TWM622555U

TWM622555U - 結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統

Info

Publication number: TWM622555U
Application number: TW110211111U
Authority: TW
Inventors: 張天僑; 林士心; 李絡琦
Original assignee: 意想科技有限公司
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2022-01-21
Also published as: CN218793768U

Abstract

本創作係提供一種結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統，包含有一健身設備、一輔助裝置與一穿戴件，該健身設備設有一識別元件、一感測器與一第一連接部，該感測器係用以偵測健身設備之運作數據，該輔助裝置係可設置於健身設備或配戴於使用者之身體或衣物預定部位，包含電性連接之一第二連接部、一第一多軸感測器、一微控制器與一第一藍芽模組，該第二連接部係可拆卸地連接第一連接部，供接收該第一連接部傳輸之數據訊號，該第一多軸感測器係可量測身體預定部位的運動數據，該穿戴件係供配戴於使用者之手腕並無線連接輔助裝置，可接受該輔助裝置與第二多軸感測器所傳輸之運動數據與數據訊號，利用姿態辨識之技術辨識出使用者的運動類型，並計算運動的反覆次數、消耗熱量、事件等資訊，再將該資訊包裝為資料封包儲存於資料庫，或傳送至其他應用程式。

Description

結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統

本創作係與健身器材有關，更詳而言之是指一種結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統者。

按，市面上輔助進行運動之健身器材種類繁多，可供協助運動或針對身體各部位之肌肉或肺活量進行訓練，消費者可視個人需求自行選擇使用。一般來說，簡易型式的健身器材使用較為容易，較不會發生動作、姿勢或操作不當而受傷之情形，結構複雜的健身器材則需有專業的教練在旁指導使用較為安全。其次，以運動醫學之專業角度而言，無論是否使用健身器材來運動，運動時依循正確的動作，才會產生較佳的訓練效果與避免發生運動傷害，而動作是否正確，則有賴專業的教練或動作識別技術來評估。

目前主流的動作識別技術有二大類，其一係運用攝像元件之動作辨識技術，另一類是運用感測器的動作識別技術。運用攝像元件的動作識別技術主要是利用CCD或CMOS等攝像元件採集圖像，再將採集之圖像進行分析、處理以提取特徵、動作識別，此技術在動作採集之過程中需維持攝像元件與人體相對位置之固定，產生的圖像資料量龐大，需要功能強大的影像處理器與演算法才能完成影像處理，不適用於低成本、低功耗的隨身裝置，例如第202124960號『使用健身器材以辨識肢體運動動作及計算肢體運動功率的方法、裝置及系統』公開案，其利用結合於健身器材之慣性感測器偵測使用健身器材進行運動的三軸加速度訊號及三軸角速度訊號，並配合攝影機投射之紅外線受一光球反射而產生光點，攝影機接收光點後可傳送至電子裝置進行運算，以取得光球的三維X、Y、Z位移動作，以得到健身器材的運動軌跡。而運用感測器的動作識別技術主要是以陀螺儀或計步器等裝置來偵測動作之變化，成本、功耗較低，較適合應用於隨身裝置，例如智慧手錶或智慧手環所具有之計步功能，但目前運用此技術之隨身裝置動作識別功能並不多，無法滿足肢體較多動作的識別需求。

緣是，創作人乃創作出本『結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統』，其整體構成簡單，可取得運動時身體多個部位及健身設備之相關運動數據資訊。

本創作之主要目的即在提供一種結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統，其可取得運動時身體多個部位及健身設備之相關運動數據資訊，並可解析與運算以獲得運動的反覆次數、消耗熱量、事件等資訊，作為後續運動姿勢調整建議或健身套餐建議等應用，且，整體構成簡單、使用方便，甚具實用價值者。

