运动确定设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于确定运动对象的运动的运动确定设备，其中，所述运动确定设备(1)包括用于定位在所述运动对象(4)处的多轴加速度计(2)，其中，所述多轴加速度计(2)适于生成指示沿不同空间轴的加速度的加速度计信号。所述运动确定设备还包括通过组合不同空间轴的加速度计信号生成指示对象(4)的运动的运动信号的运动信号生成单元(3)。即使轴接近运动的旋转轴，组合不同空间轴的加速度计信号也生成具有大的信噪比的运动信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种运动确定设备以及一种用于确定运动对象的运动的方法。本专利技术还涉及一种对应的计算机程序。
技术介绍
WO 2004/043263A2公开了一种用于人和动物身上的监测呼吸运动的装置，其用于控制呼吸运动，尤其是控制婴儿的呼吸暂停时间。该装置包括加速度计和微控制器，其中，加速度计包括运动探测器和多个输出插头，并且其中，微控制器包括多个输入插座。多个输出插头连接到所述多个输入插座，并且微控制器包括连接到报警模块(means)的信号输出。
技术实现思路
WO 2004/043263A2中公开的监测呼吸运动的装置依赖于沿单个空间轴的加速度计信号。由于该加速度计信号中与呼吸相关的变化是由相对于重力的取向变化导致的，所以当空间的单个轴相对于重力的取向未因呼吸而变化时会出现问题，因为在这种情况下，利用所述单个轴不能监测呼吸。例如，如果呼吸诱发的运动是绕着空间的单个轴自身的旋转，不管其相对于重力的取向如何，都可能发生这种情况。此外，如果呼吸诱发的运动是绕着接近加速度计的空间单个轴的旋转轴旋转，仅测量到具有低信噪比的小加速度计信号。这降低了呼吸导致的加速度计信号的质量。本专利技术的目的是提供一种用于确定运动对象的运动的运动确定设备和方法，其中，通过利用加速度计生成指示运动的运动信号，并且其中，改善了运动信号的质量。在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于确定运动对象的运动的运动确定设备，其中，该运动确定设备包括：-多轴加速度计，其用于定位在运动对象处，其中，所述多轴加速度计适于生成指示沿不同空间轴的加速度的加速度计信号，-运动信号生成单元，其用于通过组合不同空间轴的加速度计信号来生成指示所述对象的运动的运动信号。由于加速度计是多轴加速度计，所以作为绕多轴加速度计的轴中的一个旋转的运动产生多轴加速度计的轴中的另一个的加速度计信号变化。于是，即使轴接近应当由多轴加速度计探测的运动的旋转轴，组合不同空间轴的加速度计信号也产生大的并且具有大信噪比的运动信号。这样改善了信号，即运动信号的质量，并因此便于对信号的进一步处理。例如，用于从运动信号自动确定呼吸速率或心率的算法，如果该确定过程所依据的运动信号的质量得到改善，具体而言，如果增大了运动信号的信噪比，则生成改善的结果。多轴加速度计优选是适于生成指示沿三个正交空间轴的加速度的三个加速度计信号的三轴加速度计，其中，运动信号生成单元适于组合这三个加速度计信号以生成指示对象的运动的运动信号。优选地，所述多轴加速度计适于定位在人的身体部分上，其中，所述运动信号生成单元适于生成指示人的呼吸和心脏活动中的至少一项的运动信号。为了生成指示呼吸的运动信号，多轴加速度计优选定位在下方肋骨处，大致在中央和侧位之间一半处。然而，多轴加速度计还可以位于其他位置，例如，在腹部，具体而言，如果由于像术后伤口的身体体格造成限制时。为了生成指示心率的运动信号，多轴加速度计优选定位在腹部/胸廓的左侧。此外，优选将加速度计定位在下方肋骨处，具体而言，在肋骨左下方。用于生成指示心率的运动信号的多轴加速度计的另一优选位置是胸廓上更高的位置或腹部上更下的位置。具体而言，为了测量指示心率的运动信号，还优选用于确定指示呼吸的运动信号的优选位置。具体而言，为了生成指示呼吸和心率的运动信号，优选将多轴加速度计定位在下方肋骨处，左侧中央-侧位一半处。优选地，所述运动确定设备还包括根据所生成的运动信号确定呼吸速率的呼吸速率确定单元和确定心率的心率确定单元。这样允许对呼吸速率和/或心率进行舒适、低成本、连续并且流动的监测。在实施例中，如果已经在屏息状态中生成加速度计信号，所生成的运动信号基频为心率。如果在人正在呼吸时生成加速度计信号，则认为运动信号的基频对应于呼吸速率。优选地，所述运动确定设备还包括滤波(filtering)单元，其用于对加速度计信号进行滤波，使得对应于要确定的运动的可能频率的频率通过滤波单元。这样降低了噪声以及可能不希望的对加速度计信号的环境影响。如果运动信号应当指示呼吸，滤波单元优选适于滤波加速度计信号，使得对应于呼吸运动的可能频率的频率通过滤波单元。