FI121289B

FI121289B - Förfarande och anordning för att mäta en rörlig persons framåtförflyttning

Info

Publication number: FI121289B
Application number: FI20075805A
Authority: FI
Inventors: Juha Lahtinen; Ulf Meriheinae
Original assignee: Vti Technologies Oy
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2010-09-15
Also published as: EP2137493A1; CA2615211A1; JP2010525304A; FI20075805A0; US20080255800A1; JP2014145765A; EP2137493B1; CA2615211C; US9518828B2; FI20075805A; JP5801426B2; EP2137493A4; WO2008125730A1

Claims

1. Ett förfarande för att mätä hur en person i rörelse framskrider, kännetecknat av att minst en av följande 5 storheter, som beskriver hur den person som är i rörelse framskrider: hastighet, stegfrekvens, antalet steg, steglängd, distans och framskridningssätt, beräknas med hjälp av de stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska accelerationerna ö+samt de för 10 inbromsningsfasen karakteristiska accelerationerna a~ , som erhälls frän de accelerationsvärden som uppmätts med hjälp av en accelerationssensor, samt av den uppmätta tiden sä att de nämnda stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska accelerationerna a+ 15 erhälls i form av stegcykelspecifikä medelvärden för accelerationssensorns digitalt filtrerade signaler a‘n över de tider som valts under den positiva halvfasen och de för inbromsningsfasen karakteristiska accelerationerna a~ erhälls i form av stegcykelspecifikä medelvärden för 20 accelerationssensorns digitalt filtrerade signaler över de tider som valts under den negativa halvfasen.

2. Ett förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den funktion som används i den digitala filtreringen 25 är: a am =ain/yl[l + (f/fo)\ r väri f är frekvensen och en lämpligt vald gränsfrekvens.

3. Ett förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att de stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska accelerationerna a+ erhälls i form av stegcykelspecifikä maximivärden för accelerationssensorns 30 digitalt viktat filtrerade signaler a‘n och de för inbromsningsfasen karakteristiska accelerationerna a~ erhälls i form av stegcykelspecifikä minimivärden för accelerationssensorns digitalt viktat filtrerade signaler 5 a‘n sä att den funktion som används i den digitala viktade filtreringen är: a out (n) = (1 - k)* aout (/1-1)+ ain * k r vari n anger den n : te angivelsen och k är en viktningsfaktor. 10

4. Ett förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att de stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska accelerationerna a+ erhälls i form av stegcykelspecifikä medelvärden för accelerationssensorns 15 digitalt viktat filtrerade signaler a‘n över de tider som valts under den positiva halvfasen och de för inbromsningsfasen karakteristiska accelerationerna a~ erhälls i form av stegcykelspecifikä medelvärden för accelerationssensorns viktat filtrerade signaler a‘n över 20 de tider som valts under den negativa halvfasen sä att den funktion som används i den digitala viktade filtreringen är: «<*f M = 0 - k)*aout (*-!) + ain * k f väri n anger den n : te angivelsen och k är en 25 viktningsfaktor.

5. Ett förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-4, kännetecknat av att hastigheten v beräknas med hjälp av de karakteristiska accelerationerna 30 a+ och/eller a~ pä följande sätt: v= f{a+)=k*\a+\ , , J v J 1 1 , eller 31 v = f (a-) = &*|α-| f väri k är en konstant.

6. Ett förfarande enligt nägot av de föregäende 5 patentkraven 1-5, kännetecknat av att man vid beräkningen av de storheter som beskriver hur en person i rörelse framskrider erhäller den tid ^tap som använts för ett stegpar frän tiden mellan tvä ekvivalenta punkter pä den accelerationskurva som erhällits av de uppmätta 10 accelerationsvärdena, säsom maximivärdet, minimivärdet eller överskridningen eller underskridningen av ett visst värde.

7. Ett förfarande enligt patentkrav 6, kännetecknat av 15 att steglängden Saskel av ett steg eller steglängden S“p av ett stegpar beräknas med formeln: V zz — Ψ V ^ At askel ~ ap C = V * Λ t 2 eller Sap V IXtap '

8. Ett förfarande enligt patentkrav 6 eller 7, f 20 kännetecknat av att stegparens stegfrekvens ap eller f stegens stegfrekvens J askel beräknas med formeln: f ap — 1 / ^tap 0 -γ -y g r fiskel ~ 2 / Δί ap

9. Ett förfarande enligt patentkrav 7 eller 8, 25 kännetecknat av att stegparens antal nberäknas pa basis av antalet n av de ekvivalenta punkter pä accelerationskurvan, säsom exempelvis maximivärdet, minimivärdet eller överskridningen eller underskridningen av ett visst värde, som erhällits frän de uppmätta 30 accelerationsvärdena. 32

10. Ett förfarande enligt patentkrav 7, 8 eller 9, kännetecknat av att den tillryggalagda sträckan s beräknas som en summa av stegens eller stegparens steglängder: n n S = 2*T,S askelia * = 5 i=l eller i=1

11. Ett förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-10, kännetecknat av att man i förfarandet skiljer frän varandra olika fortskridningsformer, säsom 10 gäng, löpning och skidäkning pä basis av maximi- och minimiaccelerationen, de karakteristiska accelerationsvärdena a+ och a~ och/eller stegfrekvensen.

12. Ett förfarande enligt patentkrav 11, kännetecknat av 15 att man i förfarandet utför en individuell kalibrering för vart och ett fortskridningssätt, säsom för löpning, gäng, stavgäng eller längdäkning pä skidor.

13. Ett förfarande enligt nägot av de föregäende 20 patentkraven 1-12, kännetecknat av att förfarandet är tillämpat för användning vid steg-för-steg-navigering.

14. En anordning för att mätä fortskridandet för en person i rörelse, kännetecknad av att anordningen är 25 anpassad för att mätä acceleration och tid pä sä sätt att minst en av följande storheter som beskriver hur personen i rörelse fortskrider: hastighet, stegfrekvens, antalet steg, steglängd, distans och fortskridningssätt, beräknas med hjälp av de stegcykelspecifikä för accelerationsfasen 30 karakteristiska accelerationer a+ samt de för uppbromsningsfasen karakteristiska accelerationer a~ som erhälls av de accelerationsvärden som uppmätts med hjälp av en accelerationssensor, samt den uppmätta tiden sä att anordningen är anpassad för att bestämma de nämnda 33 stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska accelerationerna a+ i form av stegcykelspecifikä medelvärden för accelerationssensorns digitalt filtrerade signaler a‘n over tider valda under tiden för den positiva 5 halvcykeln och de för uppbromsningsfasen karakteristiska accelerationerna a~ i form av stegcykelspecifikä medelvärden för accelerationssensorns digitalt filtrerade signaler a‘n över tider valda under tiden för den negativa halvcykeln. 10

15. En anordning enligt patentkrav 14, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att i den digitala filtreringen använda funktionen: r 15 väri f är frekvensen och en lämpligt vald gränsfrekvens.

16. En anordning enligt patentkrav 14, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att bestämma de 20 stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska accelerationerna a+ säsom stegcykelspecifikä maximivärden för accelerationssensorns digitalt viktade filtrerade signaler och de stegcykelspecifikä för uppbromsningsfasen karakteristiska accelerationerna a~ 25 som stegcykelspecifikä minimivärden för accelerationssensorns digitalt viktade filtrerade signaler a‘n sä att anordningen i den digitala viktade filtreringen är anpassad för att använda funktionen: “out W = (1 - k)* aout (»-!)+ ain * k r 30 väri n anger den n : te angivelsen och k är en viktningsfaktor. 34

17. En anordning enligt patentkrav 14, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att bestämma de stegcykelspecifikä för accelerationsfasen karakteristiska 5 accelerationerna a+ säsom stegcykelspecifikä medelvärden för accelerationssensorns digitalt viktat filtrerade signaler a‘n over tider valda under tiden för den positiva halvcykeln och de för uppbromsningsfasen karakteristiskä accelerationerna a~ i form av stegcykelspecifikä 10 medelvärden för accelerationssensorns digitalt viktat filtrerade signaler över tider valda under tiden för den negativa halvcykeln pä sä sätt att anordningen i den digitala viktade filtreringen är anpassad för att använda funktionen: 15 aout M = (l - k)*aout {n -1)+ain * k ^ väri n anger den n : te angivelsen och k gr en viktningsfaktor.

