用于对人的基本位移进行计数的系统和方法技术方案

用于对人的基本位移进行计数的系统，包括壳体(BT)和用于将所述壳体安全地连接到所述人的身体的一部分的固定装置(CEF)，包括：具有至少一个测量轴的磁力计(3M)；以及计算装置(CALC)，其适配成用于针对每个测量轴执行至少一个时间掩码和在所述掩码的持续时间上沿着所述测量轴的信号的分量的标积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对人的基本位移进行计数的系统和方法
本专利技术涉及用于对人的基本位移进行计数的系统和方法，例如，游泳者在泳池中的去程-回程或转向，或者自行车赛手或跑步者在给定的线路中的去程-回程。
技术介绍
人的基本位移可以对应于人的方向或行进方向的改变，或者对应于由跑步者或骑自行车者对重复的诸如运动场的一圈之类的循环路程的循环的穿越，或者游泳者在泳池中的去程-回程。在示例性应用中，许多跑步者期望能够精确地估计他们在比赛期间在运动场的轨道或在其循环以连续的方式进行重复的路程中步行或骑自行车所经过的距离。通常，所完成的循环对参与者是已知的，并且对应于向其告知的距离。在内心对所完成的循环进行计数的同时完成其体育锻炼并不总是容易的。因而，对所完成的循环进行自动计数使得能够获得所经过的总距离。同样地，对于在泳池中完成一系列长度的游泳者来说，基本位移对应于一段长度，然后是转向，以及随后是在相反的方向上的一段长度。存在使得能够对这种类型的已经过的距离进行估计的系统，例如，如在关于足部运动分析系统的文档US6513381B2中或者在有关用于对物体的重复运动的周期、或频率进行测量的文档FR2912813A1中所描述的，在文档FR2912813A1中的方法中，对陆地磁场在连接到或位于移动的物体上的磁力计的轴上的投影的至少一个变量分量进行测量，并且对对应于该测量的信号的周期或频率进行检测。在另一示例性应用中，许多游泳者希望能够精确地估计在游泳比赛期间他们所经过的距离。不得不对长度或所经过的去程-回程的数量进行计数是令人厌烦的，这包括不可忽视的错误风险，并且对于高水平游泳者来说，可能会妨碍他并且限制他的表现。存在使得能够对游泳的长度自动进行计数的系统，例如如在美国专利申请US2007/0293374A1中所描述的，该专利申请是关于在通过固定装置附着到游泳者身上的壳体内的泳池去程-回程计数器，该固定装置包括罗盘传感器，该传感器提供根据游泳者在泳池中的去方向或回方向而变化的信号。这种用于游泳者的去程-回程计数器包括：壳体；用于将壳体固定在游泳者身上的装置；位于所述壳体内用于提供根据游泳者在泳池中的去方向或回方向而变化的输出信号的罗盘传感器；以及，处理器，被编程为在罗盘传感器的输出信号中区分游泳者的方向变化以及对后面的去程-回程的数目进行计数。这种计数器还能够对使用该计数器的游泳者的游泳位移进行计数。这种计数器具有有限的精确度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于对人的基本位移(例如，在泳池中游泳者的去程-回程)进行计数的系统，其以有限的成本具有提高的精确度。根据本专利技术的一个实施例，提出了一种用于对人的基本位移进行计数的系统，其包括壳体和用于将所述壳体安全地连接到在所述人的身体的一个部分的固定装置。该系统包括：-具有至少一个测量轴的磁力计；以及-计算装置，其适配成针对至少一个测量轴执行至少一个时间掩码和在所述掩码的持续时间上沿着所述测量轴的信号的分量的标积。从而在具有改善的精确度的情况下，能够对装备有根据本专利技术的一个方面的系统的人的基本位移的发生进行计数。在一个实施例中，所述系统还包括用于针对每个测量轴基于在所述基本位移期间由所述磁力计提供的测量来确定所述时间掩码的装置。