CN114902072A - 用于定量检测运动的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于定量检测运动的系统，该系统包括：信号发射器(203)和两个信号接收器(202、204)，所述信号发射器(203)和所述两个信号接收器(202、204)沿着第一轴线(212)串联定位，第一轴线(212)平行于设置在运动物体上的反射性标记(M)的运动的第二轴线(211)，其中反射性标记(M)被配置为将由发射器(203)发射的信号朝向接收器(202、204)反射；其中所述两个接收器(202、204)具有信号接收覆盖范围，使得允许在第二轴线(211)上存在反射性标记(M)位置，其中具有给定尺寸的反射性标记(M)由两个接收器(202、204)同时识别。这些平行轴线之间的距离是D。发射器(203)和接收器(202)之间的距离是D1E，而发射器(203)和接收器(203)之间的距离是D2E。发射器(203)的信号发射角是β，而接收器(202)的信号接收角是α，并且接收器(204)的信号接收角是y。在实施例中，集成传感器包括通常是红外LED的发射器(203)以及定位在单个轴线(通常是垂直轴线)上的两个接收器(202、204)。本发明的另一个目的是提供一种举重系统，该举重系统包括配重片组，该配重片组具有包括上述系统的至少一个杠铃片，其中反射性标记贴在至少一个杠铃片上。

Description

用于定量检测运动的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于定量检测运动的系统和方法。特别地，本发明涉及利用反射性标记的运动编码器，其特性是所述系统的非常重要的因素。这样的编码器(通常称为反射性编码器)用于确定附接到物体的反射性标记的运动的方向和速度。
背景技术
现有技术规定了欧洲专利申请号18461537.5，其中公开了一种用于辅助举重锻炼的系统。该系统使用反射性标记，反射性标记仅占据对应杠铃片的侧面区域的一部分，而对应杠铃片的剩余侧面区域使得其以比反射性标记更小的程度来反射发射信号。此外，每个反射性标记包括两个不同的元件：反射器A和反射器B，反射器A和反射器B具有不同的反射特性。
虽然有效，但是该方法具有若干缺点。第一个缺点是制造这种两部分标记更昂贵。第二是使用给定传感器，这种两部分标记大于典型的单部分标记。第三，用于检测两部分标记的过程更复杂并且需要更多硬件/软件资源，尤其在反射性标记定位于其上的物体之间存在间隙的情况下。第四，这种系统的设置过程在使用两部分反射性标记的情况下更困难，因此部署成本相对更高。
另外，较大的反射性标记限制了可采用此类标记的设备的范围。并非所有设备都具有足够的空间来安装大型标记(例如，杠铃片的侧面区域)。
此外，已知的两部分反射性标记需要传感器和标记之间的相对较小的距离，而在一些部署场景中，较小的距离可能是不可行的。在较大距离的情况下，两部分反射性标记导致基于由两个反射区反射的光的逐渐混合读取。
因此，优选的是克服上述缺点以及支撑薄至1cm(厘米)或更薄的杠铃片(或其它运动物体)，这在现有技术的情况下是不可能的。
减少与反射性标记相关的成本，同时保持运动编码器系统的检测的所需可靠性将是有利的。
此外，提供一种用于确定系统中的最小反射性标记尺寸以及连续的反射性标记之间的最小距离的方法将是有益的。
本发明的开发目的是提供一种用于定量检测运动的系统和方法，其中使用特定过程来确定最小反射性标记尺寸以及连续的反射性标记之间的最小距离。
发明内容
本发明的目的是一种用于定量检测运动的系统，所述系统包括：信号发射器和两个信号接收器，该信号发射器和两个信号接收器沿着平行于设置在运动物体上的反射性标记(M)的运动的第二轴线的第一轴线串联定位，其中反射性标记(M)被配置为将由发射器发射的信号朝向接收器反射；所述系统的特征在于该两个接收器具有信号接收覆盖范围，使得允许在所述第二轴线上存在反射性标记(M)位置，其中具有给定尺寸的反射性标记(M)由所述两个接收器同时识别。
优选地，反射性标记在第二轴线上的尺寸Hm根据以下各项来计算：第一轴线与第二轴线之间的距离Dem；发射器与第一接收器之间的距离Der0；发射器与第二接收器之间的距离Der1；发射器的信号发射角βe；第一接收器的信号接收角αr0；以及第二接收器的信号接收角αr1。
优选地，
对于
Figure BDA0003697654510000021
并且
Figure BDA0003697654510000022
