CN206193786U - 运动数据检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种运动数据检测装置，包括：第一惯性传感器采集第一运动数据，并将第一运动数据发送给处理器；第一运动数据包括第一物体的第一部位运动的加速度数据和角速度数据；第二惯性传感器采集第二运动数据，并将第二运动数据发送给处理器；第二运动数据包括第一物体的第二部位运动的加速度数据和角速度数据；处理器分别根据第一运动数据和第二运动数据获取对应的第一位置参数和第二位置参数，并发送给存储模块和通信模块；存储模块存储第一位置参数和第二位置参数；通信模块将第一位置参数和第二位置参数发送给服务器，以使服务器根据第一位置参数和第二位置参数对第一物体的运动状态进行检测，输出第一检测结果信息。

Description

运动数据检测装置

技术领域

本实用新型涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种运动数据检测装置。

背景技术

计算机软硬件技术和传感技术的飞速发展，动作捕捉技术成为当今的研究热点，在影视制作、生物力学、人机交互等领域得到了广泛应用。

动作捕捉技术应用在可穿戴设备上形成可穿戴动作捕捉设备，通过可穿戴设备获取运动物体的动作数据进行处理，从而得到物体的运动信息。

现有技术中的可穿戴动作捕捉设备分两类：1、简单的手环、手表类。无法还原人体整体运动姿态，无法评估运动表现，仅能获得运动物体的运动频率和总运动量，无法还原人体整体的运动姿态，亦无法用于运动表现的评估；2、全身动作捕捉设备类。穿戴复杂，不适合长期穿戴，内置9轴惯性传感器容易受到环境磁场影响，价格昂贵，不适合日常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种运动数据检测装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种运动数据检测装置，包括：第一惯性传感器、第二惯性传感器、处理器、存储模块、通信模块；

所述处理器分别与所述第一惯性传感器、第二惯性传感器、存储模块、通信模块相连接；

所述第一惯性传感器采集第一运动数据，并将所述第一运动数据发送给所述处理器；所述第一运动数据包括第一物体的第一部位运动的加速度数据和角速度数据；

所述第二惯性传感器采集第二运动数据，并将所述第二运动数据发送给所述处理器；所述第二运动数据包括第一物体的第二部位运动的加速度数据和角速度数据；

所述处理器分别根据所述第一运动数据和第二运动数据获取对应的第一位置参数和第二位置参数，并发送给所述存储模块和所述通信模块；

所述存储模块存储所述第一位置参数和第二位置参数；

所述通信模块将所述第一位置参数和第二位置参数发送给服务器，以使所述服务器根据所述第一位置参数和第二位置参数对所述第一物体的运动状态进行检测，输出第一检测结果信息。

可选地，所述第一惯性传感器具体包括：

三轴MEMS微加速度计，测量第一物体的第一部位运动的加速度；以及

三轴MEMS微陀螺仪，测量第一物体的第一部位运动的的角速度。

可选地，所述第二惯性传感器具体包括：

三轴MEMS微加速度计，测量第一物体的第二部位运动的加速度；以及

三轴MEMS微陀螺仪，测量第一物体的第二部位运动的角速度。

可选地，所述第一物体具体包括：人体的左/右上肢、左/右下肢。

可选地，所述第一物体的第一部位具体包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿；所述第一物体的第二部位具体包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

可选地，所述装置还包括：接收模块，与所述处理器相连接，接收第一工作指令,将当前工作模式切换到所述第一工作指令对应的第一工作模式。

可选地，所述装置还包括：显示模块，与所述处理器相连接，接收所述服务器发送的第一检测结果信息，并进行显示。

可选地，所述显示模块还接收所述服务器根据一段时间内所述第一位置参数的变化对所述第一物体的运动状态进行检测生成的有效动作标识、无效动作标识、休眠标识，并进行显示。

可选地，所述装置还包括：电源模块，与所述第一惯性传感器、第二惯性传感器、处理器、存储模块、通信模块相连接，为所述第一惯性传感器、第二惯性传感器、处理器、存储模块、通信模块供电。

