CN116439688A - 一种可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法。根据本发明实施例的可穿戴设备包括穿戴主体；以及检测装置，设置于所述穿戴主体，其中，所述检测装置包括运动传感器，用于采集目标对象的运动数据；数据处理单元，与所述运动传感器电连接以获取所述运动数据，并根据所述运动数据得到运动状态信息。根据本发明实施例的可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，能够准确地获取目标对象的运动数据，进而分析得到更加准确、丰富的信息。

Description

一种可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，特别涉及一种可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法。

背景技术

近年来，智能穿戴设备因为其具有易于佩戴、方便用户随时使用等特点，逐渐在用户中流行起来。现阶段存在有眼镜、手环、手套、臂带等不同形态的智能穿戴设备。用户可以通过智能设备获取身体状态数据、运动情况等信息。

在现有技术中，智能穿戴设备往往存在有采集的信息不准确、功能较为单一、佩戴不牢靠等问题，导致用户的使用体验较差。

因此，希望能有一种新的可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，能够解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，从而准确地得到目标对象的运动数据，进而分析得到更加准确、丰富的信息。

根据本发明的一方面，提供一种可穿戴设备，其特征在于，包括穿戴主体；以及检测装置，设置于所述穿戴主体，其中，所述检测装置包括运动传感器，用于采集目标对象的运动数据；数据处理单元，与所述运动传感器电连接以获取所述运动数据，并根据所述运动数据得到运动状态信息。

优选地，所述检测装置还包括处理器，获取所述运动数据，并对所述运动数据进行运算处理。

优选地，所述处理器根据所述运动数据确定所述目标对象的动作类型。

优选地，所述检测装置还包括电位检测单元，获取所述目标对象的电位信息，其中，所述处理器根据所述电位信息得到所述目标对象的身体状态数据。

优选地，所述检测装置还包括压力传感器，用于采集受力信息，其中，所述处理器根据所述受力信息得到所述目标对象的握力信息。

优选地，所述穿戴主体为手套；所述检测装置设置于所述手套的手背位置处和/或手腕背部。

优选地，所述穿戴主体为手套、臂带、腕带中的至少一种。

优选地，所述运动传感器为三轴传感器或六轴传感器或九轴传感器。

优选地，所述检测装置还包括通信单元，与外界终端设备相连接以进行信息交互。

优选地，所述检测装置还包括封装外壳；所述检测装置为一体化封装；所述穿戴主体与所述检测装置为可拆卸连接。

优选地，所述检测装置还包括光探测器；所述光探测器包括光源，向所述目标对象提供探测光，所述探测光经过所述目标对象的反射得到反射光；以及接收单元，接收所述反射光，并对所述反射光进行运算处理以得到身体状态数据。

根据本发明的另一方面，提供一种基于可穿戴设备的运动监测方法，包括采集目标对象的运动数据；根据所述运动数据得到运动状态信息。

优选地，所述运动监测方法还包括对所述运动数据进行运算处理以得到指导信息，其中，所述指导信息用于指导所述目标对象的运动。

优选地，所述运动监测方法还包括对所述运动数据进行运算处理，以确定所述目标对象的动作类型。

优选地，所述运动监测方法还包括获取所述目标对象的电位信息；以及根据所述电位信息得到所述目标对象的身体状态数据。

优选地，所述运动数据包括选自三轴加速度数据、三轴角速度数据、三轴磁场数据、心率、血氧、血压中的至少一种。

根据本发明实施例的可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，设置有运动传感器，能够准确、全面的获取目标对象的运动信息，进而得到更加准确、丰富的信息。

根据本发明实施例的可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，穿戴主体为手套、臂带、腕带中的至少一种，检测装置设置在穿戴主体与目标对象之间，佩戴牢靠，检测数据更加准确。

根据本发明实施例的可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，集成了多种传感器，能够获取多种信息，从而实现人体信号监控、力量训练、情绪管理等多功能用途。

根据本发明实施例的可穿戴设备、基于可穿戴设备的运动监测方法，检测装置为一体化封装，且与穿戴主体之间为可拆卸连接，方便使用与拆卸。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的可穿戴设备的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的穿戴主体的装置示意图；

图3示出了根据本发明实施例的检测装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的光探测器的结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例的基于可穿戴设备的运动监测方法的方法流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1示出了根据本发明实施例的可穿戴设备的结构示意图。如图1所示，根据本发明实施例的可穿戴设备包括穿戴主体100和检测装置。其中，检测装置包括运动传感器201和数据处理单元(图中未示出)。

具体地讲，检测装置设置于穿戴主体100；检测装置采集目标对象的运动数据。可选地，穿戴主体100例如为手环、手套、臂带、腕带、眼镜、袜子等。目标对象例如为人。

运动传感器201用于采集目标对象的运动数据。

数据处理单元与运动传感器201电连接以获取运动数据，并根据运动数据得到运动状态信息。

在本发明的可选实施例中，检测装置还包括处理器。处理器获取运动数据，并对运动数据进行运算处理。可选地，处理器对运动数据进行运算处理以得到指导信息。指导信息指导目标对象的运动。

可选地，运动传感器201包括三轴传感器，即三轴加速度计(加速度传感器)；三轴传感器测量的数据在空间坐标系中可以被分解为X、Y、Z三个方向轴的力，用于获取目标对象的三轴加速度数据。处理器对目标对象的三轴加速度数据进行运算处理，例如根据三轴加速度数据确定目标对象的跑步速度、跑步步幅等。可选地，可穿戴设备包括拳击手套，用于拳击训练，处理器根据三轴加速度传感器确定目标对象的拳力大小、拳速等。

可选地，运动传感器201包括六轴传感器，即上述的三轴加速度计和三轴陀螺仪。三轴陀螺仪测量的数据在空间坐标系中可以被分解为X、Y、Z三个方向轴的力，用于获取目标对象的三轴角速度数据。处理器对目标对象的三轴加速度数据和三轴角速度数据进行运算处理，例如根据三轴加速度数据(运动数据)确定目标对象在视频类健身游戏中的动作类型，识别出目标对象是在进行跑、跳等动作，并可对动作准确度的评估和纠正等。三轴陀螺仪例如为微电子元件，利用科里奥利力，通过连续震动的振子在旋转系统中的运动偏移，改变电路状态，引起相关电参数的变化，从而可以反映出目标对象左右倾斜、前后倾斜和左右摇摆等运动情况。可选地，三轴陀螺仪为机械陀螺仪，包括转子和位于转子外侧的三个“钢圈”。中间的转子在整个仪器的运动中，转子因为惯性作用不受影响；周边三个“钢圈”会因为设备改变姿态而改变，从而可以检测出目标对象当前的旋转状态。

可选地，运动传感器201包括九轴传感器，即上述的六轴传感器和三轴磁力计。三轴磁力计测量的数据在空间坐标系中可以被分解为X、Y、Z三个方向轴的力。三轴加速度计和三轴陀螺仪随着长时间运动，会产生累计偏差，不能准确描述运动姿态。三轴磁力计利用测量地球磁场，通过绝对指向功能进行修正补偿，可以有效解决累计偏差，从而修正目标对象的运动方向、姿态角度、运动力度和速度等。可选地，处理器对目标对象的三轴加速度数据、三轴角速度数据和三轴磁场数据进行运算处理，例如根据获取的运动数据确定目标对象在长跑时的运动速度、运动姿态等。

在本发明的可选实施例中，检测装置200还包括压力传感器。压力传感器用于采集受力信息。处理器根据受力信息得到目标对象的握力信息。目标对象佩戴包括压力传感器的可穿戴设备，在健身房进行握力训练、抓举训练时，可以检测到握力大小等。

图2示出了根据本发明实施例的穿戴主体的装置示意图。如图2所示，根据本发明实施例的穿戴主体100为手套(无指手套)。

具体地讲，检测装置位于手套的手背位置处101和/或手腕背部102。可选地，检测装置位于手套与目标对象之间。

在本发明的上述实施例中，将检测装置与手套、臂带、腕带等穿戴主体相结合，解决了佩戴松弛的问题，检测装置与目标对象配合紧密，能够保证心率、血氧、血压等的测量准确。

图3示出了根据本发明实施例的检测装置的结构示意图。如图3所示根据本发明实施例的检测装置200包括运动传感器201、处理器202、通信单元203和封装外壳204。

具体地讲，运动传感器201用于获取目标对象的运动数据，获取的运动数据包括三轴加速度数据、三轴角速度数据和三轴磁场数据。

处理器202获取身体状态数据，并对身体状态数据进行运算处理。处理器202通过对身体状态数据的运算处理得到想要的信息。

在本发明的可选实施例中，检测装置200还包括心率仪、血氧仪和血压仪等，用于监测目标对象的心率、血氧、血压等。

在本发明的可选实施例中，检测装置200还包括电位检测单元。电位检测单元获取目标对象的电位信息。处理器根据电位信息得到目标对象的身体状态数据，例如得到目标对象的缺水状态等，从而做好人体饮水管理。电位检测单元例如包括两个检测人体电位的电极片。可选地，检测装置200还包括压力监控系统，可以根据人体的情绪和压力状况，(根据指导信息)针对性指导放松训练。