优选地，反射性标记在第二轴线上的尺寸Hm以及反射性标记之间的距离根据以下各项进一步计算：
Figure BDA0003697654510000023
Figure BDA0003697654510000024
其中：F-采样频率；
Vmax-反射性标记的最大运动速度；
Sreq-检测运动方向所需的样本的数量；以及
Hv-反射性标记之间的距离。
优选地，Der0和Der1相等。
优选地，αr0和αr1相等。
优选地，发射器之间的距离Dee计算为：
Figure BDA0003697654510000031
Figure BDA0003697654510000032
优选地，在所述位置处，当由所述两个信号接收器报告的信号相同时，它们的波形交叉，与此同时它们的相应值大于针对反射性标记报告的最大值的25％。
本发明的另一目的是提供一种举重系统，其包括具有至少一个杠铃片的配重片组，其特征在于，该举重系统包括根据本发明的系统，其中反射性标记贴在至少一个杠铃片上。
本发明的又一目的是提供一种用于确定根据权利要求1所述的系统中的运动方向的方法，所述方法包括以下步骤：确定来自所述两个接收器的两个信号均具有预定义的低值(T1)；确定其中一个信号已呈现预定义的高值，而另一信号已维持所述低值(T2)；随后，检查相应信号是否已呈现另一信号在(T2)处的值，由此反转所述信号的值(T3)；再次检查两个信号是否均具有所述低电平(T5)；基于具有所述高电平的第一信号和最后信号来确定所述反射性标记的运动方向。
优选地，该方法还包括以下步骤：在信号值交叉的时间(T3)处估计信号的值(Wtr)；确定由接收器登记的最大值(Wmax)，并且如果
Figure BDA0003697654510000041
则系统接受反射性标记的通过。
本发明的另一目的是提供一种包括程序代码装置的计算机程序，该程序代码装置用于当所述程序在计算机上运行时，执行根据本发明的由计算机实现的方法的所有步骤。
本发明的另一目的是提供一种存储计算机可执行指令的计算机可读介质，当在计算机上执行时该计算机可执行指令执行根据本发明的由计算机实现的方法的所有步骤。
附图说明
本文提出的本发明的这些和其他目的通过提供一种用于定量检测运动的系统和方法来实现。通过下面对附图中所示的优选实施例的详细描述，本发明的其它细节和特征、其性质和各种优点将变得更加明显，其中：
图1A呈现了根据本发明的系统的图；
图1B描绘了根据本发明的反射性标记的示例；
图2呈现了组合的发射器/接收器对的示例；
图3A至图3F呈现了根据本发明的取决于所确定的反射性标记的位置的不同信号状态；
图4A至图4C示出了当标记太小或标记改变运动方向时呈现信号的波形；
图5呈现了允许确定反射性标记在运动的轴线上的最小尺寸的等式；
图6呈现了用于补充图5的等式以便确定反射性标记在运动的轴线上的最小尺寸的等式；
图7呈现了当系统利用定位于平行于运动的轴线的轴线上的多个传感器时用于计算发射器之间的距离的等式；以及
图8呈现了根据本发明的用于基于反射性编码器和反射性标记来确定运动方向的方法。
符号和术语
以下详细描述的一些部分是依据可以在计算机存储器上执行的对数据位的操作的数据处理过程、步骤或其他符号表示来呈现的。因此，计算机执行这样的逻辑步骤需要物理量的物理操纵。
通常，这些量采用能够在计算机系统中存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。出于习惯用语，这些信号被称为比特、包、消息、值、元素、符号、字符、项、数字等。
另外，所有这些术语和类似术语将与合适的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。诸如“处理”或“创建”或“传输”或“执行”或“确定”或“检测”或“获得”或“选择”或“计算”或“生成”等术语是指计算机系统的动作和过程，该计算机系统将表示为计算机的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操纵和变换为类似地表示为存储器或寄存器或其他此类信息存储装置内的物理量的其他数据。
诸如本文所提及的计算机可读(存储)介质通常可以是非暂时性的和/或包括非暂时性设备。由此而论，非暂时性存储介质可以包括可能是有形的设备，意味着所述设备具有具体物理形式，但所述设备可改变其物理状态。因此，例如，非暂时性是指尽管状态发生变化但设备保持有形。
如本文所使用的，术语“示例”意味着用作非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，术语“例如”和“比如”用以列举一个或多个非限制性示例、实例或说明。