本实用新型实施例提供的运动数据检测装置，采集物体运动部位的加速度数据和角速度数据,获取物体运动部位的位置参数,以使服务器通过物体运动部位的位置参数对运动物体的运动状态进行检测。本实用新型提供的装置，能够通过物体运动部位的位置参数来获取物体运动姿态信息，从而实现物体运动量和运动表现的评估。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的运动数据检测装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型技术方案中的运动数据检测装置具体可以为可穿戴设备。

图1为本实用新型实施例提供的运动数据检测装置的示意图。如图1所示，该装置包括：第一惯性传感器1、第二惯性传感器2、处理器3、存储模块4、通信模块5。

处理器3分别与第一惯性传感器1、第二惯性传感器2、存储模块4、通信模块5相连接。

第一惯性传感器1采集第一运动数据，并将第一运动数据发送给处理器3；第一运动数据包括第一物体的第一部位运动的加速度数据和角速度数据。

第一惯性传感器1具体包括三轴MEMS微加速度计和三轴MEMS微陀螺仪，构成六轴惯性传感器，获取第一物体的第一部位运动的加速度数据和第一物体的第一部位运动的角速度数据。

第一物体具体包括：人体的左/右上肢、左/右下肢。第一物体的第一部位具体包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

第二惯性传感器2采集第二运动数据，并将第二运动数据发送给处理器3；第二运动数据包括第一物体的第二部位运动的加速度数据和角速度数据。

第一惯性传感器2具体包括三轴MEMS微加速度计和三轴MEMS微陀螺仪，构成六轴惯性传感器，获取第一物体的第二部位运动的加速度数据和第一物体的第二部位运动的角速度数据。

第一物体的第二部位具体包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

例如，将第一惯性传感器1固定在人体的左腿大腿上，采集左腿大腿运动的加速度数据和角速度数据；将第二惯性传感器2固定在人体的左腿小腿上，采集左腿小腿运动的加速度数据和角速度数据。左腿大腿上固定的第一惯性传感器1和小腿上固定的第二惯性传感器2之间可以通过有线方式或者无线方式进行连接，二者之间可以进行数据通信。

处理器3分别根据第一运动数据和第二运动数据获取对应的第一位置参数和第二位置参数，并发送给存储模块4和通信模块5。

以将第一惯性传感器1固定在人体的左腿大腿上，将第二惯性传感器2固定在人体的左腿小腿上为例，第一位置参数为左腿大腿与重力方向的角度，第二位置参数为左腿小腿与重力方向的夹角。

处理器3将采集到的左腿大腿和左腿小腿运动的加速度数据和角速度数据进行融合，计算在大腿和小腿在世界坐标系下的姿态四元数和加速度，计算大腿与重力方向的夹角以及小腿与重力方向的夹角。

在离线工作模式下，处理器3还用于接收其他运动数据检测装置发送的第三位置参数和第四位置参数，将第一位置参数、第二位置参数、第三位置参数和第四位置参数，并进行同步后发送给存储模块4和通信模块5。

存储模块4存储第一位置参数和第二位置参数。在离线工作模式下，存储模块4还存储第三位置参数和第四位置参数。

通信模块5将第一位置参数和第二位置参数发送给服务器，以使服务器根据第一位置参数和第二位置参数对第一物体的运动状态进行检测，输出第一检测结果信息。

其中，通信模块5通过无线方式将第一位置参数和第二位置参数发送给服务器，无线方式具体包括：蓝牙、3G、4G、WI F I等。

具体的，服务器根据第一位置参数和第二位置参数确定第一物体的运动参数数据；根据一段时间内所述运动参数的变化判断出运动类型数据；根据运动类型数据和运动参数数据获取运动量数据和运动表现数据；查询运动类型数据对应的标准运动指标数据；将运动量数据与运动表现数据与标准运动指标数据进行比对,生成比对结果信息。

