基于惯性谐波的步调检测方法和系统技术方案

本文公开的方法和装置从安装到或靠近用户身体的惯性传感器的输出确定用户步调。一般，公开的步调测量系统基于从惯性传感器输出的惯性信号获取的频率测量来确定步调。更特定地，步调测量系统从由惯性传感器生成的惯性信号确定用户步调，其中该惯性信号包括一个或多个频率分量。步调测量系统确定惯性信号的峰值频率，其中该峰值频率对应于具有最大幅度的惯性信号的频率分量。在对一个或多个频率阈值比较应用峰值频率后，步调测量系统基于峰值频率和频率阈值比较来确定用户步调。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】基于惯性谐波的步调检测
技术介绍
个人健康监测仪对用户提供通过使用户能够在锻炼、运动训练、休息、日常活动、 理疗等期间监测屯、率或其他生理信息来监测他们的全面健康和体质的能力。该样的设备因 为它们变得更小且更加轻便而变得日益普遍。 除提供例如屯、率和呼吸率等身体性能信息外，个人健康监测仪还可提供关于当前 活动(例如，持续时间、距离、步调等）的性能信息。然而，如与许多参数一样，该样的信息的 准确确定可被噪声所累及。 用户的步调使用户能够监测它们相对于他们个人目标的当前性能，并且因此代表 特别有用的活动性能信息块。如本文使用的，步调代表每分钟重复的数量。例如，当用户徒 步移动时，步调代表每分钟脚重复或脚步的数量。当用户靠车辆（onwheels)移动时，步调 代表每分钟循环重复(例如，曲柄或踏板转）的数量。 常规设备可例如使用码表来监测循环步调。安装到自行车的曲柄臂和框架的传感 器系统对每分钟车轮旋转次数计数来确定骑车步调。尽管该样的设备是有用的且相当准确 的，它们是笨重的并且无法容易与多个自行车一起使用。此外，该样的设备无法提供例如跑 步者所花的每分钟步数的准确估计。从而，仍需要有能够在很多种情景中测量用户步调的 更加轻便的设备。
技术实现思路
本文公开的方法和装置从安装到或靠近用户身体(例如，设置在用户所佩戴的耳 机中)的惯性传感器的输出确定用户步调。一般，步调测量系统基于从惯性传感器输出的惯 性信号获取的频率测量来确定步调。 示范性方法从由惯性传感器生成的惯性信号确定用户步调，其中该惯性信号包括 一个或多个频率分量。方法确定惯性信号的峰值频率，其中该峰值频率对应于具有最大幅 度的惯性信号的频率分量。在对一个或多个频率阔值比较应用峰值频率后，基于峰值频率 和一个或多个频率阔值比较来确定用户步调。 在一个实施例中，步调测量系统确定用户步调。步调测量系统包括惯性传感器和 步调电路。惯性传感器配置成输出惯性信号，其包括一个或多个频率分量。步调电路操作 地连接到惯性传感器，并且包括峰值频率电路、比较电路和步调处理器电路。峰值频率电路 配置成确定惯性信号的峰值频率，其中峰值频率对应于具有最大幅度的惯性信号的频率分 量。比较电路配置成对一个或多个频率阔值比较应用峰值频率。步调处理器电路配置成基 于峰值频率和一个或多个频率阔值比较来确定用户步调。【附图说明】[000引图1示出设置在耳机中的示范性步调测量系统。 图2示出示范性步调测量系统的框图。 图3示出用于从由惯性传感器提供的数据确定步调的示范性过程。 图4示出示范性步调电路的框图。 图5示出根据一个示范性实施例用于从由惯性传感器提供的数据确定用户步调 的更详细过程。 图6A和6B示出与公开的技术方案关联的仿真结果。【具体实施方式】 本文公开的步调测量技术基于由靠近用户身体设置的惯性传感器所提供的信号 来提供用户步调的准确测量。图1示出示范性步调测量系统10的部分，其中一个或多个传 感器14设置在耳机12中，并且步调电路100例如经由有线或无线连接而操作地连接到传 感器14。步调电路100可例如经由夹子而固定到用户。耳机12可包括无线或有线耳机， 其通信到禪合于远程设备，例如音乐播放器、智能电话、个人数字助理等。尽管不需要，将意 识到步调电路100可设置在远程设备中。尽管图1将传感器14示出为耳机12的部分，将 意识到传感器14可设置在固定到用户身体的任何设备中，例如固定到耳朵、手指、脚趾、肢 体、脚踩、手腕、鼻子等的设备。在一些实施例中，设备可包括设计成使系统10附连到用户 身体上的任何期望位点的贴片，例如綱带。尽管图1示出将步调电路100示出为与耳机12 分离，将意识到步调电路100可设置在耳机12中。 步调测量系统10测量用户的步调，并且向用户和/或其他处理功能或元件输出步 调。如本文使用的，"步调"指每分钟重复或完整循环的数量。示范性用户步调包括但不限 于步速(例如，每分钟脚步或脚重复的数量)、循环速率(例如，每分钟踏板循环或循环转的 数量)、重复速率(例如，关于起重）等。将意识到步速步调可代表用户在步行、跑步、有氧运 动、爬楼梯等时的步调。此外，将意识到步调测量系统可与具有促进或实现动物移动的一个 或多个肢体或利用机器(例如，步行机器人）的任何移动动物一起使用。示范性动物包括但 不限于两足动物(例如，人、鸟等）和四足动物(例如，狗、马等)。 图2示出根据一个示范性实施例的示范性步调测量系统10的框图。系统10包括 禪合于一个或多个传感器14和输入/输出接口 16的步调电路100,其中该传感器14包括 至少一个惯性传感器14a，和可选的生理传感器14b。将意识到惯性传感器14a可包含生理 传感器或生理传感器能力。惯性传感器14a配置成感测系统10外部的能量(例如，运动)，并 且输出代表感测能量的惯性信号Si。惯性传感器14a可包括单轴传感器或多轴传感器。示 范性惯性传感器14a包括但不限于加速计、微机电系统（MEMS)设备、巧螺仪、光学传感器、 光机传感器、阻塞信道传感器、电容传感器和压电传感器。在惯性传感器14a包括多轴传感 器时，来自每个轴的频率和功率信息可组合或用别的方式评估来确定期望信息，例如峰值 频率和惯性功率。例如，可对每个轴确定谱幅度，其中谱幅度中最大的一个(平方和、平方中 最大的、绝对值总和、绝对值中最大的、平方和根、均方根和/或光谱幅度的选抽）最终用于 确定惯性功率并且识别峰值频率。步调电路100如本文公开的那样处理惯性信号Si来确定 用户步调C。输入/输出接口 16将来自用户的输入提供给步调电路，并且输出确定的步调 C。将意识到输入/输出接口 16可包括显示器、键盘或其他数据输入设备，和/或用于将步 调传送到远程设备的收发器。备选地或另外，输入/输出接口 16可向显示器、数据库、处理 器和/或处理功能提供步调。图3示出示范性方法200,其可由步调测量系统10实现来确 定用户步调C。在步调电路100从惯性传感器14a接收惯性信号Si(框210)后，步调电路 100基于Si来确定峰值频率fp(框220)。峰值频率fp代表具有最大幅度的惯性信号Si的 频率分量。步调电路100随后将峰值频率fp应用于一个或多个频率阔值比较(框230)。基 于该频率阔值比较，步调电路100确定用户步调C(框240)。 图4示出示范性步调电路100的框图，该示范性步调电路100配置成从由惯性传 感器14a输出的惯性信号确定用户步调。步调电路100包括峰值频率电路110、频率比较电 路120和步调处理器电路130。峰值频率电路110确定输入惯性信号的峰值频率。频率比 较电路120将峰值频率应用于一个或多个频率阔值比较。步调处理器电路130基于峰值频 率和一个或多个频率阔值比较来确定用户步调。[001引峰值频率电路110识别具有最大信号幅度的惯性信号的频率分量。在一个示范 性实施例中，峰值频率电路110可通过进行惯性信号的频率变换来确定谱信号而实现该目 标。峰值频率电路110然后将具有最大幅度的谱信号的频率分量识别为峰值频率。将意识 到其他手段(例如，锁相环、脉冲拾取或时域实现）可用于确定峰值频率。 频率比较电路120将峰值频率应用于一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从由惯性传感器生成并且包括一个或多个频率分量的惯性信号确定用户步调的方法，所述方法包括：确定所述惯性信号的峰值频率，所述峰值频率对应于具有最大幅度的频率分量；将所述峰值频率应用到一个或多个频率阈值比较；以及基于所述峰值频率和所述一个或多个频率阈值比较来确定所述用户步调。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：ED拉姆斯伯格，
申请(专利权)人：瓦伦赛尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US