具体实施方式
图1A呈现了根据本发明的实现所述运动检测的系统的图。该系统是旨在监测配重片组系统上的锻炼活动的一组模块。
这样的系统是仅仅用于采用根据本发明的运动编码器的示例。运动和方向的定量检测是所谓的智能配重片组系统的共同特征。
该电子系统可以使用专用部件或定制的FPGA或ASIC电路来实现。该系统包括通信地耦接到存储器(104)的系统总线(101)。另外，该系统的其他部件通信地耦接到系统总线(101)，使得它们可以由控制器(105)管理。将显而易见的是，代替系统总线(101)，可以使用单独的电连接。
存储器(104)可以存储由控制器(105)执行的一个或多个计算机程序，以便执行根据本发明的方法的步骤。存储器(104)可以存储该系统的任何配置参数。
可以使用外部通信装置(108)以便更新控制器(105)的操作指令以及以便将锻炼参数和统计数据传送到例如互联网中的外部设备。这种外部通信装置(108)可以是但不限于蓝牙LE或Wi-Fi。
可以使用诸如RFID传感器的接近传感器(107)，以便识别操作系统的特定用户。可以使用包括RFID功能的智能手机或包括被配置为识别特定用户的RFID功能的合适的锻炼服装(诸如手套)来识别这样的用户。
该系统还可以包括定位在健身器材上(诸如在配重片组上)的若干模块。
这些模块可以包括至少一个簧片开关(106)(或类似的接触/接近传感器，诸如霍尔效应(Hall effect)传感器)，该簧片开关在两个触点彼此接近或直接连接时提供操作电流。通常，磁体将用于激活簧片开关。这种簧片开关(106)的功能是双重的，首先其可在此类开关在较长时间段(预定义时间，比如3分钟)内未被激活时指示低功率模式，其次此类簧片开关可以识别给定配重片组的第一杠铃片。
根据本发明，该系统包括至少一个发射器/接收器对(102、103)。优选地，该至少一个发射器是光发射器(102)，而包括一对接收器的对应接收器(103)被配置为有条件地从对应发射器(102)接收信号。
所述有条件的接收需要存在适当的反射性标记，如稍后将解释的。因此，在优选实施例中，每个发射器(102)依据杠铃片的定位(运动方向)在给定轴线上(例如水平地或垂直地)发射信号。
每个发射器(102)被配置为发射可由接收器(103)检测的信号，诸如可见光束，但是也可以使用其他信号，诸如无线电信号和红外信号。
在优选实施例中，发射器(103)是红外二极管，而接收器(102)是光敏晶体管。
如将变得明显的，从随后的附图中，至少一个发射器/接收器对(102、103)定位在健身器材的一侧上。因此，每个杠铃片包括反射性标记，该反射性标记被配置为反射发射器(102)的所述可检测信号并将其朝向接收器(103)反射。
在更一般的实施例中，所述反射性标记定位在其运动被监测的物体上。除了杠铃片之外，用于承载上述反射性标记的其他可能的物体是例如：(1)沿着路线定位的自动引导车辆和反射性标记；(2)其上具有反射性标记的不同类型的传送带；(3)对设备(诸如其上具有反射性标记的升降机的门)的运动和定位的控制。
在一些实施例中，反射性标记被更广泛地称为编码元件。在反射性编码器的情况下，通过使用码盘或码带或反射编码元件的序列将被监测的物体的旋转/线性运动转换为等效光图案。
如根据图1A显而易见的，该系统可以仅使用单个发射器/接收器对(102、103)来操作。然而，具有若干发射器/接收器对(102、103)的实施例也是可能的，如本说明书的以下部分所示。
所述反射性标记(111、121)优选地使得它们仅占据对应杠铃片的侧面区域的一部分(如图1B所示)，而对应杠铃片(110、120)的剩余侧面区域优选地是粗糙的(112、122)并且以比反射性标记小得多的程度反射发射信号。
当在其上具有所述反射性标记(111、121)的杠铃片已经经过光敏晶体管(接收器)时，它将登记所接收的信号(光)的特性从给定状态到另一状态的改变。自然地，可以针对高状态和低状态设置不同的阈值。
反射器反射光的程度使得能够在所述反射器和杠铃片之间以及在杠铃片之间的空白空间存在于接收器(103)前面的情况之间进行区分。
参考反射性标记(111、121)的反射性参数，最方便的是使用由负责转换从相应传感器接收的信号的模拟数字转换器(ADC)提供的值范围。
在12比特ADC的情况下，范围是(0-4095)。对于杠铃片(当使用典型的哑光深色例如黑色时)，返回值通常低于2000。反射器(111、121)通常返回超过2000的范围的值。