例如，在日常活动的离线工作模式下，根据大腿与重力方向的角度以及小腿与重力方向的角度能够得到髋关节角度和膝关节角度等运动参数。根据一段时间内所述运动参数的变化判断出人体运动类型，运动类型包括：站立、行走、上下楼梯、骑车等。根据运动类型数据能够对运动数据进行分类统计和分析，得到运动量数据，如步数、活动时间、行走速度、消耗卡路里等，以及运动表现数据，如步态对称性指标、步态异常指标等。每种运动类型对应有标准运动指标数据，通过运动类型数据能够查询到对应的标准运动指标数据，包括标准运动量指标和标准运动表现指标。将运动量数据与标准运动量指标数据进行对比，得到对比结果，如步数、有效活动时间是否达到推荐值，活动量是否合适。将运动表现数据与标准运动表现指标数据进行比对，得到比对结果，如行走步态是否正常等。可以将比对结果发送到用户的手机等终端进行显示，使用户可以随时了解到自身运动情况。

又例如，在康复操训练的实时工作模式下，根据大腿与重力方向的角度以及小腿与重力方向的角度能够得到髋关节角度和膝关节角度等运动参数。根据用户手动选择的运动类型，对运动数据进行统计和分析，得到运动量数据，如康复操完成次数、活动时间等，以及运动表现数据，如动作幅度、动作完成速率、关键姿态保持时间等。每种康复操对应有标准运动指标数据，通过运动类型数据能够查询到对应的标准运动指标数据面包括标准运动量指标和标准运动表现指标。将运动量数据与标准运动量指标数据进行对比，得到对比结果，如康复操完成次数是否达到推荐值。将运动表现数据与标准运动表现指标数据进行比对，得到比对结果，如康复操动作幅度、速率及关键姿态保持时间是否满足要求等。可以根据对比结果通过语音等形式进行提示，还可以实时将比对结果在手机上进行显示，使用户可以实时了解到自身运动情况。

本实用新型运动数据检测装置还包括：接收模块6(图中未示出)，与处理器3相连接，接收第一工作指令,将当前工作模式切换到第一工作指令对应的第一工作模式。

本实用新型运动数据检测装置的默认工作模式为实时工作模式，在实时工作模式状态下，第一终端可以实时将数据发送到服务器。

第一工作指令为运动数据检测装置进入离线模式的工作指令，默认的工作模式为实时工作模式，则接收到第一工作指令后，将工作模式切换到离线模式。在离线工作模式状态下，可以将数据存储一段时间后再发送到服务器。

本实用新型运动数据检测装置还包括：显示模块7(图中未示出)，与处理器3相连接，接收服务器发送的第一检测结果信息，并进行显示。

显示模块7还接收服务器根据一段时间内第一位置参数的变化对第一物体的运动状态进行检测生成的有效动作标识、无效动作标识、休眠标识，并进行显示。

处理器3根据一段时间内第一位置参数的变化对第一物体的运动状态进行检测，当检测结果信息为有效动作结果信息时，向显示模块7输出有效动作对应的有效动作标识，并保存第一位置参数和第二位置参数；当检测结果信息为无效动作结果信息时，向显示模块7输出无效动作对应的无效动作标识，并删除第一位置参数和第二位置参数；当检测结果信息为休眠信息时，向显示模块7输出对应的休眠标识，处理器3、第一传感器1及第二传感器2将进入休眠状态，降低能耗。

具体地，处理器3在进行数据处理时，首先判断运动数据是否为有效动作数据，如果为有效动作数据则保存；如果为无效动作数据，例如，在一段时间内大腿和垂直方向的夹角始终为九十度左右，说明使用者是在坐或者躺的姿态，这些姿态属于无效动作，不需要记录运动数据，则删除无效动作数据；如果为休眠状态，则通过休眠标识来提示用户，终端已进入休眠状态。