緣是，為達成前述之目的，本創作係提供一種結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統，包含有一健身設備，供進行健身運動，包含電性連接之一識別元件、一感測器與一第一連接部，該識別元件係供健身設備之身分辨識，該感測器係用以偵測健身設備之運作數據，該第一連接部係可傳輸感測器偵測之運作數據訊號；一輔助裝置，可設置於該健身設備或配戴於使用者之身體或衣物預定部位，包含電性連接之一第二連接部、一第一多軸感測器、一微控制器與一第一藍芽模組，該第二連接部係可拆卸地連接第一連接部，供接收該第一連接部傳輸之數據訊號，該第一多軸感測器係可量測身體預定部位的運動數據，該微控制器係可接收第一多軸感測器與第二連接部之運動數據與數據訊號，並透過該第一藍芽模組輸出；一穿戴件，供配戴於使用者之手腕並無線連接該輔助裝置，包含電性連接之一第二藍芽模組、一第二多軸感測器、一資料庫與一處理單元，該第二藍芽模組係可接收第一藍芽模組輸出之運動數據與數據訊號，該第二多軸感測器係可量測手腕的運動數據，該處理單元係可接受第二藍芽模組與第二多軸感測器所傳輸之運動數據與數據訊號，利用姿態辨識之技術辨識出使用者的運動類型，並計算運動的反覆次數、消耗熱量、事件等資訊，再將該資訊包裝為資料封包儲存於資料庫，或傳送至其他應用程式。

較佳地，該識別元件係電子元件之識別碼。

較佳地，該感測器係可偵測健身設備之運作次數及/或速度等運作數據。

較佳地，該輔助裝置之本體可為戒指、項鍊、手環或腳鍊等裝飾配件之一。

較佳地，該本體一端更設有一第三連接部，該輔助裝置更包含一充電件，該充電件包含一充電座與一夾持裝置，該充電座之一端設有一第四連接部，可拆卸地連接該第三連接部，該充電座設有若干電池，可透過該第三、第四連接部之連接傳輸電力至輔助裝置，該夾持裝置係供夾持衣物。

較佳地，各該第一、第二、第三、第四連接部係磁吸式連接器。

較佳地，該第一、第二多軸感測器係九軸感測器。

較佳地，該處理單元係基於姿態辨識技術之應用程式。

較佳地，該健身設備係啞鈴、槓鈴或健身環等運動器材之一。

較佳地，該穿戴件係智慧手錶或智慧手環之一。

10:健身動作偵測系統

12:健身設備

14:輔助裝置

16:穿戴件

22:識別元件

24:感測器

26:第一連接部

28:本體

30:充電件

32:第二連接部

34:第一多軸感測器

36:微控制器

38:第一藍芽模組

40:第三連接部

42:充電座

44:夾持裝置

46:第四連接部

48:第二藍芽模組

50:第二多軸感測器

52:處理單元

54:資料庫

第一圖係本創作一較佳實施例之系統圖。

第二圖係本創作一較佳實施例之姿態辨識流程圖。

以下，茲舉本創作一較佳實施例，並配合圖式做進一步之詳細說明如後：請參閱第一圖與第二圖所示，本創作一較佳實施例結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統10，包含有一健身設備12、一輔助裝置14與一穿戴件16。

該健身設備12，係習知啞鈴、槓鈴或健身環等運動器材之一，但不限，可供進行健身運動，包含電性連接之一識別元件22、一感測器24與一第一連接部26，該識別元件22係習知電子元件之識別碼(ID Code，如Tag ID等)，供健身設備之身分辨識，該感測器24係習知可偵測健身設備12運作次數及/或速度等運作數據之電子元件或感測器，如習知九軸感測器(9個自由度慣性導航感測器，可量測三軸加速度、角速度及磁場)等，該第一連接部26係習知磁吸式連接器，可傳輸該感測器24偵測之運作數據訊號。

該輔助裝置14，包含一本體28、一充電件30及設於本體28並電性連接之一第二連接部32、一第一多軸感測器34、一微控制器36與一第一藍芽模組38。該本體28可為戒指、項鍊、手環或腳鍊等裝飾配件之一，可供配戴於手指、脖子、胸口或腳等身體部位，其一端設有一第三連接部40，係習知磁吸式連接器，該充電件30具有一充電座42與一夾持裝置44，該充電座42概如習知內含若干電池(圖中未示)之充電座，其一端更設有一第四連接部46，係習知磁吸式連接器，可拆卸地連接該第三連接部40，該充電件30可透過第三、第四連接部40、46之連接傳輸電力，供應各該第一多軸感測器34、一微控制器36與一第一藍芽模組38運作之電力，該夾持裝置44係夾子，但不限，可供夾持於衣物而位於身體任何部位。該第二連接部32係習知磁吸式連接器，可連接該第一連接部26，使該輔助裝置14固定於健身設備12一側，用以可接收該第一連接部26傳輸之感測器24監測數據訊號，該第一多軸感測器34係習知九軸感測器(9個自由度慣性導航感測器，可量測三軸加速度、角速度及磁場)，可量測手指、脖子、胸口或腳等身體部位的運動數據，該微控制器36(MCU)係可接收第一多軸感測器34與第二連接部32之運動數據與數據訊號，並提供運算、處理該第一多軸感測器34與第二連接部32之運動數據與數據訊號，再透過該第一藍芽模組38輸出運動數據與數據訊號封包至穿戴件16。