在这种情况下，0.1到2Hz的频率范围内的频率优选通过滤波单元。如果运动信号生成单元适于生成指示人的心脏活动的运动信号，滤波单元优选适于滤波加速度计信号，使得对应于心脏活动的可能频率的频率通过滤波单元，例如，滤波单元可以适于滤波加速度计信号，使得0.5Hz到3Hz的频率范围内的频率通过滤波单元。进一步优选地，所述运动信号生成单元适于基于时间上在先的时间帧中生成的加速度计信号重复地生成运动信号。这样能够针对实际情况，例如，针对多轴加速度计的实际轴取向，来调整加速度计信号的组合。例如，即使人改变他的/她的姿势，这样也允许确定指示人的呼吸和心脏活动中的至少一项的运动信号。时间帧例如是20秒或更小的时间帧。进一步优选地，所述运动信号生成单元适于组合加速度计信号，使得具有最大加速度变化的加速度计信号大部分贡献于运动信号。由于具有最大加速度变化的加速度计信号被认为具有最大信噪比，通过组合加速度计信号，使得具有最大加速度变化的加速度计信号大部分贡献于运动信号，能够提高运动信号的信噪比。优选地，运动信号生成单元适于组合加速度计信号，使得在对应于要确定的运动的频率范围内具有最大加速度变化的加速度计信号大部分贡献于运动信号。进一步优选地，所述运动信号生成单元适于线性组合不同空间轴的加速度计信号，其中，对加速度计信号进行加权，使得具有最大加速度变化的加速度计信号具有最大权重。运动信号生成单元优选适于根据相应加速度计信号与具有最大加速度变化的加速度计信号的相关性来确定加速度计信号的权重，其中，如果相应的相关性更大，则相应加速度计信号的权重更大。这样允许生成运动信号，使得具有最大加速度变化的加速度计信号大部分贡献于运动信号。优选使用所谓的“样本相关系数”或“Pearson积矩相关系数”来确定相关性。进一步优选地，所述运动信号生成单元适于根据相应加速度计信号与具有最大加速度变化的加速度计信号的相关性来确定加速度计信号的权重，其中，相应加速度计信号的权重为相关性的标志。这样允许根据不同空间轴的加速度计信号的相位关系对其进行组合，使得具有最大加速度变化的加速度计信号大部分贡献于所生成的运动信号。进一步优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.05 EP 09162004.71.一种用于确定运动对象的运动的运动确定设备，其中，所述运动确
定设备(1)包括：
-多轴加速度计(2)，其用于定位在所述运动对象(4)处，其中，所述
多轴加速度计(2)适于生成指示沿不同空间轴的加速度的加速度计信号，
-运动信号生成单元(3)，其用于通过组合不同空间轴的所述加速度计
信号来生成指示所述对象(4)的所述运动的运动信号。
2.根据权利要求1所述的运动确定设备，其中，所述多轴加速度计(2)
适于定位在人的身体(4)处，其中，所述运动信号生成单元(3)适于生
成指示所述人的呼吸和心脏活动中的至少一项的运动信号。
3.根据权利要求2所述的运动确定设备，其中，所述运动确定设备(1)
还包括用于根据所生成的运动信号确定呼吸速率的呼吸速率确定单元(5)
和确定心率的心率确定单元(6)中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的运动确定设备，其中，所述运动确定设备(1)
还包括滤波单元(7)，其用于对所述加速度计信号进行滤波，使得与要确
定的所述运动的可能频率对应的频率通过所述滤波单元(7)。
5.根据权利要求1所述的运动确定设备，其中，所述运动信号生成单
元(3)适于基于时间上在先的时间帧中生成的加速度计信号重复生成所述
运动信号。
6.根据权利要求1所述的运动确定设备，其中，所述运动信号生成单
元(3)适于组合所述加速度计信号，使得具有最大加速度变化的加速度计
信号对所述运动信号贡献最多。
7.根据权利要求1所述的运动确定设备，其中，所述运动信号生成单
元(3)适于线性地组合不同空间轴的所述加速度计信号，其中，对所述加
速度计信号进行加权，使得具有最大加速度变化的加速度计信号具有最大
权重。
8.根据权利要求7所述的运动确定设备，其中，所述运动信号生成单
元(3)适于根据加速度计信号与具有最大加速度变化的加速度计信号的相
关性来确定相应加速度计信号的权重，其中，所述相应加速度计信号的权
重是所述相关性的符号。
9.根据权利要求1所述的运动确定设备，其中，所述运动信号生成单
元(3)适于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·G·G·莫伦，A·靳，B·尹，H·杜里克，R·M·阿尔特斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：