本实用新型运动数据检测装置还包括：电源模块(图中未示出)，与第一惯性传感器1、第二惯性传感器2、处理器3、存储模块4、通信模块5相连接，为第一惯性传感器1、第二惯性传感器2、处理器3、存储模块4、通信模块5供电。

本实施例中的运动数据检测装置可以应用到医疗领域，患者在进行腿部术后康复时，终端采集患者全天运动数据，按运动类型统计数据，对运动情况进行总结，计算运动量和运动表现指标，进行步态分析(对称性指标，步态异常指标)，将患者的运动数据与健康人的运动数据进行比对，得到比对结果信息，比对结果信息除了可以发送到患者的手机上之外，还可以发送到主治医生的手机上或者患者亲友的手机上，从而评估患者的康复情况。

此外，患者还能够利用该终端开展康复操训练，通过手机连接终端，手机发送第一工作指令至终端，将其切换至实时工作模式。终端采集患者康复操训练运动数据，对运动情况进行总结，计算运动量和运动表现指标，进行运动分析(动作幅度、稳定性等)，将患者的运动参数与康复操标准动作参数进行对比，得到对比结果信息，对比结果信息除了在患者手机上显示之外，还可以发送到数据服务器、主治医生的手机上或者亲友的手机上，从而记录和评估患者的康复情况。

本实用新型实施例提供的运动数据检测装置，采集物体运动部位的加速度数据和角速度数据,获取物体运动部位的位置参数,以使服务器通过物体运动部位的位置参数对运动物体的运动状态进行检测。本实用新型提供的装置，能够通过物体运动部位的位置参数来获取物体运动姿态信息，从而实现物体运动表现的评估。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种运动数据检测装置，其特征在于，所述装置包括：第一惯性传感器、第二惯性传感器、处理器、存储模块、通信模块；

所述处理器分别与所述第一惯性传感器、第二惯性传感器、存储模块、通信模块相连接；

所述第一惯性传感器采集第一运动数据，并将所述第一运动数据发送给所述处理器；所述第一运动数据包括第一物体的第一部位运动的加速度数据和角速度数据；

所述第二惯性传感器采集第二运动数据，并将所述第二运动数据发送给所述处理器；所述第二运动数据包括第一物体的第二部位运动的加速度数据和角速度数据；

所述处理器分别根据所述第一运动数据和第二运动数据获取对应的第一位置参数和第二位置参数，并发送给所述存储模块和所述通信模块；

所述存储模块存储所述第一位置参数和第二位置参数；

所述通信模块将所述第一位置参数和第二位置参数发送给服务器，以使所述服务器根据所述第一位置参数和第二位置参数对所述第一物体的运动状态进行检测，输出第一检测结果信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一惯性传感器具体包括：

三轴MEMS微加速度计，测量第一物体的第一部位运动的加速度；以及

三轴MEMS微陀螺仪，测量第一物体的第一部位运动的的角速度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二惯性传感器具体包括：

三轴MEMS微加速度计，测量第一物体的第二部位运动的加速度；以及

三轴MEMS微陀螺仪，测量第一物体的第二部位运动的角速度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一物体具体包括：人体的左/右上肢、左/右下肢。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一物体的第一部位具体包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿；所述第一物体的第二部位具体包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：接收模块，与所述处理器相连接，接收第一工作指令,将当前工作模式切换到所述第一工作指令对应的第一工作模式。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：显示模块，与所述处理器相连接，接收所述服务器发送的第一检测结果信息，并进行显示。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述显示模块还接收所述服务器根据一段时间内所述第一位置参数的变化对所述第一物体的运动状态进行检测生成的有效动作标识、无效动作标识、休眠标识，并进行显示。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电源模块，与所述第一惯性传感器、第二惯性传感器、处理器、存储模块、通信模块相连接，为所述第一惯性传感器、第二惯性传感器、处理器、存储模块、通信模块供电。