[发明专利]用于配置运动传感器的方法以及可配置运动传感器和用于配置这样的运动传感器的系统

说明书

技术领域

本发明涉及运动传感器，尤其涉及可以被用于各种各样的体育运动、健身（fitness）、流动监测和治疗应用的通用运动传感器。本发明具体与用于配置这样的通用运动传感器的方法、对应的可配置运动传感器以及用于配置这样的运动传感器的系统有关。

背景技术

运动传感器在体育运动中已经变得非常流行，用于确定各种性能度量。在自行车运动中，车把上的小型计算机很常见，用于向骑手提供关于经过时间、行进距离、速度以及脚踏节奏的信息。在慢跑运动中，经过时间、行进距离、速度和步调是最受关注的。采用非常不同的物理方法来测量和确定所关注的数据。

加速度计被应用于自行车，用于各种目的，例如，在倾角计、速度和节奏传感器中，以及用于确定曲柄和踏板位置、脚踏功率等。同时，适合于这些任务的微型加速度计是可以容易地从制造商（例如Analog Devices, Inc.或VTI Technologies）获得的廉价批量产品。此外，测量角速度的微型陀螺仪也可以被用于运动感测。该装置可从例如Murata Manufacturing Co., Ltd获得。

US 4,526,036公开了一种节奏计，其包括意在被安装在自行车的非转动部分上的用于测量加速度的装置。基于测量在每个脚踏周期期间由骑自行车的人向踏板施加的变化力所引起的自行车在其行进方向上的加速和减速的交替阶段，来确定节奏。EP1213561B1中所描述的测量装置中采用了类似的技术。此测量装置包括加速度计，其被安装在自行车上使得其测量轴与行进方向一致。对加速度计的输出信号进行处理以便提取脚踏的频率，即脚踏节奏。此外，WO 2008/058164 A2介绍了一种基于曲柄组的自行车功率测量装置，其中需要脚踏节奏作为功率计算的一部分。结合确定脚踏节奏，被提及的是，被安装在曲柄组上的加速度计可以被用来测量相对于曲柄取向的重力的方向。在WO 2010/000369 A1中，描述了装置中用于对自行车运动功率输出进行测量的加速度计的使用，其中加速度计被嵌入用螺栓固定到骑自行车人的鞋的自行车夹板中，或者替代地被安装在自行车的踏板或骑自行车人的腿或脚上。提出基于分别测量来自加速度计的输出信号的连续最小和最大值之间的经过时间来确定节奏，该最小和最大值分别出现在曲柄每次回转的上止点和下止点。自行车系统和骑手设备的制造商Mavic，在其被集成到穿在骑自行车人踝关节处的弹力织物中的“Smart Cadence”脚踏节奏传感器中采用加速度计。在国际申请PCT/EP2010/065537中，本发明人提出了一种用于从被布置在自行车的车轮处的2/3-轴加速度计的输出确定骑自行车人的脚踏节奏以及自行车的行进速度二者的方法。

慢跑传感器，像由Polar或Nike所提供的步幅传感器一样，采用加速度计来从脚步的步调确定距离和速度。US 6,018,705中描述了这样的解决方案。由慢跑者进行的踏步期间脚与地面接触的时间段，以及由慢跑者进行的踏步之间脚不与地面接触的时间段，通过处理和分析加速度计的输出信号来确定。

基于加速度计的运动传感器也可以被应用于各种各样的其他体育运动中，例如划船、滑雪、越野滑雪、高尔夫、锻炼、游泳、滑冰、轮滑等，以分析运动员的特性运动和活动。相关联的性能度量的计算通常不如数步子或检测车轮转动那么直接，但其为本领域的技术人员所熟知，如大量的涉及此主题的专利文献所证明的那样。在下面给出了来自采用加速度计的运动传感器的不同体育运动的一些代表性示例。US 7,689,378 B2描述了利用三轴加速度计连同三轴陀螺仪以及三轴磁力计的运动感测设备，并公开了用于分析高尔夫击球的技术。US 2010/0204952 A1描述了一种便携式手腕佩戴的装置，用于在游泳时确定关于人体运动的信息。WO 98/42413 A1公开了一种锻炼监测系统。WO 01/10508 A1描述了一种康复装置。US 6,980,118 B2公开了一种用于测量划船中桨程等级的方法和设备。

在上文所示的众多应用中，运动感测装置基本上总是相同的，即包括以加速度计和/或陀螺仪形式的传感器元件，用以测量运动，处理元件，用以处理传感器元件的输出和从其确定性能度量，通信元件，用以将确定的数据/信息从传感器的位置发送到其被显示给用户的远程单元。各个运动传感器装置之间的区别本质上存在于用来计算所期望的性能度量的处理算法以及附着装置中，该附着装置能够在适当的测量位置处，即在运动员身体的一部分上或者在正被运动员所使用的一件运动器材的一部分上，对运动传感器装置进行安全固定。