本发明专利技术提供一种用于估计用户在执行运动的垂直分量时使用的功率的装置，该装置包括用于附接到用户并且用于测量用户经受的加速度的加速度计；该装置还包括处理器，该处理器被配置为：接收来自附接到用户的加速度计的加速度的测量值；根据所接收的测量值估计垂直加速度；以及根据该垂直加速度估计所使用的功率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测量运动过程中使用的功率或力量的方法和装置，且更具体地涉及测量运动的垂直部分中使用的功率或力量。
技术介绍
跌倒是老年人的最大健康风险因素之一。已经发现大于65岁的人群中大约三分之一每年至少跌倒一次。很多这类跌倒可以通过及早确认跌倒风险以及应用有效且靶定的跌倒预防程序而得以避免。基于力量和平衡训练(SBT)的跌倒预防试验已经显示可以降低老年人跌倒的风险。平衡性能度量可以被用作跌倒风险的早期指标并且被用于度量跌倒预防程序的进展。特别地，从坐到站立(STQ转换已经被确认为这方面的重要运动。本领域专家比较用于预防跌倒的从坐到站立转换过程中产生的功率的图和心血管紊乱情况下的ECG图。在日常生活中，每个人在一天中多次执行STS转换。常规地，仅临床测量系统(诸如包括测力板和光学标记系统的那些测量系统)允许从坐到站立转换过程中的功率的精确量化。在这些测量系统中，测力板提供垂直地面反作用力，而光学标记系统提供三维位移的度量。这两种测量值的组合被用于量化从坐到站立转换过程中的功率。这些测量系统具有一些缺点。首先，它们是临床设备，这需要用户到门诊部去。它们需要大量劳动来准备和执行测量(特别是在大量光学标记需要被附接到身体的特定部分上的情况下)。另外，它们仅提供用户的平衡性能的快照，其中，由于临床设置，用户通常执行得超过平均能力。此外，这些测量系统涉及对用户来说相当麻烦的程序。因此需要测量诸如从坐到站立转换的垂直运动过程中所使用的功率的方法和系统，该方法和系统对于用户操作来说是容易和简单的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种用于估计用户在执行运动的垂直分量时使用的功率的装置，该装置包括加速计，该加速计用于附接到用户并且用于测量所述用户经受的加速度；该装置还包括处理器，该处理器被配置为接收来自附接到所述用户的所述加速计的加速度的测量值；根据所接收的测量值估计垂直加速度；以及根据所述垂直加速度估计所使用的功率。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于估计用户在执行运动的垂直分量时使用的功率的方法，该方法包括从附接到所述用户的加速计获得所述用户在执行所述运动时经受的垂直加速度的测量值；以及根据所述垂直加速度的测量值确定所使用的功率的估计值。根据本专利技术的第三方面，提供一种计算机程序产品，其包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在与附接到用户的加速计相关联的计算机或处理器上执行时通过以下步骤估计用户在执行运动的垂直分量时使用的功率从所述加速计接收测量值；根据所接收的测量值确定所述用户在执行所述运动时经受的垂直加速度；以及根据所述垂直加速度的测量值确定所使用的功率的估计值。附图说明现在将仅以示例方式通过参考以下附图来描述本专利技术的实施例，其中图1示出根据本专利技术附接到用户的传感器单元；图2更详细地示出所述传感器单元；图3示出作用于用户上以及用户在执行从坐到站立转换时施加的加速度和力；图4是举例说明根据所测量的加速度计算加速度计的取向的图表；以及图5是举例说明根据本专利技术的方法的步骤的流程图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术提供一种传感器单元2，该传感器单元通过一些附接装置6被附接到用户4的身体，优选为身体的躯干，如骨盆或胸骨上，所述附接装置6例如为带子或绳子(或者在单元2为垂饰形式时为颈索)。传感器单元2被用于根据用户4的身体的加速度的测量值确定在身体运动过程中所使用的功率或力量，该身体运动涉及在垂直方向的运动，例如从坐到站立(STQ转换，其中用户4从坐姿站起。传感器单元2确定执行运动的垂直分量所使用的功率或力量。传感器单元2可以计算在整个垂直运动过程中所使用的功率或力量，但是在可替代的实施例中，传感器单元2 可以被用于确定垂直运动的某些部分过程中的功率或力量。