游泳分析的系统和方法技术方案

本发明专利技术描述了在游泳课程期间分析用户的运动的系统和方法。一个或多个运动传感器可收集用户的运动数据。处理器电路可基于该运动数据进行运动分析。该处理器电路可确定用户的摆臂是否为真正的泳姿。该处理器电路还可确定用户是否正在游泳或转身。该处理器电路还可对用户的泳姿样式进行分类。该处理器电路还可确定用户的泳姿阶段。该处理器电路还可确定用户的泳姿轨迹一致性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】游泳分析的系统和方法优先权要求本专利申请要求于2016年8月31日提交的标题为“SystemsandMethodsofArmSwingMotionDetermination”的美国临时专利申请62/381,836的优先权和权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。本专利申请要求于2016年8月31日提交的标题为“SystemsandMethodsforDeterminingOrbitConsistency”的美国临时专利申请62/381,856的优先权和权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。本专利申请要求于2016年8月31日提交的标题为“SystemsandMethodsforMotionDeterminationusingLikelihoodRatios”的美国临时专利申请62/381,644的优先权和权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。本专利申请要求于2016年8月31日提交的标题为“SystemsandMethodsofClassifyingSwimStrokes”的美国临时专利申请62/381,972的优先权和权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。本专利申请要求于2016年8月31日提交的标题为“SystemsandMethodsofDeterminingSwimStrokePhase”的美国临时专利申请62/382,006的优先权和权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。相关申请的交叉引用本专利申请涉及共同未决的美国专利申请_____(代理人案卷号337722-628001)，其标题为“SystemsandMethodsforDeterminingSwimmingMetrics”，该专利申请于_____日提交并且全文以引用方式并入本文。本专利申请涉及共同未决的美国专利申请_____(代理人案卷号337722-636001)，其标题为“SystemsandMethodsofSwimmingCalorimetry”，该专利申请于_____日提交并且全文以引用方式并入本文。
本公开整体涉及游泳分析。
技术介绍
当用户正在进行包括摆臂运动的活动时，通常需要测量用户的臂伸展。例如，当用户游泳时，用户的臂伸展可帮助区分较小的偶然摆臂运动和真正的泳姿。此外，确定臂伸展可用于对不同类型的泳姿进行分类。因此，希望提供确定摆臂运动的方法和系统。此外，当用户正在进行包括多种类型的运动的活动时，通常需要对运动的类型进行分类。例如，当用户游泳时，用户可在两种类型的运动之间切换：游泳和转身。又如，当用户跑步时，用户可在跑步和步行之间切换。了解用户正在进行的运动的类型在许多应用中是有用的，包括估计用户的能量消耗。因此，希望提供确定用户的运动类型的方法和系统。一般来讲，有四种常见的泳姿样式：蝶泳、自由泳、蛙泳、和仰泳。当用户游泳时，用户可在其游泳课程的整个游程中完成不同的泳姿样式中的任一者并且改变样式。了解用户正在进行的游泳样式的类型在许多应用中是有用的，包括估计用户的能量消耗、划水计数、圈计数和距离标定。因此，希望提供用于对泳姿样式进行分类的方法和系统。然而，在不将泳姿样式分解为常见的各个阶段(例如，滑行、划水、转向、收臂)的情况下对不同的泳姿样式进行分类是困难的。了解用户正在进行的泳姿阶段不仅有助于识别泳姿样式，而且还可用于通过将用户的泳姿与理想的阶段参数集进行比较来进行转身检测、圈计数、划水计数、游泳与不游泳检测以及指导/测量“泳姿优良度”。因此，希望提供确定泳姿阶段的方法和系统。当用户游泳时，通常需要确定用户的手臂动作或轨迹的一致性。要跟踪的运动的示例是用户的泳姿。例如，在理想的情况下，个体自由泳应表现出几乎精确的泳姿复制。但在实践中，个体精确重复泳姿的能力可受到许多因素的影响。因此，测量用户的泳姿轨迹的一致性可暗示用户的技能、效率、疲劳度和/或健康度(例如，不能重复运动可能是疾病或受伤的迹象)。因此，希望提供确定用户游泳时的泳姿轨迹的一致性的方法和系统。
技术实现思路
本公开涉及一种用于在确定用户的手臂动作时提高可穿戴设备的准确性的方法。在一些实施方案中，该方法包括：由可穿戴设备的处理器电路从可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中该一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由处理器电路使用运动数据来确定在第一参照系中基于运动数据表示的旋转数据；由处理器电路基于旋转数据来确定力矩臂长度；由处理器电路将力矩臂长度与阈值长度进行比较；由处理器电路基于将力矩臂长度与阈值长度进行比较来确定用户的摆臂是真正的泳姿；响应于确定用户的摆臂是泳姿而由处理器电路计算用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者，其中游泳度量包括以下中的至少一者：转身、呼吸、圈数、泳姿或泳姿样式；以及由处理器电路输出用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者。在一些实施方案中，第一参照系可为相对于用户设备的体固定参照系。在一些实施方案中，该方法可包括求解最小二乘方程。本公开涉及一种用于在确定用户正在游泳时提高可穿戴设备的准确性的方法。在一些实施方案中，该方法可包括：由可穿戴设备的处理器电路接收用户的一组训练数据；由处理器电路从可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由处理器电路基于运动数据来确定用户的偏航角；由处理器电路检索与偏航角对应的似然比值；以及由处理器电路将似然比值与阈值进行比较；由处理器电路基于将似然比值与阈值进行比较来确定用户正在游泳；响应于确定用户正在游泳而由处理器电路计算用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者，其中游泳度量包括以下中的至少一者转身、呼吸、圈数、泳姿或泳姿样式；以及由处理器电路输出用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者。本公开涉及一种用于在对用户的泳姿样式进行分类时提高可穿戴设备的准确性的方法。在一些实施方案中，方法可包括：由可穿戴设备的处理器电路从可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中该一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由处理器电路基于所接收到的运动数据来计算基本周期；由处理器电路确定可穿戴设备的旋转数据，其中旋转数据在参照系中表示；由处理器电路从旋转数据提取一个或多个特征；由处理器电路基于该一个或多个特征来确定用户的泳姿样式；以及由处理器电路输出所确定的泳姿样式。在一些实施方案中，参照系可为相对于可穿戴设备的体固定参照系。在一些实施方案中，参照系可为惯性参照系。在一些实施方案中，一个或多个特征包括以下中的至少一者：可穿戴设备的平均冠部取向、用户的臂和腕部旋转的相关性或围绕可穿戴设备的冠部的旋转对总角速度的贡献。在一些实施方案中，一个或多个特征包括以下中的至少一者：在划水阶段期间围绕可穿戴设备的带的相对手臂旋转、用户的力矩臂、加速度z与旋转y的比率、由加速度加权的重力冠部、可穿戴设备的带的顶部的取向与围绕可穿戴设备的带的旋转之间的相关性、冠部旋转的均方根(RMS)、围绕可穿戴设备的冠部的最小旋转、围绕可穿戴设备的带的最大旋转或y上的最大旋转x。本公开涉及一种用于在确定用户泳姿的阶段时提高可穿戴设备的准确性的方法。在一些实施方案中，方法可包括：由可穿戴设备的处理器电路从可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在确定用户的手臂运动时提高可穿戴设备的准确性的方法，所述方法包括：由可穿戴设备的处理器电路从所述可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中所述一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由所述处理器电路使用所述运动数据来确定在参照系中基于所述运动数据来表示的旋转数据；由所述处理器电路基于所述旋转数据来计算力矩臂长度；由所述处理器电路将所述力矩臂长度与阈值长度进行比较；由所述处理器电路基于将所述力矩臂长度与所述阈值长度进行比较来确定所述用户的摆臂是泳姿；响应于确定所述用户的摆臂是泳姿来由所述处理器电路计算所述用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者，其中所述游泳度量包括以下中的至少一者：转身、呼吸、圈数、泳姿或泳姿样式；以及由所述处理器电路输出所述用户的所述游泳度量或所述能量消耗中的所述至少一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 US 62/381,644;2016.08.31 US 62/381,836;1.一种用于在确定用户的手臂运动时提高可穿戴设备的准确性的方法，所述方法包括：由可穿戴设备的处理器电路从所述可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中所述一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由所述处理器电路使用所述运动数据来确定在参照系中基于所述运动数据来表示的旋转数据；由所述处理器电路基于所述旋转数据来计算力矩臂长度；由所述处理器电路将所述力矩臂长度与阈值长度进行比较；由所述处理器电路基于将所述力矩臂长度与所述阈值长度进行比较来确定所述用户的摆臂是泳姿；响应于确定所述用户的摆臂是泳姿来由所述处理器电路计算所述用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者，其中所述游泳度量包括以下中的至少一者：转身、呼吸、圈数、泳姿或泳姿样式；以及由所述处理器电路输出所述用户的所述游泳度量或所述能量消耗中的所述至少一者。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参照系为相对于所述用户设备的体固定参照系。3.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述力矩臂长度包括求解最小二乘方程。4.一种用于在确定用户正在游泳时提高可穿戴设备的准确性的方法，所述方法包括：由可穿戴设备的处理器电路接收所述用户的训练数据；由所述处理器电路从所述可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中所述一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由所述处理器电路基于所述运动数据来确定所述用户的偏航角；由所述处理器电路基于所述训练数据来确定与所述偏航角对应的似然比值；由所述处理器电路将所述似然比值与阈值进行比较；由所述处理器电路基于将所述似然比值与所述阈值进行比较来确定所述用户正在游泳；响应于确定所述用户正在游泳来由所述处理器电路计算所述用户的游泳度量或能量消耗中的至少一者，其中所述游泳度量包括以下中的至少一者：转身、呼吸、圈数、泳姿或泳姿样式；以及由所述处理器电路输出所述用户的所述游泳度量或所述能量消耗中的所述至少一者。5.一种用于在对用户的泳姿样式进行分类时提高可穿戴设备的准确性的方法，所述方法包括：由可穿戴设备的处理器电路从所述可穿戴设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，其中所述一个或多个运动传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一者；由所述处理器电路基于所接收到的运动数据来计算基本周期；由所述处理器电路确定所述可穿戴设备的旋转数据，其中所述旋转数据在参照系中表示；由所述处理器电路从所述旋转数据提取一个或多个特征；由所述处理器电路基于所述一个或多个特征来确定所述用户的泳姿样式；以及由所述处理器电路输出所确定的泳姿样式。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述参照系为相对于所述可穿戴设备的体固定参照系。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述参照系为惯性参照系。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述一个或多个特征包括以下中的至少一者：所述可穿戴设备的平均冠部取向，用户的手臂和腕部旋转的相关性，或围绕所述可穿戴设备的冠部的旋转对总角速度的贡献。9.根据权利要求5所述的方法，其中所述一个或多个特征包括以下中的至少一者：在划水阶段围绕所述可穿戴设备的带的相对手臂旋转，所述用户的力矩臂，加速度z与旋转y的比率，通过加速度加权的平均重力冠部，所述可穿戴设备的带的顶部的取向与围绕所述可穿戴设备的带的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·纳拉西姆哈拉奥，C·H·莫梅尔，K·J·拉格胡拉姆，H·A·范姆，A·S·豪威尔，J·P·欧奇斯，V·R·马伊吉，A·辛格阿尔瓦拉多，S·K·冲，U·斯瑞尼瓦斯，R·T·古尔斯，R·K·黄，E·M·阿诺德，G·德威索格鲁，K·沃特斯，M·德莫斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US