該穿戴件16，係智慧手錶或智慧手環之一，本實施例係智慧手錶，可供配戴於使用者之手腕並無線連接該輔助裝置14，包含電性連接之一第二藍芽模組48、一第二多軸感測器50、一處理單元52與一資料庫54。該第二藍芽模組48係可接收第一藍芽模組38輸出之運動數據與數據訊號封包，該第二多軸感測器50亦為習知九軸感測器，可量測手腕的運動數據，該處理單元52係基於姿態辨識技術之應用程式(APP)，可接受該第二藍芽模組48與第二多軸感測器50所傳輸之運動數據與數據訊號，利用習知姿態辨識技術辨識出使用者的運動類型，並計算運動的反覆次數(如伏地挺身/仰臥起坐的次數)、消耗熱量、事件(如開始運動/正在運動/休息狀態等事件)等資訊，再將該資訊包裝為資料封包儲存於資料庫54以便使用者管理，或傳送至其他應用程式(例如電腦或手機之應用程式)供運用，例如運動姿勢調整建議、健身套餐建議等應用。

藉此，本創作該結合健身設備與輔助穿戴裝置之健身動作偵測系統10可供使用者使用健身設備12運動時，利用該輔助裝置14、穿戴件16與健身設備12之配合，取得運動時身體多個部位之相關姿態數據資訊及健身設備12之運動數據，其使用方式及特色、功效如下：

該穿戴件16係配戴於手腕，可供偵測手腕之姿態向量，而該輔助裝置14則可作為運動時手腕之外的另一個姿態輔助偵測點，例如，將該輔助裝置14穿戴於腳上(腳鍊型式)，即可偵測腳部運動之姿態向量，而將該輔助裝置14配戴於脖子或胸口(項鍊型式)，即可偵測身軀運動之姿態向量。該輔助裝置14所偵測之身體部位之姿態向量數據可透過第一藍芽模組38傳送至穿戴件16之第二藍芽模組48，則該穿戴件16之處理單元52會解析來自輔助設備14的藍芽封包，並估測該輔助裝置14所穿戴身軀部位的姿態，同時取得該第二多軸感測器50之數據中的六軸數據(加速度、角速度)用於姿態辨識以得到姿態標籤，並執行狀態分析演算法融合手腕姿態與身軀的姿態向量，以及當前的運動姿態標籤，計算出運動的反覆次數、消耗熱量、事件等資訊後包裝為資料封包儲存於資料庫54。

此外，亦可將該第二連接部32磁吸第一連接部26，而使該輔助裝置14固定於健身設備12，如此一來，該輔助裝置14可識別健身設備12之識別碼，並讀取該健身設備12之感測器24數據，以此取得更多運動資訊，用於後續的健身運動、狀態分析演算法。

綜上所述，本創作所提供結合健身設備與輔助穿戴裝置之之健身動作偵測系統，其透過各該輔助裝置、穿戴件與健身設備之配合，並利用該本體或充電件之掛夾可將輔助裝置固定於身體或衣物之多處位置，可取得運動時身體多個部位之姿態向量及健身設備之相關數據資訊，並可將相關運動數據傳輸至該穿戴件進行解析與運算，進而獲得運動的反覆次數、消耗熱量、事件等資訊，可作為後續運動姿勢調整建議或健身套餐建議等應用，且，整體構成簡單、使用方便，甚具實用價值；緣是，本創作確實符合新型專利之要件，爰依法提出申請。

惟，以上所述僅為本創作之一較佳實施例，當不能以此限定本創作之申請專利保護範圍，舉凡依本創作之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本創作申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。