用于对对象的周期性运动的循环数目进行计数的设备、方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于对对象的周期性运动的循环数目进行计数(例如，用于对人的步子计数)的设备、系统和方法。为了使得能够基于不连续加速度计数据更精确地对对象的周期性运动的循环数目进行计数，所提出的设备包括：输入单元(21)，其用于接收指示所述对象的至少身体部分的运动的随时间的不连续加速度计数据；分类器(22)，其用于基于所述不连续加速度计数据来将所述对象的运动分类到若干运动类之一中，每个运动类与周期性运动的速度的不同的范围有关；存储设备(23)，其用于存储包括针对每个运动类的每时间单位的周期性值的表；以及运动计算单元(24)，其用于通过使用已经将所述运动分类到其中的所述运动类的周期性，针对预定时间每时间单位地或随时间连续地计算所述对象的所述周期性运动的所述循环数目。

【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用于对对象的周期性运动的循环数目进行计数(例如，用于对人在跑步或步行期间的步数进行计数)的设备、对应的方法和系统。
技术介绍
当前，存在对能够非侵扰地监测生理/生活方式参数(例如，使用加速度计估计能量消耗)的设备的增加的兴趣。现今，这样的设备中的许多旨在用于健康/运动监测(例如，Nike Fuelband、MIO Alpha)，但是预期这样的类型的监测将变为商品。为了使这样的设备有吸引力，其必须是佩戴舒适的，这意味着其应当是小且轻的。因此，电池尺寸/电源是重要的设计约束。设备越不频繁地需要充电，其将是越用户友好的。已知用于减少电池电源的不同的策略，例如，一个方法是限制生理/生活方式参数的采样频率，从而需要在随后算法上的较低的处理能力。另一方法是以较高的采样频率、但是仅针对有限量的时间进行采样。例如，在US 2006/123905 A1中描述了这样的方法。该中断的采样方式具有以下优点：取决于处理器类型，对信号采样的对应的处理器能够被有效地设置到睡眠，从而需要仅非常有限量的电池电源。使用生活方式监测设备来监测的感兴趣参数之一是在某个时间段期间(例如，在一天期间)采取的步数，或更一般地，周期性运动的循环数目，其可以是步子、跳、游泳动作、骑自行车的旋转等等。利用用于连续的3D加速度计信号的现有算法，3D加速度计信号首先被处理为其中加速度计信号的周期性清楚可见的1D信号。在该预处理的信号上，设置固定或可变阈值，这在阈值被取代的每个时间实例处设置标记。最后，简单地对阈值通过的数目进行计数。对于连续的采样，这是适合的方法。然而，对于不连续的采样策略，该方法能够导致问题。由于仅有限量的数据是可用的，因此信号的周期性几乎不再可见。由于上下文不再可见，因此正确地设置(自适应)阈值变得有问题。另外，需要出现一些形式的内插/外插，以便估计步数。因此，存在对适于在仅不连续的加速度计数据可用时对对象的周期性运动的循环数目更精确地计数(例如，以在加速度计数据的采集期间节省电池电源)的方法的需要。US2006/174685A1公开了用于对步行人员的步子进行计数的方法和装置，其中，所述方法包括检测由在每第一规定间隔处的步行人员的步子生成的加速度值；计算在每第二规定间隔处的所检测的加速度值的标准偏差；将在第一至第N步行模式之中的与计算的标准差对应的步行模式确定为步行人员的步行模式，其中，N是大于1的正整数；检查在检测的加速度值的绝对值之中是否存在大于与确定的步行模式对应的阈值加速度值的至少一个绝对值；并且如果在所检测的加速度值的绝对值当中存在大于阈值加速度值的至少一个绝对值，则对针对步行人员的步子的计数值进行增大。US7334472B2公开了一种用于测量运动量的方法和一种装置，所述装置包括：加速度传感器，其用于通过测量根据用户运动的运动量来生成加速度信息；传感器控制单元，其用于对加速度传感器供电并且对从加速度传感器生成的加速度信息进行采样；动态能量测量单元，其用于将所采样的加速度信息转换为动态能量，如果动态能量的上升梯度具有超过预定值的局部最大值则将局部最大值与预定阈值相比较，并且如果局部最大值超过预定阈值则确定用户步子；卡路里消耗测量单元，其用于通过分析针对用户步子确定的动态能量的能量水平来对卡路里消耗进行计算；存储器，其用于存储信息；以及显示部分，其用于显示与步数和卡路里消耗有关的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于基于指示对象的至少身体部分的运动的不连续加速度计数据更精确地对所述对象的周期性运动的循环数目进行计数的设备、方法和系统。在本专利技术的第一方面中，呈现了一种用于准确地对对象的周期性运动的循环数目进行计数的设备，其包括：-输入单元，其用于接收指示所述对象的至少身体部分的运动的随时间的不连续加速度计数据，-分类器，其用于基于所述不连续加速度计数据来将所述对象的所述运动分类到若干运动类中的一个中，每个运动类与周期性运动的速度的不同的范围有关，-存储设备，其用于存储包括针对每个运动类的每时间单位的周期性值的表，以及-运动计算单元，其用于通过使用已经将所述运动分类到其中的所述运动类的周期性，针对预定时间每时间单位地或随时间连续地计算所述对象的所述周期性运动的所述循环数目。在本专利技术的另一方面中，呈现了一种对应的计算机实施的方法。在本法的又一方面中，呈现了一种对应的系统，其包括：-加速度计，其用于采集指示所述对象的至少身体部分的运动的随时间的不连续加速度计数据，-如本文所公开的设备，其用于基于由所述加速度计采集的所述不连续加速度计数据来确定所述周期性运动的所述循环数目，-输出接口，其用于输出所确定的循环数目。