图2示出根据本专利技术的传感器单元2的优选实施例。传感器单元2包括加速度计 8，该加速度计测量沿着三个正交轴的加速度并且提供对应的信号。这些信号被提供给处理器10以进行分析。传感器单元2还包括存储器12和发射器或收发器电路14。存储器12 被用于存储来自加速度计8的测量值，并且用于存储处理器10的分析结果。发射器或收发器电路14被用于发送分析结果至远程单元或计算机，在此处它们可以被用户4或健康护理提供者查看或研究。优选地，加速度计8是微机电系统(MEMQ加速度计8。在本文所描述的计算垂直方向运动中所使用的功率或力量的方法中，功率或力量是在固定参考系(例如地球)中计算的。作为该方法的一部分，有必要确定用户4在垂直运动过程中所经受的垂直加速度。在本专利技术的这一实施例中，仅根据下面描述的算法通过加速度计8的测量值来计算垂直加速度。在一些(较不优选的)实施例中，传感器单元2包括除加速度计8之外的用于确定传感器单元2的取向(或取向变化)的一个或多个其他传感器，诸如陀螺仪和/或磁力计。在这一实施例中，不必执行下面描述的算法，因为陀螺仪和/或磁力计可以提供对传感器单元2的取向的指示，可以利用所确定的取向将来自加速度计8的测量值转换到固定参考系中，并且可以确定垂直加速度。图3示出在垂直方向的运动中途的用户4的侧视图，该运动具体为从坐到站立 (STS)转换。如图所示，传感器单元2被附接到用户4的胸骨上。由于加速度计8被固定在传感器单元2中，传感器单元2和加速度计8的取向在 STS运动过程中改变，并且传感器单元2被显示为与垂直方向偏离角度θ。因此，为了获得(固定参考系中)垂直方向的加速度，有必要针对这些取向变化补偿来自加速度计8的测量值。图4是由加速度计8测量的加速度A的测量值的图示。加速度计8测量在三维上作用于其上的加速度Α，并且提供指示沿着三个正交轴(标示为xa、ya和za)的加速度A的信号给处理器10。在该图中，加速度A具有分别沿着三个轴测量的分量Ax、Ay和Az0对于承受小的加速度或不承受加速度(除了重力)的加速度计8，加速度计8所经受的加速度A将基本对应于重力加速度。因此，根据这一假设，有可能将加速度A与重力联系起来，而重力的方向在固定参考系中是已知的。可以通过计算加速度A与具有最大加速度幅值的加速度计8的轴之间的角度来估计加速度计8的取向。 为了估计加速度计8的取向，测量作用于加速度计8上的加速度，并且向处理器10 提供指示沿着加速度计8的三个正交轴(分别为xa、ya和za)的加速度分量(Ax、Ay和Az) 的信号。处理器10计算加速度A的每个分量的幅值并且对它们进行比较以识别具有最大幅值的分量。在下面，具有最大幅值的分量的轴(xa、ya或za)被表示为za’，而另两个轴被表示为xa’和ya’。以此方式，无论加速度计8的初始位置如何，都有可能确定加速度计8的取向。例如，虽然可能希望Za轴对应于固定参考系中的垂直取向轴，但加速度计8可能不是以此方式附接到用户4(可能是ya轴最接近地对应于固定参考系中的垂直取向轴)。应该注意到，在图4中具有最大加速度分量的轴是za，因此这一轴被表示为za’，且最大加速度分量是Az。然后处理器10确定加速度A与具有最大加速度分量的轴(za’ )之间的角度。因此，从图4可以看出角度θ由下式给出 如果加速度的所有分量均为零(即Ax = Ay = Az = 0)，则不能够估计θ和所述取向。在这种情况下，加速度计8处于自由下落。因此，由于是利用重本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于估计用户在执行运动的垂直分量时使用的功率的装置，该装置包括：加速度计，其用于附接到用户并且用于测量所述用户经受的加速度；该装置还包括：处理器，其被配置为：－接收来自附接到所述用户的所述加速度计的所述加速度的测量值；－根据所接收的测量值估计垂直加速度；以及－根据所述垂直加速度估计所使用的功率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·施伦博姆，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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