以上特定值和范围取决于ADC的分辨率。0表示黑色，而最大值表示白色。例如，14比特ADC将具有0至16383的范围，并且12比特ADC的相应值将成比例地转换x4。
本领域技术人员清楚的是，可以在不同的范围内限定相应的反射特性，只要能够清楚地区分杠铃片和反射器(111、121)。
图2呈现了组合的发射器/接收器对(102、103)的示例。在该实施例中，集成传感器包括通常是红外LED的发射器(203)以及位于单个轴线(通常是垂直轴线)上的两个接收器(202、204)。
该单个轴线是运动的轴线，即在垂直运动(Y轴)的情况下，发射器和接收器(102、103)的X和Z坐标是恒定的，而在水平运动(X轴)的情况下，发射器和接收器(102、103)的Y和Z坐标是恒定的。
通常，所述两个接收器(202、204)将是相同的，然而具有不同接收器(202、204)的实施例也是可能的，但是更难以由控制器(105)管理。
接收器(202、204)被配置为登记由发射器(203)发射的反射光。
诸如所述发射器(203)和接收器(202、204)所需的晶体管和电阻器的附加电气部件和/或数字部件可以以传感器控制器(201)的形式集成，该传感器控制器(201)由主控制器(105)控制并向主控制器(105)报告。
传感器控制器(201)可以报告检测到的运动方向(比如，向上、向下、不存在)以及运动速度，并且优选地报告对应的时间戳。
既然已经呈现了传感器布置，那么将详细描述传感器的操作方法。传感器以及它们的适当安置允许正确检测杠铃片(其上具有反射性标记)以及其运动方向。
来自光敏晶体管接收器(103、202、204)的数据通常是数值流的形式(在由模拟数字转换器转换之后，模拟数字转换器优选地是控制器(105)的一部分)。
因此，为了可靠地检测运动方向，使用两个接收器(202、204)，其将在不同时间检测给定的反射性标记。
在检测标记时考虑的附加信号范围是限定没有标记的杠铃片的范围。通常，该范围落在0和650之间(12比特ADC)，因为杠铃片通常涂有黑色或其他深色(显然，这种范围的其他限定是可能的)。
在这种系统的这种设置中，确定反射性标记的最小尺寸以及连续反射性标记之间的最小距离是非常重要的。
该确定需要发射器(203)的信号发射角、接收器(202、204)的信号接收角、接收器(202、204)与发射器(203)之间的距离、接收器(202、204)与反射性标记之间的距离、接收器(202、204)的取样频率。
图3A至图3F呈现了根据本发明的取决于所确定的反射性标记的位置的不同信号状态。
系统的优选行为使得在反射性标记沿其平行于传感器的轴线(212)的运动的轴线(211)的运动期间，存在两个接收器(202、204)检测到反射性标记的时间段。在图3A至图3F中描绘了这种情况。
图3A呈现了其中发射器(203)和接收器(202、204)沿着平行于反射性标记(M)的运动的轴线(211)的轴线(212)串联定位的设置。这些平行轴线之间的距离是(D)。发射器(203)与接收器(202)之间的距离为(D1E)，而发射器(203)与接收器(203)之间的距离为(D2E)。发射器(203)的信号发射角是β，而接收器(202)的信号接收角是α，并且接收器(204)的信号接收角是γ。
图3B示出了时间T1处的系统状态，其中标记(M)开始朝向传感器运动，并且接收器(202、203)未从反射性标记拾取任何信号，因为发射的信号(203)未朝向它们反射(205)。
在图3C中，反射性标记(M)仅朝向反射器(204)反射光，并且所报告的值为高或接近高。高(H)值可以对应于最大值或对应于高于给定阈值的值。类似地，低(L)值可以对应于最小值或对应于低于给定阈值的值。因此，在图中时间T2处呈现(H)电平。
图3D描绘了大约在发射器(203)的位置处的反射性标记(M)。因此，来自接收器(202、204)的信号在时间T3处具有非常相似的值。
接下来，在图3E中，在时间T4处，反射性标记(M)经过接收器(202)，并且其对应的信号值开始减小。对应于接收器(204)的信号的值接近于(L-低)，因为反射性标记(M)完全经过接收器(204)。
在图3F中，反射性标记(M)已经通过接收器(202)，并且两个接收器的信号值都处于L电平。
在标记(M)的尺寸太小的情况下，信号将完全分离，即在时间T3处不会交叉，如图4A所示。在这种情况下，不可能识别反射性标记在哪个方向上运动。
在反射性标记太小的情况下，当T2位置之后的给定标记返回到T1位置而不是前进到T3位置(换句话说，切换了运动方向)且接着其上方的另一标记将在接收器(202)上生成信号时，会呈现出不确定性。从返回信号分析器的角度来看，响应将与通常的向上运动的情况相同。
换句话说，本发明要求两个接收器(202、204)都具有使得允许在其运动的轴线(211)上存在反射性标记位置的覆盖范围，其中由两个接收器(202、204)同时识别给定尺寸的给定反射性标记(M)。另外，考虑到该要求，本发明提供一种用于在满足该条件时确定反射性标记的最小尺寸的方法。
由于这种布置，当反射性标记在接近传感器的同时改变其运动方向时，所得波形可呈现如图4B至图4C中所示的两种形状。形状取决于反射性标记已经朝向给定传感器的发射器运动了多远。
图5呈现了允许确定反射性标记在运动的轴线上的最小尺寸的等式。为此，在发射器(203)与第一接收器(202)之间的距离不同于发射器(202)与第二接收器(204)之间的距离的情况下，存在两个等式。等式的参数如下：
Der0-发射器(203)与第一接收器(202)之间在平行于反射性标记的运动的轴线(211)的轴线(212)上的距离；
Der1-发射器(203)与第二接收器(204)之间在平行于反射性标记的运动的轴线(211)的轴线(212)上的距离；
αr0-第一接收器(202)在垂直于反射性标记的运动的轴线(211)的轴线上的接收角；
αr1-第二接收器(204)在垂直于反射性标记的运动的轴线(211)的轴线上的接收角；
βe-发射器(203)在垂直于反射性标记的运动的轴线(211)的轴线上的发射角；
Hm-反射性标记在运动的轴线上的最小尺寸(211)；
Dem-反射性标记的运动的轴线(211)与发射器/接收器的平行轴线(212)之间的距离。
通常，角αr0、αr1和βe在三维空间中形成锥形或类锥形覆盖区域(分别为发射或接收)的形状。
可以更自由地选择反射性标记在垂直于运动的轴线(211)的轴线上的尺寸，并且所述尺寸通常等于或类似于Hm尺寸，因为具有较大尺寸是低效的，而具有较小尺寸是可能的但不是优选的。
只要应用Hm、Hv和Dee，反射性标记在运动的轴线上的最大尺寸就并不重要。所述系统以任何尺寸都能正确地工作。然而，满足最小尺寸限制的较短标记将总是优选的。
在Der0不同于Der1的情况下，优选地选择最不利的值，即两者中较大的一个，并在剩余的计算中使用该值。
这是确定运动的轴线(211)上的最小反射性标记尺寸的第一部分。另一部分涉及采样频率以及反射性标记的最大运动速度。
图6呈现了用于补充图5的等式以便确定反射性标记在运动的轴线(211)上的最小尺寸的等式。除了图5中所示的计算之外，可选地使用这些参数。
等式的参数如下：
F-采样频率；
Vmax-反射性标记的最大运动速度；
Sreq-检测运动方向所需的样本数量；此参数与必须被检测以便确定运动方向的状态的数量相关。该方面将在本说明书的剩余部分中更详细地呈现；
Hv-反射性标记之间的距离。
图7呈现了当所述系统利用定位在平行于运动的轴线(211)的轴线(212)上的多个传感器时用于计算发射器之间的最小距离的等式。随着发射器之间的距离增加，该系统失去精度，即，更少频次地报告变化。
等式的参数如下：
Dee-分别针对两个接收器(202、204)计算的发射器之间的距离；在距离相同的情况下，仅一个等式就足够。在针对Der1的Dee不同于针对Der0的Dee的情况下，优选地选择最不利的值，即两者中较大的一个，并在剩余的计算中使用该值。
当
Figure BDA0003697654510000111
时，波形具有如图4A所示的形状。然而，如果反射性标记的尺寸更大，则波形具有如图3B至图3F所示的形状，这保证了当两个接收器(202、204)同时识别反射性标记(M)时存在一个时间点(T3，图3D)。如果Hm太小，则不可能确定反射性标记的运动方向，特别是当在运动的轴线(211)上定位有多个反射性标记时。
图8呈现了根据本发明的用于基于反射性编码器和反射性标记来确定运动方向的方法。基于读取来自两个接收器(202、204)的信号，这是可能的，这些信号具有如图3F中所示的波形。
区分有四个状态，该四个状态形成序列。在步骤(801)处，确定来自相应接收器(202、204)的两个信号具有低值(T1)。这可以被视为状态(A)。随后，在步骤(802)处，所述信号中的一个呈现高值，而另一信号维持低值，这出现在时间T2处并且可被视为状态(B)。接下来，在步骤(803)处，检查相应信号是否呈现反转值，即T2处的另一信号的值。这发生在T3处，被视为状态(C)。步骤(803)可多次执行。最后，在步骤(804)处，检查两个信号是否再次具有低电平(在T5处)，这被视为状态(D)。
在检测到序列A-D之后，该方法基于T3处的所述信号的最接近采样值，估计(805)在信号值交叉(即，具有相同或基本相同的值)的时间(T3)处的信号的值(Wtr)。
此外，在序列(801-803)期间，确定(806)由接收器(202、204)登记的最大值(Wmax)。如果
Figure BDA0003697654510000121
则系统对反射性标记的通过进行计数(807)，即有效。
上述阈值用作消除噪声(诸如光的其他环境反射的外部信号干扰)的方式。另外，反射性标记固定在其上的区域在信号反射方面也可能是不均匀的。这种噪声水平通常较低，并且可以使用这种阈值方法来切断。
在时间(T3)处，当信号值越过信号交叉的优选电平时，优选大于针对给定反射性标记报告的最大值的25％，而较高值是优选的。
运动方向由具有高电平的第一信号和最后信号确定(808)，使得：
Figure BDA0003697654510000131
跟随的和前进的接收器(202、204)基于主要运动方向(例如在配重片组的情况下，主要运动方向是垂直的并且从静止位置向上)及其相对于发射器(203)的定位来确定。
例如，假设运动的轴线(211)是垂直且向上的，则“在主要运动方向上跟随”的接收器是上接收器，而“在主要运动方向上前进”的接收器是传感器的下接收器。当第一H信号由下接收器登记并且最后H信号由上接收器登记时，则存在“沿主要运动方向的运动”，即向上的垂直运动。
在另一场景中，假设运动的轴线(211)是水平的并且朝向左，则“在主要运动方向上跟随”的接收器是左接收器，而“在主要运动方向上前进”的接收器是传感器的右接收器。当第一H信号由左接收器登记并且最后H信号由右接收器登记时，则存在“逆主要运动方向的运动”，即朝向右侧的水平运动。
可基于状态序列A-D的持续时间来计算反射性标记的运动速度。所述标记在时间T5-T1行进的距离是2·Hm。
另外，可能存在基于在单个传感器处登记中的连续标记之间的测量时间的速度估计。这可以在标记比传感器更频繁地定位的情况下提供更快的速度确定。
通过具有一组根据图2的传感器和根据图3A至图8配置的反射性标记，还可以估计位置。传感器和反射性标记越多，位置估计的精度越高。
为此，具有单个传感器和单个反射性标记(可以获得关于反射性标记存在于传感器沿着相应的运动的轴线(211)之前还是之后的信息。在多个传感器和反射性标记的情况下，系统可以对已经通过相应传感器的反射性标记的数量进行计数，并且在此基础上，系统可以凭借限于传感器之间的距离(Dee)的准确度或凭借等于反射性标记之间的距离(Hv)的准确度来估计位置。
至少部分的根据本发明的方法可以是计算机实现的。因此，本发明可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，以上形式在本文中通常都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。
此外，本发明可以采取体现在任何有形表达介质中的计算机程序产品的形式，该有形表达介质具有体现在该介质中的计算机可用程序代码。
本领域技术人员可以容易地认识到，用于定量检测运动的上述方法可以由一个或多个计算机程序执行和/或控制。这样的计算机程序通常通过利用计算设备中的计算资源来执行。应用被存储在非暂时性介质上。非暂时性介质的示例是非易失性存储器，例如闪存，而易失性存储器的示例是RAM。计算机指令由处理器执行。这些存储器是用于存储计算机程序的示例性记录介质，该计算机程序包括执行根据本文呈现的技术概念的由计算机实现的方法的所有步骤的计算机可执行指令。
虽然已经参考特定优选实施例描绘、描述和限定了本文呈现的本发明，但是前述说明书中的这种参考和实施示例并不意味着对本发明的任何限制。然而，显而易见的是，在不脱离技术概念的更广范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。所呈现的优选实施例仅是示例性的，并不穷尽本文呈现的技术概念的范围。
因此，保护范围不限于本说明书中描述的优选实施例，而是仅由所附权利要求书限制。

Claims (13)

1.一种用于定量检测运动的系统，所述系统包括：
·信号发射器(203)和两个信号接收器(202、204)，所述信号发射器(203)和所述两个信号接收器(202、204)沿着平行于设置在运动物体上的反射性标记(M)的运动的第二轴线(211)的第一轴线(212)串联定位，其中所述反射性标记(M)被配置为将由所述发射器(203)发射的信号朝向所述接收器(202、204)反射；
所述系统的特征在于，
·所述两个接收器(202、204)具有信号接收覆盖范围，使得允许在所述第二轴线(211)上存在反射性标记(M)位置，其中给定尺寸的所述反射性标记(M)由所述两个接收器(202、204)同时识别。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反射性标记在所述第二轴线(211)上的尺寸Hm根据以下各项来计算：
·所述第一轴线(211)与所述第二轴线(212)之间的距离Dem；
·所述发射器(203)与所述第一接收器(202)之间的距离Der0；
·所述发射器(203)与所述第二接收器(204)之间的距离Der1；
·所述发射器(203)的信号发射角βe；
·所述第一接收器(202)的信号接收角αr0；以及
·所述第二接收器(204)的信号接收角αr1。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，
对于
Figure FDA0003697654500000011
并且
Figure FDA0003697654500000012
Figure FDA0003697654500000013
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述反射性标记在所述第二轴线(211)上的尺寸Hm以及所述反射性标记之间的距离根据以下各项进一步计算：
Figure FDA0003697654500000021
Figure FDA0003697654500000022
其中：F-采样频率；
Vmax-所述反射性标记的最大运动速度；
Sreq-检测运动方向所需的样本的数量；以及
Hv-所述反射性标记之间的距离。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，Der0和Der1相等。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，αr0和αr1相等。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，发射器之间的距离Dee计算为：
Figure FDA0003697654500000023
Figure FDA0003697654500000024
8.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述位置处，当由所述两个信号接收器(202、204)报告的信号相同时，它们的波形交叉，而它们的相应值大于针对所述反射性标记报告的所述最大值的25％。
9.一种举重系统，包括具有至少一个杠铃片的配重片组，其特征在于，所述举重系统包括根据权利要求1所述的系统，其中，所述反射性标记贴在至少一个杠铃片(110、120)上。
10.一种用于确定根据权利要求1所述的系统中的运动方向的方法，所述方法包括以下步骤：
·确定(801)来自所述两个接收器(202、204)的两个信号均具有预定义的低值(T1)；
·确定(802)所述信号中的一个已呈现预定义的高值，而另一信号已维持所述低值(T2)；
·随后，检查(803)所述相应信号是否已呈现所述另一信号在(T2)处的值，从而反转所述信号的值(T3)；
·再次检查(804)两个信号是否均具有所述低电平(T5)；
·基于具有所述高电平的所述第一信号和所述最后信号，来确定(808)所述反射性标记的运动方向。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
·在当所述信号值交叉的时间(T3)处估计(805)所述信号的值(Wtr)；
·确定(806)由所述接收器(202、204)登记的最大值(Wmax)，并且如果
Figure FDA0003697654500000031
则所述系统接受所述反射性标记的通过(807)。
12.一种计算机程序，包括程序代码装置，所述程序代码装置用于当所述程序在计算机上运行时执行根据权利要求10所述的由计算机实现的方法的所有步骤。
13.一种存储计算机可执行指令的计算机可读介质，当在计算机上执行时所述计算机可执行指令执行根据权利要求10所述的计算机实现的方法的所有步骤。
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