在本发明的上述实施例中，穿戴主体包括但不限于手套、臂带、腕带等形式，并集成了检测装置。任何目标对象可以在佩戴该可穿戴设备时，实现实时跟踪自己的身体状况，包括心率、血氧、血压以及身体是否缺水等状况。

在本发明的可选实施例中，处理器202根据运动状态信息得到指导信息。可选地，处理器202根据运动数据确定目标对象的运动类型，例如用于健身游戏的动作识别。进一步地，处理器202提供指导信息以指导目标对象的健身游戏(运动)。例如在健身游戏中，处理器202识别出目标对象的动作为跳，但跳的高度不够，处理器202反馈“跳高一些”的指导信息。又例如在拳击训练中，处理器202识别到目标对象的出拳速度不够快，处理器202反馈“出拳快一些”的指导信息。再例如处理器202识别到目标对象处于缺水状态，处理器202反馈“请补充水分”的指导信息。在本发明的上述实施例中，处理器202可以根据身体状态给出健身训练的一些指导、建议或者训练动作的推送等。

在本发明的可选实施例中，检测装置200或处理器202还包括数据处理单元。数据处理单元与运动传感器201相连接以获取运动数据，并根据运动数据得到运动状态信息，例如得到目标对象的运动幅度、运动姿态等。进一步地，可以提供指导信息指导目标对象维持或调整运动幅度、运动姿态等。

通信单元203与外界终端设备相连接以进行信息交互。通信单元203例如为无线天线。外界终端设备上例如显示参数。

检测装置200为一体化封装，即封装外壳204位于运动传感器201、处理器、通信单元203以及其他部分的外侧。可选地，检测装置200具有较高的集成度。可选地，穿戴主体与检测装置200为可拆卸连接，封装外壳204上设置有卡扣，卡扣与穿戴主体形成卡扣连接。

在本发明的上述实施例中，可穿戴设备包括穿戴主体和检测装置(电子结构)两个部分。检测装置在穿戴主体背面，方便拆装，且穿戴主体部分可水洗；检测装置采用一体化封装，与穿戴主体采用扣合固定方式，灵活拆装；检测装置支持与手机等终端设备无线传输，相关的技术包括但是不限于蓝牙、wifi传输。

根据本发明实施例的可穿戴设备，检测装置可以做到2-3cm的尺寸，集成在穿戴产品内部几乎可以做到无感，在不影响客户体验的同时，增加手套、臂带、腕带等传统产品的亮点和科技感；穿戴主体以及检测装置位置的选择，解决了佩戴松弛的问题，可以准确地测试运动过程中的心率、血氧、血压；集成了通信单元，可以在手机端、电视盒子等终端设备传输数据。

图4示出了根据本发明实施例的光探测器的结构示意图。图4a示出了一种光探测器的结构示意图；图4b示出了另一种光探测器的结构示意图。如图4所示，根据本发明实施例的光探测器205包括光源2051和接收单元2052。光源2051向目标对象提供探测光，探测光经过目标对象的反射得到反射光。接收单元2052接收反射光，并对反射光进行运算处理以得到身体状态数据。光探测器205也可称为PPG传感器。

具体地讲，光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphy，PPG)是以(LED)光源2051和接收单元2052为基础，测量经过人体血管和组织反射、吸收后的衰减光,记录血管的搏动状态并测量脉搏波。

如图4所示，光源2051包括两个光发射二极管(LED)，光源2051将光波照进目标对象皮肤内部。接收单元2052捕捉经过目标对象皮肤内部反射的光，并将捕捉到的模拟信号转换成数字信号用于计算得到所需的数据。

光探测器205的工作原理如下：当LED光射向皮肤，透过皮肤组织反射回的光被光敏传感器接收并转换成电信号再经过AD转换成数字信号。像肌肉、骨骼、静脉等等对光的吸收是基本不变的，但是血液不同，由于动脉里有血液的流动，那么对光的吸收自然也有所变化。我们把光转换成电信号时，正是由于动脉对光的吸收有变化，其他组织对光的吸收基本不变，得到的信号就可以分为直流交流AC信号和DC信号。提取其中的AC信号，就能反应出血液流动的特点。根据血液流动的特点，能够实现心率检测、血氧检测、血压检测等。