18. En anordning enligt nägot av de föregäende 20 patentkraven 14-17, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att beräkna hastigheten v med hjälp av de karakteristiska accelerationerna a+ och/eller a~ pä följande sätt: v = f(a+)=k*\a+\ J v 7 1 1 , eller 25 v = f{a-) = k*\a-\' väri k är en konstant.

19. En anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-18, kännetecknad av att anordningen är 30 anpassad för att bestämma den tid som använts för ett stegpar ^tap under tiden mellan tvä ekvivalenta punkter pä den accelerationskurva som erhällits av de uppmätta 35 accelerationsvärdena, säsom maximivärdet, minimivärdet eller överskridning eller underskridning av ett visst värde.

20. En anordning enligt patentkrav 19, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att beräkna steglängden pä s s ett steg askel eller steglängden pä ett stegpar ap enligt formeln: Saskel — — * V * At ap = V * At 2 eller ap ap . 10

21. En anordning enligt patentkrav 19 eller 20, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att f beräkna stegparens stegfrekvens p eller stegens f stegfrekvens JasM enligt f ormeln: ^ Cj fap ^ ' Δίαρ fpWfppp f askel 2' ^ap

22. En anordning enligt patentkrav 20 eller 21, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att beräkna antalet stegpar n pä basis av antalet n av de 20 ekvivalenta punkter pä accelerationskurvan, säsom exempelvis maximivärdet, minimivärdet eller överskridning eller underskridning av ett visst värde, som erhällits frän de uppmätta accelerationsvärdena.

23. En anordning enligt patentkrav 20, 21 eller 22, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att beräkna den tillryggalagda sträckan s som summan av stegen eller stegparen: n n ^ = * = XsaP(0 i=l eller 1=1 30 36

24. En anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-23, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att skilja frän varandra fortskridningssätt säsom gang, löpning och skidäkning pä basis av maximi- och 5 minimiaccelerationen, de karakteristiska accelerationsvärdena a+ och a~ och/eller stegfrekvensen.

25. En anordning enligt patentkrav 24, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att utföra en individuell 10 kalibrering för vart och ett fortskridningssätt, säsom för löpning, gäng, stavgäng eller längdäkning pä skidor.

26. En anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-25 kännetecknad av att anordningen är 15 anpassad för användning vid steg-för-steg-navigering.

27. En anordning enligt patentkrav 26, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att fungera tillsammans med en höjdmätare, satellitnavigeringsutrustning och/eller 20 en magnetometer.

28. En anordning enligt patentkrav 26 eller 27, kännetecknad av att anordningen är anpassad för att ta emot och/eller utnyttja kartdatabasinformation och/eller 25 terränglutningsinformation.

29. Ett skodon, kännetecknat av att skodonet innefattar en anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-28 för att mätä hur en person i rörelse fortskrider. 30

30. En anordning som skall placeras pä bälen pä en person i rörelse, kännetecknad av att anordningen innefattar en anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-28 för att mätä hur en person i rörelse fortskrider. 35 37

31. En anordning som skall placeras pä armen pä en person i rörelse, kännetecknad av att anordningen innefattar en anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-28 för att mätä hur en person i rörelse fortskrider. 5

32. En display för en person i rörelse, kännetecknad av att displayen är anpassad för att fungera tillsammans med en anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-28, som mäter hur en person i rörelse fortskrider. 10

33. Ett system för att möta hur en person i rörelse fortskrider, kännetecknat av att systemet innefattar en anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven 14-28, som mäter hur en person i rörelse fortskrider samt en 15 display för en person i rörelse, som anpassats för att fungera tillsammans med denna anordning.

34. Ett system enligt patentkrav 33, kännetecknat av att nämnda anordning för att mätä hur en person i rörelse 20 fortskrider samt nämnda display för en person i rörelse är integrerade tili en anordning.