在本专利技术的又一方面中，提供了一种包括程序代码单元的计算机程序，当在计算机上执行所述计算机程序时所述程序代码单元用于使得计算机执行本文所公开的方法的步骤，并且提供了一种非暂态计算机可读记录介质，在所述非暂态计算机可读记录介质中存储计算机程序产品，所述计算机程序产品在由处理器运行时使得本文所公开的方法被执行。在从属权利要求中定义了本专利技术的优选的实施例。应当理解，所要求保护的方法、处理器、计算机程序和介质具有与所要求保护并且如从属权利要求定义的系统的相似和/或相同的优选的实施例。本专利技术基于对活动(对象的周期性运动)进行分类的想法，即，确定对象(例如，做运动或仅照常运动的人)的运动状态的种类和/或运动类。例如，用于对人的步数进行计数的三状态分类器的三个运动类可以是由周期性运动“步行”的不同速度区分的“步行”、“非步行”和“跑步”。然而，本专利技术还可以被用于将步行与骑自行车区分，或甚至还通过分类器将步行和骑自行车的不同的运动类进行区分，所述分类器例如将对象的运动分类为运动类“慢速步行”、“快速步行”、“慢速骑自行车”、“快速骑自行车”和“没有运动”。取决于所述所检测的活动，即所确定的运动类，所述信号的所述周期性通过使用预定表来确定，并且基于所述周期性，所述周期性运动的所述循环数目被确定。所述加速度计可以由所述对象佩戴在不同的佩戴位置处，诸如颈部、口袋、大腿和手腕处。优选地，在所述活动期间由所述对象佩戴整体系统，包括不仅加速度计而且所述设备和输出接口(例如，显示器)。在其他实施例中，可以以任何适合的方式(例如，以有线或无线方式)将所述加速度计信号发送给所述设备，这可以在运行中(即，在活动期间实时地)或之后(即，在活动之后非实时地)实现。所述设备可以例如是运行在智能设备(诸如智能电话、平板电脑、智能手表、健身设备、生活方式设备或计算机)上的应用。可以针对预定时间(例如，针对由所述用户设置的预定时间，诸如针对三个小时或预定日)每时间单位(例如，每分钟、每小时、每天、每星期等等)地或随时间连续地完成对循环数目的计算。在优选的实施例中，所述运动计算单元被配置为使用所述周期性并且在时间段期间对其进行积分以获得所述时间段期间的所述循环数目。这提供粗略地估计循环数目的相当简单的方式。增加在所述分类中使用的不同类的数目(即，通过进一步细化类“步行”为“非步行”、“慢速步行”和“快速步行”)和因此分配给各自的类的周期性的不同值的数目增加对循环数目的计算的准确性。在另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对对象的周期性运动的循环数目进行计数的设备，包括：‑输入单元(21)，其用于接收指示所述对象的至少身体部分的运动的随时间的不连续加速度计数据，‑分类器(22)，其用于基于所述不连续加速度计数据来将所述对象的所述运动分类到若干运动类中的一个中，每个运动类与周期性运动的速度的不同的范围有关，‑存储设备(23)，其用于存储包括针对每个运动类的每时间单位的周期性值的表，以及‑运动计算单元(24)，其用于通过使用已经将所述运动分类到其中的所述运动类的周期性，针对预定时间每时间单位地或随时间连续地计算所述对象的所述周期性运动的所述循环数目。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.03 EP 14195989.01.一种用于对对象的周期性运动的循环数目进行计数的设备，包括：-输入单元(21)，其用于接收指示所述对象的至少身体部分的运动的随时间的不连续加速度计数据，-分类器(22)，其用于基于所述不连续加速度计数据来将所述对象的所述运动分类到若干运动类中的一个中，每个运动类与周期性运动的速度的不同的范围有关，-存储设备(23)，其用于存储包括针对每个运动类的每时间单位的周期性值的表，以及-运动计算单元(24)，其用于通过使用已经将所述运动分类到其中的所述运动类的周期性，针对预定时间每时间单位地或随时间连续地计算所述对象的所述周期性运动的所述循环数目。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述运动计算单元(24)被配置为使用所述周期性，并且在时间段上对所述周期性进行积分以获得在所述时间段期间的所述循环数目。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述存储设备(23)被配置为存储针对不同的人体测量数据的，尤其是针对不同的长度、重量、身体质量指数、性别和/或年龄的两个或更多表，每个表包括适于各自的人体测量数据的周期性值，并且其中，所述运动计算单元(24)被配置为基于所述对象的所述人体测量数据来选择用于获得所述周期性的所述表。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述输入单元(21)被配置为接收所述对象的人体测量数据。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述分类器(22)被配置为根据所述加速度计数据确定指示运
\t动频率的一个或多个特征，并且被配置为将所述一个或多个特征用于所述分类。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述分类器(22)被配置为将所述加速度计数据的高频分量和/或低频分量的信号功率用作特征。7.根据权利要求1所述的设备，还包括运动频率估计单元(25)，其用于根据所述加速度计数据估计运动频率，其中，所述运动计算单元(24)被配置为将所述所估计的运动频率用在对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·G·P·斯海耶尔斯，L·S·勒伊斯，F·萨尔托尔，P·M·C·莱门斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL