用于检测与身体活动相关的参数的可穿戴检测器制造技术

本发明专利技术涉及用于检测与身体活动相关的参数的可穿戴检测器(1)，包括：‑可穿戴在用户头部上的支撑物(2)、‑连接到所述支撑物的声音信号再现装置(6)、‑加速度计(13)、‑陀螺仪(14)、‑无线信号收发设备(8)、‑控制单元(7)，控制单元(7)可操作地连接到声音信号再现装置(6)、加速度计、陀螺仪和收发设备(8)，至少以便管理所述设备之间的数据流，其中所述支撑物(2)包括其中至少容纳有加速度计和/或陀螺仪的密封腔室(10)，所述支撑物(2)具有这样的布置：在被穿戴的情况下，所述腔室(10)被基本上放置在用户头部的后面处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用户可穿戴的用于检测与用户的身体活动相关的参数的检测器的领域。
技术介绍
用户可穿戴的用于检测与用户的身体活动有关的参数的检测器在本领域中是已知的。取决于场景，这种检测器包括以不同方式集成在允许检测感兴趣的参数的设备中的传感器。这种检测器的特别感兴趣的使用领域是生物医学领域，在生物医学领域中这种检测器被用来监视患者/用户的一些参数。本专利技术主要涉及的另一个特别感兴趣的领域是运动领域，尤其是游泳领域：在若干个训练阶段期间，监视训练参数可能是特别有用的，例如用于获得关于运动员的健康状况、关于他/她的训练状况或关于与其直接或间接相关的其它参数的信息。在现有技术中是已知几种类型的检测器。第一种已知的检测器是在JP2011212167中描述的允许通过正好放入用户耳朵中的传感器来检测生物医学参数的检测器；特别地，所检测到的参数是血压、体温和心脉数。虽然这种设备是有用的，但是它不适于在运动领域中使用。相反，它适用于在生物医学领域中使用。所检测到的参数不与用户正面临的处境有关(他/她可能在休息)，另外，它们太受限而无法被用于其中身体活动(活动的强度、阶段等)使得这种参数甚至显著地改变的运动领域中。最后，必须要考虑的是在运动领域中使用所导致的压力与打算在生物医学领域中工作的设备被布置而针对的压力不兼容。另一种已知的检测器是在EP2229880中所描述的检测器：简单地说，该检测器涉及用户头部的带子，其用于允许检测患者的心脉、血液氧合和加速。在这种情况下，该设备也可适于在运动中使用，但是能检测的参数的数量减少，并且它们不允许精确且完整地监视与身体活动相关的所有参数。此外，传感器被安装在带子上并且它们受到干扰，这导致检测变得较不精确：例如，这种干扰有可能是：-带子从其位置的位移(带子在头部不能太紧并且在震动的情况下，如在跑步或游泳的情况下，它可能容易从其理想位置移动)和/或-在传感器和用户皮肤之间汗水层的存在-环境噪声/干扰(例如雨、风、温度的突然变化，等等)的存在。在US 2008/0154098中描述了另一个示例，US 2008/0154098描述了这样一种血氧计：该血氧计用于检测氧合和脉搏，包括集成到单个设备中的加速度计和温度计，并且可能具有与另一个移动设备的无线接口。但是，这种设备就其差的可穿戴性而言具有一些限制；而且可检测的数据不允许检测用于本专利技术的目的的感兴趣的参数。在美国2009/0097689中描述了另一种已知的设备：大体上，它是有可能附连传感器的音频外设单元。虽然它可以在运动活动中使用，但是其上设置的传感器会导致干扰以及失真的或较不精确的测量结果，因为它们容易受到外部的干扰。对于在美国2012/0274469中描述的设备以及在WO 2010/054863和美国2009/0105548中描述的那些设备，实际上也存在同样的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要克服现有技术的缺点。具体而言，本专利技术的一个目的是提供可由用户穿戴的检测器，该检测器用于检测与用户的身体活动有关的参数、能够提供精确的测量、可以监视多个信号和参数、并且能够与训练员或教练交互以及如果需要的话能够听音乐等。借助于本专利技术的设备，可以在运动员训练期间检测生物计量类型和生物力学类型这两种类型的参数，尤其是对于诸如游泳、跑步、自行车赛、越野滑雪之类的科目。在所感测到的信息可以通过使得能够检测到当前在其它现有技术设备上不能得到的数据(例如，呼吸阶段的效率)来提高运动体验的同时，它还允许识别在活动期间出现的危险情况(例如，溺水/碰撞的风险)，并且通知监视活动的进行的用户和/或其他主体。借助于本专利技术的设备，可以检测心率和呼吸速率这两者，而没有可能使测量不准确的与运动活动相关的干扰。本专利技术的基础思想是提供用于检测与身体活动相关的参数的可穿戴检测器，所述可穿戴检测器包括以下中的至少一个或多个：-可穿戴在用户头部上的支撑物，-连接到支撑物的声音信号再现装置-一个或多个麦克风-加速度计-陀螺仪-磁力计-一个或多个LED灯-一个或多个温度传感器-无线信号收发设备-控制单元，至少可操作地连接到声音信号再现装置、加速度计、陀螺仪、磁力计、LED灯和收发设备，至少以便管理上述设备之间的数据流。为简单起见，本文所使用的术语“控制单元”可以包括一个或多个放大器、滤波器、比较器、微控制器和用于操作传感器和计算运算的电路。根据本专利技术，支撑物包括其中至少容纳有加速度计和陀螺仪的密封腔室，所述支撑物具有这样的布置：在被穿戴的情况下，所述腔室被基本上放置在用户头部的后面。经过若干次研究之后，申请人已注意到以下事实：即使在头部上在置于用户头部后面的密封腔室处仅放置以上提到的两种传感器(加速度计和陀螺仪)，也允许更准确地检测游泳运动(尤其是转身和游泳时间)。通过将加速度计-陀螺仪放置在不同的位置(腕、腿、躯干)，这种数据也容易用作用于获得其它“衍生”数据(诸如游泳效率、转身效率、施加的力)的来源。本申请人已注意到，由于游泳移动的本性，可能无法检测到所有的主要参数(不可能检测到方向的反转、转身瞬间、呼吸的次数，并且因此得到关于转身效率的数据)，或可能无法以相同的精确度来完成它(一些移动会产生较小的加速度)。除了刚刚提到的游泳之外，本申请人还了解到，同样对于其它运动，传感器的定位是策略性的：头部的移动跟随着躯干的移动，并且它较少受到大的位移。本专利技术的检测器的存在还允许运动员不用穿戴除了用于监视基本参数所提供的设备之外的其它设备。根据其他的有利特性，至少无线信号收发设备的天线被放置在头部后面(优选地在枕骨处)的密封腔室中。再次参照游泳，当用于发送/接收数据的天线被放置在后面时，以无线模式安置天线的事实是最佳的，这是因为除了“仰泳”之外，它将始终在水的外面，因此允许使用“蓝牙”标准(或类似的标准)而没有干扰(记住，这种标准仅因为其工作频率而与水下使用不兼容)。相反，关于其它标准，信号将衰减得更少，因此需要更少的必要电力。根据其他的特别有利的特性，本专利技术的检测器包括连接到支撑物并且打算被插入到用户的耳腔中的至少一个耳部设备：该耳部设备容纳用于在用户的耳腔中检测声音信号的至少一个麦克风。作为组合，声音信号再现装置是用于声音信号的骨传导(bone conduction)的骨换能器，其连接到所述支撑物并且打算被放置为在他/她的耳腔外部与用户头骨的骨头接触，并且因此被容纳在耳部设备的外部，因此优选地无需任何声音信号再现装置。通过利用骨传导移动声音换能器以在耳腔外部将声音发送到用户的思想并且相反地在耳部设备内部安装麦克风以检测到用户身体内的声音的思想是尤其有利的，因为这允许检测指示用户的呼吸或嗓音的声音，而不会受到运动活动、天气状况等的影响。同时，利用骨换能器以进行声音的骨传导的事实是尤其有利的，因为(相对于通过经常集成在耳机中的扬声器可获得的声音信号传输)这种类型的声音信号传输较少受到环境的干扰，尤其是在游泳的情况下。本专利技术的另一目的是一种用于检索和/或监视用户的身体参数(例如，呼吸速率或心率)的方法。其他的有利特征是作为本说明书的组成部分的所附权利要求的目的。附图说明下面参照在附图中以示例而非限制的方式提供的非限制性示例来描述本专利技术。这些图示出了本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测与身体活动相关的参数的可穿戴检测器(1)，包括：‑可穿戴在用户头部上的支撑物(2)，‑连接到所述支撑物的声音信号再现装置(6)，‑加速度计(13)，‑陀螺仪(14)，‑无线信号收发设备(8)，‑控制单元(7)，可操作地连接到声音信号再现装置(6)、加速度计、陀螺仪和收发设备(8)，至少以便管理所述设备之间的数据流，其特征在于所述支撑物(2)包括其中至少容纳有加速度计和/或陀螺仪的密封腔室(10)，所述支撑物(2)具有这样的布置：在被穿戴的情况下，所述腔室(10)被基本上放置在用户头部的后面处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 IT MI2013A0021711.一种用于检测与身体活动相关的参数的可穿戴检测器(1)，包括：-可穿戴在用户头部上的支撑物(2)，-连接到所述支撑物的声音信号再现装置(6)，-加速度计(13)，-陀螺仪(14)，-无线信号收发设备(8)，-控制单元(7)，可操作地连接到声音信号再现装置(6)、加速度计、陀螺仪和收发设备(8)，至少以便管理所述设备之间的数据流，其特征在于所述支撑物(2)包括其中至少容纳有加速度计和/或陀螺仪的密封腔室(10)，所述支撑物(2)具有这样的布置：在被穿戴的情况下，所述腔室(10)被基本上放置在用户头部的后面处。2.如权利要求1所述的可穿戴检测器(1)，其中所述支撑物具有这样的布置：在被穿戴的情况下，所述腔室(10)被基本上放置在用户头部的枕骨处。3.如权利要求1或2所述的可穿戴检测器(1)，其中所述支撑物(2)是能够作为耳机穿戴在用户头部上的弓形支撑物。4.如权利要求1、2或3所述的可穿戴检测器(1)，包括连接到所述支撑物(2)并且打算...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·玛卡格纳诺，A·F·里纳尔多，
申请(专利权)人：X米特里克斯运动有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB