竖直加速度数据进行取反处理，以进行校正，使得监测终端在倒置放置的状态下也能正常工作。
为便于用户对监测终端的电量的查看，监测终端上还设置有与处理器10电性连接的电量检测模块16，当摇动监测终端时，电量检测模块16检测监测终端的剩余电量，处理器10将剩余电量发送给显示器11显示，以供用户查看，使用方便。另外，监测终端内还可设置与处理器10电性连接的休眠模块17和自动唤醒模块18，当处理器10检测到预订时间段内加速度传感器反馈的加速度变化量小于预设值时，休眠模块17启动，使得监测终端处于休眠模式，不显示对监测指标数据的监控和显示，当处理器10检测到预订时间段内加速度传感器反馈的加速度变化量大于预设值时，自动唤醒模块18启动，使得监测终端由休眠模式转换到正常工作模式。本实施例中，通过休眠模块17和自动唤醒模块18的设置，监测终端在使用过程中可有效节约电能，延长其待机时间和使用寿命。
综上，本发明公开的运动数据指标的监测装置，可对跑步者在跑步过程中的左右振荡功率、水平振荡功率、竖直振荡功率、步频、左右平衡度、垂直振幅、垂直步幅比以及跑步效率等这些监测指标数据进行实时监测，为跑步者对自身的跑步姿势做出有效评估提供专业数据。
另外，本发明还公开一种运动数据指标的监测装置，其包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的运动数据指标的监测方法的指令。其次，本发明还公开一种计算机可读存储介质，其包括测试用计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述的运动数据指标的监测方法。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (19)

1.一种运动数据指标的监测方法，其特征在于，包括一监测终端，所述监测终端上设置有加速度传感器，所述监测方法包括：
获取监测对象在跑步运动过程中所述加速度传感器反馈的实时加速度数据，所述实时加速度数据包括左右加速度；
根据所述左右加速度，计算并在所述监测终端上显示所述监测对象每一步所损耗的左右振荡功率；
获取监测对象在跑步过程中的每一步的平均绝对前进速度，所述实时加速度数据还包括水平加速度，根据所述平均绝对前进速度和所述水平加速度计算并在所述监测终端上显示所述监测对象每一步所损耗的水平振荡功率；
获取监测对象在跑步过程中的每一步的平均绝对竖直速度，所述实时加速度数据还包括竖直加速度，根据所述平均绝对竖直速度和所述竖直加速度计算在所述监测终端上显示所述监测对象每一步所损耗的竖直振荡功率；
所述监测方法还包括对所述监测对象跑步过程中左右平衡度的实时监测：
根据所述左右加速度随时间的变动波形，判断当前是左脚触地还是右脚触地；
根据所述竖直加速度随时间的变动波形，计算当前对应触地脚的触地时间；
计算并在所述监测终端上显示所述监测对象的左右平衡度，所述左右平衡度为当前脚的触地时间与两只脚的触地时间的比值；
对左右脚触地进行判断时，还根据纠偏方法对判断结果进行纠偏，所述纠偏方法包括：
定义左脚flag为-1，右脚flag为1；
使用一个预设存储长度为N的fifo存储器，N为奇数；
在所述fifo存储器中存储最近N步的左右脚数据作为标准的纠偏数据，所述纠偏数据满足下述条件：前N-1步数据flag之和为零，且最后两步数据flag之和为零时；
判断当前是左脚触地还是右脚触地时，如果当前步和所述纠偏数据中的最后一步没有冲突，则采用当前步的数据对fifo存储器的最后一步的数据进行更新；如果当前步和所述纠偏数据中的最后一步冲突，则对当前步的flag取反，并采用取反后的数据对fifo存储器的最后一步的数据进行更新。
2.根据权利要求1所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，通过计算所述竖直加速度随时间变化波形中相邻两最大值或最小值的时间差获得所述监测对象单步所用时间，继而获得步频。
3.根据权利要求2所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率均根据下述公式计算得出：
Figure FDA0004055921490000021
其中，m代表所述监测对象的质量，v代表所述监测对象跑步过程中的平均绝对左右速度、平均绝对前进速度和平均绝对竖直速度；当计算所述左右振荡功率时，所述平均绝对左右速度v＝0；/>
Figure FDA0004055921490000022
为分别通过对所述左右加速度、所述水平加速度、所述竖直加速度进行积分得到的相对速度变化量；/>
Figure FDA0004055921490000023
ω为步频。
4.根据权利要求2所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，还包括对所述监测对象跑步过程中垂直步幅比n的实时监测方法：
根据所述竖直加速度得出所述监测对象跑步过程中的最大竖直高度h；
根据所述监测对象的所述平均绝对前进速度和所述步频计算出所述监测对象的步幅f；
根据下述公式计算并在所述监测终端中显示垂直步幅比n；
Figure FDA0004055921490000024
5.根据权利要求1所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，还包括对所述监测对象跑步过程中垂直振幅的实时监测方法：
通过对所述绝对竖直速度在每一步时间内的积分得到所述垂直振幅，并将所述垂直振幅显示在所述监测终端上。
6.根据权利要求1所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，还包括对跑步效率的监测，所述跑步效率定义为指单位体重下跑步速度和跑步功率的比值，所述跑步速度为所述监测对象的绝对前进速度，所述跑步功率为所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率之和。
7.根据权利要求1所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，当所述监测终端倒置时，可通过校准方法自动校准，所述校准方法包括：实时跟踪所述加速度传感器所反馈的所述竖直加速度，若预设时间段内所述竖直加速度的均值为正，则对所述左右加速度和所述竖直加速度取反处理。
8.根据权利要求1所述的运动数据指标的监测方法，其特征在于，所述监测终端固定在所述监测对象的重心位置。
9.一种运动数据指标的监测装置，其特征在于，包括一便携式监测终端，所述监测终端包括加速度传感器、处理器和显示器；所述显示器与所述处理器电性连接，用于显示所述监测终端所输出的监测指标数据，所述监测指标数据包括左右振荡功率；所述加速度传感器可向所述处理器反馈相对于监测对象的左右加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述左右加速度计算所述监测对象每一步所损耗的所述左右振荡功率；所述监测指标数据还包括水平振荡功率；所述处理器还电性连接有无线实时定位器，所述无线实时定位器用于实时监测所述监测对象的绝对前进速度，所述处理器可根据所述绝对前进速度计算出所述监测对象在跑步过程中的每一步的平均绝对前进速度，所述加速度传感器还可向所述处理器反馈水平加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述水平加速度和所述平均绝对前进速度计算所述监测对象每一步所损耗的所述水平振荡功率；
所述监测指标数据还包括竖直振荡功率；所述处理器还电性连接有一气压计，所述处理器可根据所述气压计的反馈计算出所述监测对象每一步的平均绝对竖直速度，所述加速度传感器还可向所述处理器反馈竖直加速度，所述处理器可根据所述加速度传感器反馈的所述竖直加速度和所述平均绝对竖直速度计算所述监测对象每一步所损耗的竖直振荡功率；
所述监测指标数据还包括左右平衡度，所述左右平衡度为当前脚的触地时间与两只脚的触地时间的比值；所述处理器根据所述左右加速度随时间的变动波形，判断当前是左脚触地还是右脚触地，根据所述竖直加速度随时间的变动波形，计算当前对应触地脚的触地时间；
所述处理器还对左右脚触地的判断结果进行纠偏，纠偏过程包括：
定义左脚flag为-1，右脚flag为1；
使用一个预设存储长度为N的fifo存储器，N为奇数；
在所述fifo存储器中存储最近N步的左右脚数据作为标准的纠偏数据，所述纠偏数据满足下述条件：前N-1步数据flag之和为零，且最后两步数据flag之和为零时；
判断当前是左脚触地还是右脚触地时，如果当前步和所述纠偏数据中的最后一步没有冲突，则采用当前步的数据对fifo存储器的最后一步的数据进行更新；如果当前步和所述纠偏数据中的最后一步冲突，则对当前步的flag取反，并采用取反后的数据对fifo存储器的最后一步的数据进行更新。
10.根据权利要求9所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测指标数据还包括步频；所述处理器通过计算所述竖直加速度随时间变化波形中相邻两最大值或最小值的时间差获得所述监测对象单步所用时间，继而获得所述步频。
11.根据权利要求10所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述处理器根据下述公式计算所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率；
Figure FDA0004055921490000051
其中，m代表所述监测对象的质量，v代表所述监测对象跑步过程中的平均绝对左右速度、平均绝对前进速度和平均绝对竖直速度；当计算所述左右振荡功率时，所述平均绝对左右速度v＝0；/>
Figure FDA0004055921490000052
为分别通过对所述左右加速度、对所述水平加速度、对所述竖直加速度进行积分得到的相对速度变化量；/>
Figure FDA0004055921490000053
ω为步频。
12.根据权利要求10所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测指标数据还包括垂直步幅比n，所述处理器根据下述公式计算垂直步幅比n；
Figure FDA0004055921490000054
其中，h为根据所述竖直加速度得出的所述监测对象跑步过程中的最大竖直高度，f为根据所述监测对象的所述平均绝对前进速度和所述步频计算出所述监测对象的步幅。
13.根据权利要求9所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测指标数据还包括垂直振幅，所述处理器通过对所述绝对竖直速度对每一步所用的时间积分得到所述垂直振幅。
14.根据权利要求9所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测指标数据还包括跑步效率，所述跑步效率定义为指单位体重下跑步速度和跑步功率的比值，所述跑步速度为所述监测对象的绝对前进速度，所述跑步功率为所述左右振荡功率、所述水平振荡功率和所述竖直振荡功率之和。
15.根据权利要求9所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测终端上还设置有与所述处理器电性连接的自动校准模块，当预设时间段内所述竖直加速度的均值为正时，所述自动校准模块对所述左右加速度和所述竖直加速度取反处理。
16.根据权利要求9所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测终端固定在所述监测对象的重心位置。
17.根据权利要求9所述的运动数据指标的监测装置，其特征在于，所述监测终端上还设置有与所述处理器电性连接的电量检测模块，当摇动所述监测终端时，所述电量检测模块检测所述监测终端的剩余电量，所述处理器将所述剩余电量发送给所述显示器显示。
18.一种运动数据指标的监测装置，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1至8任一项所述的运动数据指标的监测方法的指令。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括测试用计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如权利要求1至8任一项所述的运动数据指标的监测方法。
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