用于操作多模式传感器装置及相关联设备的方法制造方法及图纸

本申请案涉及用于操作多模式传感器装置及相关联设备的方法。本发明专利技术提供BMD，其取决于装置的操作条件而具有多个装置模式，所述操作条件例如运动强度、装置放置及/或活动类型，所述装置模式与各种数据处理算法相关联。在一些实施例中，所述BMD实施为手腕佩戴式或手臂佩戴式装置。在一些实施例中，提供用于使用所述BMD跟踪生理度量的方法。在一些实施例中，所述过程及所述BMD在由所述BMD的传感器提供的数据具有高信号(例如，高信噪比)时对所述数据应用时域分析，且在所述数据具有低信号时对所述数据应用频域分析，其促成生物计量数据的改进的准确度及速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
传感器装置可从与用户的活动相关联的传感器数据推断所关注的生物计量数据 (biometrics)。然而，在传感器装置的许多实施方案中，生物计量估计的高准确度是通过限 制传感器装置可监测的活动类型及/或活动强度而实现的。举例来说，建议将计步器佩戴 于左中腋窝位置以获得最准确的步数（霍尔瓦特（Horvath)等人，2007)。即使是理想的放 置位置，计步器也可能由于高估或低估例如乘车等一些活动中的步数而不能提供可靠的步 数。 传感器装置的放置是重要的约束。传感器装置的用户更喜欢在方便的地点佩戴其 便携式传感器装置。然而，这些便利的位置往往对于收集生物计量数据并不理想。举例来 说，传感器装置的地点可能远离活动中主要涉及或具有最强生物计量信号的（多个）身体 部位。出于此原因，当前传感器装置为准确度而牺牲便利性或为便利性而牺牲准确度。 传感器、电子设备及电源小型化的新近进展已允许以小的大小提供个人健康监测 装置的大小，个人健康监测装置在本文中也称作"生物计量跟踪"或"生物计量监测"装置。 这些生物计量监测装置可收集、导出及/或提供以下类型的信息中的一或多者：步数、走动 速度、行进距离、步调、心率、燃烧卡路里、爬上及/或爬下的楼层数、地点及/或朝向、海拔， 等等。然而，产品的小型大小限制了其供应的电力。因此，存在对于允许生物计量信息的高 速且准确计算的节能方法及硬件的需要。 本文所揭示的专利技术使得传感器装置能够使用一或多个模式以实现计算速度及准 确度同时维持能量效率。
技术实现思路
本专利技术使得传感器装置能够使用一或多个模式。在一些实施例中，不同类型的模 式同时运行。在其它实施例中，选择最适当模式或模式组以待在任何一个时刻使用。这些 模式包含但不限于不同运动强度、传感器装置放置地点（例如，其佩戴地点）及/或活动类 型。在所述模式之间自动地或手动地切换，传感器装置更准确地跟踪生物计量数据而不管 运动强度、放置地点及/或活动类型，同时维持计算效率。 本专利技术提供BMD，其取决于装置的操作条件而具有多个装置模式，所述操作条件例 如运动强度、装置放置及/或活动类型，所述装置模式与各种数据处理算法相关联。在一些 实施例中，提供用于使用BMD跟踪生理度量的方法。在一些实施例中，所述过程及BMD在由 BMD的传感器提供的数据具有高信号（例如，高信噪比）时对所述数据应用时域分析，且在 所述数据具有低信号时对所述数据应用频域分析，其促成生物计量数据的改进的准确度及 速度。 本专利技术的一些实施例提供一种使用佩戴式生物计量监测装置（BMD)跟踪用户的 生理活动的方法。所述BMD具有提供指示所述用户的生理活动的输出数据的一或多个传感 器。所述方法涉及分析由所述生物计量监测装置提供的传感器输出数据以确定在所述用户 正活动时所述输出数据具有相对低信噪比（SNR)。在所述确定之后，所述BMD即刻收集所述 传感器输出数据达足以识别所述数据的周期性分量的持续时间。接着，所述BMD使用所述 所收集传感器输出数据的频域分析以处理及/或识别所述周期性分量。所述BMD从所述所 收集传感器输出数据的所述周期性分量确定所述用户的生理活动的度量。最终，所述BMD 可呈现所述用户的生理活动的所述度量。在一些实施例中，所述BMD的所述一或多个传感 器包含运动传感器，且所述输出数据包含来自所述运动传感器的运动强度。在一些实施例 中，所述佩戴式生物计量监测装置包含手腕佩戴或手臂佩戴式装置。 本专利技术的一些实施例提供一种使用佩戴式生物计量监测装置（BMD)跟踪用户的 生理活动的方法。