在本发明的上述实施例中，检测装置集成了PPG传感器、9轴传感器、压力传感器等，用来采集身体的信号；集成了处理器(中控芯片)以及通信单元(无线传输芯片)，用来处理和传输信号。

图5示出了根据本发明实施例的基于可穿戴设备的运动监测方法的方法流程图。如图5所示，根据本发明实施例的运动监测方法包括以下步骤：

在步骤S101中，采集目标对象的运动数据；

采集目标对象的运动数据。例如通过上述的可穿戴设备采集目标对象(人)的运动数据。可选地，运动数据包括选自三轴加速度数据、三轴角速度数据、三轴磁场数据、心率、血氧、血压等中的至少一种。

在步骤S102中，根据运动数据得到运动状态信息。

根据运动数据得到运动状态信息。例如对运动数据进行运算处理，得到运动状态信息。

在本发明的可选实施例中，所述运动监测方法还包括：

对运动数据进行运算处理以得到指导信息。指导信息用于指导目标对象的运动，例如根据身体状态给出健身训练的一些指导、建议或者训练动作的推送等。

可选地，所述运动监测方法还包括：对运动数据进行运算处理，以确定目标对象的动作类型。例如在视频类健身游戏中，识别出目标对象的动作类型，识别出是在进行跑、跳等动作；进一步地，可以对动作准确度的评估和纠正等。

可选地，所述运动监测方法还包括：获取目标对象的电位信息；根据电位信息得到目标对象的身体状态信息。例如根据目标对象的电位信息，得到目标对象的缺水状态，并可进一步地反馈指导饮水的指导信息，从而做好人体饮水管理。

在本发明的可选实施例中，所述运动监测方法可以广泛应用在运动健身领域，例如用在上述关于可穿戴设备描述的应用场景中。例如应用在拳击训练中，根据运动数据(三轴加速度数据)确定目标对象的拳力大小、拳速等。又例如应用于握力训练、抓举训练，可以根据运动数据得到目标对象的握力大小。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (16)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：

穿戴主体；以及

检测装置，设置于所述穿戴主体，

其中，所述检测装置包括：

运动传感器，用于采集目标对象的运动数据；

数据处理单元，与所述运动传感器电连接以获取所述运动数据，并根据所述运动数据得到运动状态信息。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述检测装置还包括：

处理器，获取所述运动数据，并对所述运动数据进行运算处理。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述处理器根据所述运动数据确定所述目标对象的动作类型。

4.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述检测装置还包括：

电位检测单元，获取所述目标对象的电位信息，

其中，所述处理器根据所述电位信息得到所述目标对象的身体状态数据。

5.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述检测装置还包括：

压力传感器，用于采集受力信息，

其中，所述处理器根据所述受力信息得到所述目标对象的握力信息。

6.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述穿戴主体为手套；

所述检测装置设置于所述手套的手背位置处和/或手腕背部。

7.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述穿戴主体为手套、臂带、腕带中的至少一种。

8.根据权利要求1至7任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述运动传感器为三轴传感器或六轴传感器或九轴传感器。

9.根据权利要求1至7任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述检测装置还包括：

通信单元，与外界终端设备相连接以进行信息交互。

10.根据权利要求1至7任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述检测装置还包括封装外壳；所述检测装置为一体化封装；所述穿戴主体与所述检测装置为可拆卸连接。

11.根据权利要求1至7任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述检测装置还包括光探测器；所述光探测器包括：

光源，向所述目标对象提供探测光，所述探测光经过所述目标对象的反射得到反射光；以及

接收单元，接收所述反射光，并对所述反射光进行运算处理以得到身体状态数据。

12.一种基于可穿戴设备的运动监测方法，其特征在于，包括：

采集目标对象的运动数据；

根据所述运动数据得到运动状态信息。

13.根据权利要求12所述的运动监测方法，其特征在于，所述运动监测方法还包括：

对所述运动数据进行运算处理以得到指导信息，

其中，所述指导信息用于指导所述目标对象的运动。

14.根据权利要求12所述的运动监测方法，其特征在于，所述运动监测方法还包括：

对所述运动数据进行运算处理，以确定所述目标对象的动作类型。

15.根据权利要求12所述的运动监测方法，其特征在于，所述运动监测方法还包括：

获取所述目标对象的电位信息；以及

根据所述电位信息得到所述目标对象的身体状态数据。

16.根据权利要求12所述的运动监测方法，其特征在于，所述运动数据包括选自三轴加速度数据、三轴角速度数据、三轴磁场数据、心率、血氧、血压中的至少一种。