所述方法包含以下操作：(a)分析由所述生物计量监测装置提供的传感 器输出数据以确定所述用户参与了在所述传感器输出数据中产生相对较高SNR的第一活 动；(b)通过在时域中分析第一组传感器输出数据而量化生理度量；（c)分析由所述生物计 量监测装置提供的后续传感器输出数据以确定所述用户参与了在所述后续传感器输出数 据中产生相对较低SNR的第二活动；以及（d)通过使用频域分析处理第二组传感器输出数 据而从所述第二组传感器输出数据的周期性分量量化所述生理度量。举例来说，所述第一 活动可为跑步，其中手自由移动。所述第二活动可为推动婴儿车时的步行。在一些实施例 中，所述频域分析包含以下各者中的一或多者：傅立叶变换、倒谱变换、小波变换、滤波器组 分析、功率谱密度分析及/或周期图分析。 在一些实施例中，（d)中的所述量化操作比（b)中的所述量化每单位所述传感器 输出数据持续时间需要更多计算。在一些实施例中，（d)中的所述量化比（b)中的所述量 化每单位所述生理度量需要更多计算。 在一些实施例中，（b)及（d)各者涉及：识别来自所述传感器输出数据的周期性 分量；从所述传感器输出数据的所述周期性分量确定所述生理度量；以及呈现所述生理度 量。 在一些实施例中，所述传感器输出数据包含从所述传感器直接获得而未经预处理 的原始数据。在一些实施例中，所述传感器输出数据包含在预处理之后从所述原始数据导 出的数据。 在一些实施例中，所述佩戴式生物计量监测装置为手腕佩戴或手臂佩戴式装置。 在一些实施例中，（a)或（C)中分析传感器输出数据的所述操作涉及基于信号范 数、某些频带中的信号能量/功率、小波缩放参数及/或超出一或多个阈值的样本的数目表 征所述输出数据。 在一些实施例中，所述过程进一步涉及分析先前存储于所述生物计量监测装置上 的生物计量信息以确定所述用户参与了所述第一活动或所述第二活动。 在一些实施例中，所述一或多个传感器包含运动传感器，其中（a)或（C)中分析传 感器输出数据涉及使用运动信号来确定所述用户参与了所述第一活动还是所述第二活动。 在一些实施例中，所述第一活动涉及佩戴所述生物计量监测装置的肢体在活动期间的自由 运动。在一些实施例中，所述第二活动包括佩戴所述生物计量监测装置的所述肢体在活动 期间的减少的运动。在一些实施例中，所述第二活动涉及所述用户用佩戴所述生物计量监 测装置的肢体握持实质上非加速对象。 在一些实施例中，在时域中分析所述第一组传感器输出数据涉及将峰值检测应用 到所述第一组传感器输出数据。在一些实施例中，分析所述第二组传感器输出数据涉及识 别所述第二组传感器输出数据的周期性分量。在一些实施例中，所述第一组传感器输出数 据包含来自多轴运动传感器的仅一个轴的数据，其中所述第二组传感器输出数据包含来自 所述多轴运动传感器的两个或两个以上轴的数据。 在一些实施例中，所述频域分析涉及对时域信号进行频带带通处理（frequency band passing)，且接着在时域中应用峰值检测。在一些实施例中，所述频域分析包含找出 为平均步频的函数的任何频谱峰值。在一些实施例中，所述频域分析涉及执行费希尔周期 性测试。在一些实施例中，所述频域分析包含使用谐波来估计周期及/或测试周期性。在 一些实施例中，所述频域分析包含执行其参数模型并有运动信号调和性的一般化似然比测 试。 一些实施例进一步涉及分析传感器输出数据以将运动信号分类成两个类别：从走 路产生的信号及从不同于走路的活动产生的信号。 在一些实施例中，由所述BMD提供的生理度量包含步数。在一些实施例中，所述生 理度量包含心率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用佩戴式生物计量监测装置跟踪用户的生理活动的方法，所述佩戴式生物计量监测装置具有提供指示所述用户的生理活动的输出数据的一或多个传感器，所述方法包括：(a)分析由所述佩戴式生物计量监测装置提供的传感器输出数据以确定所述用户参与了在所述传感器输出数据中产生高于第一阈值的信噪比SNR的第一活动；(b)响应于确定所述用户参与了第一活动，呈现从第一组传感器输出数据的时域分析获得的生理度量；(c)分析由所述佩戴式生物计量监测装置提供的后续传感器输出数据以确定所述用户参与了在所述后续传感器输出数据中产生低于第二阈值的SNR的第二活动；以及(d)响应于确定所述用户参与了第二活动，呈现从第二组传感器输出数据的频域分析获得的生理度量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：洪廷旭，安德鲁·科尔·阿克斯利，谢尔顿·杰骄·袁，
申请(专利权)人：飞比特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US