从而，可以由用户基于在基本位移期间由磁力计所执行的测量的记录来确定时间掩码。根据一个实施例，所述基本位移是周期性位移的一个循环，例如一圈跑道，如自行车赛手或跑步者的一圈跑道。因此，所述系统能够自动地通知用户在比赛期间他已经经过的圈数或实际经过的距离。在一个实施例中，针对每个测量轴预先确定所述时间掩码。从而，不需要通过记录与基本位移的信号来校准所述系统。例如，所述系统被适配成用于在对直线进行两个相反方向的跨越之间对人的转向进行检测，其中，针对每个测量轴，所述掩码包括具有第一持续时间T1的第一阶段的第一常量值N，接着是具有第二持续时间T2的第二过渡阶段的零值，然后是具有第一持续时间T1的第三阶段的常量值-N，常量值-N等于所述第一常量值N的相反值，并且沿着测量轴的信号的分量在所述掩码的持续时间2T1+T2上。所述第一常量值N可以等于1，从而限定了计算的数目。掩码的所述第二持续时间T2可以是固定的，并使得Tmin表示小于或等于用于执行对所述直线进行跨越的最小持续时间的阈值时间。因而，在时间标积的计算期间，这种掩码使得在方向改变的时刻出现尖峰信号，并且将范数应用于标积。过渡阶段T2使得能够对与过渡阶段的方向改变相对应的信号进行掩蔽。在游泳的情况下，对掩码的尺寸被适配成使得考虑在泳池中游泳者的转向。例如，掩码的所述第二持续时间T2位于0和Tmin/2之间。在一个实施例中，掩码的所述第二持续时间T2根据时间而增加，并且所述计算装置被适配成用于计算其分量为所考虑的每个测量轴上的所述标积的矢量的第一范数以及用于当所述第一范数相对于阈值而改变相对位置时对转向进行检测。因此，在存储器中保存与掩码的开始相关联的信号相对应的特定方向。例如，对于适配成游泳的系统，在不从腹侧切换到背侧而仅有游泳者的两种类型的可能位移(去程和回程)的情况下，更加健壮地提供了检测。根据一个实施例，当T2固定时，所述计算装置被适配成用于计算其分量为所述标积的矢量的第二范数，以及用于当所述第二范数超过阈值时对人的转向进行检测。可以通过增加在第一滑动窗口上检测该矢量的所述第二范数的局部最大值的条件来改善这种检测。从而能够容易地对人的转向进行检测。例如，所述计算装置被适配成用于：-在检测到所述第二范数超过所述阈值之后创建所述第一滑动窗口；-确定与转身相对应的在所述滑动窗口上所述第二范数的局部最大值中的最大的局部最大值以及与所述最大的局部最大值相关联的时刻；-在时间跨度期间去激活所述第一滑动窗口；以及-在所述时段后当所述第二范数回落到阈值之下时重新激活所述滑动窗口。从而，极大地减少了检测错误，并改善了检测。在有利的方式中，计算装置被适配成用于在当所述第二范数超过所述阈值时所述标积的所述最大值分量的标记与在先前的转向期间该相同分量的标记不相同时对人的转向进行检测。的确，通过对所述标积的最大值分量的标记添加约束进一步改善了这种检测。在时刻t的最大值分量是在该时刻表现出振幅绝对值最大的分量。从而，当在所述第二范数超过所述阈值时所述最大值分量的标记与在先前的转向期间该相同分量的标记不同时，对人的转向进行检测。这些范数的使用使得能够减少所要处理的信息量，当至少使用两个测量轴时，通过将要处理的信息量从两个或三个信息项减少到仅一个信息项。从而限制了计算负荷。根据一个实施例，所述阈值取决于与该阈值相关的传感器的测量范围，和/或传感器或多个传感器针对基本位移的序列(séquence)进行的信号记录的数据库，和/或自动地确定。在优选的方式中，用标积分量的绝对值的加权和来代替所述范数。具有权重的矢量是赋范的，并且允许所述标积沿着测量轴的分布能量。对于这些轴中的每一个，在第二滑动窗口上计算所述标积的能量，所述第二滑动窗口的尺寸将小于实现基本位移的最小持续时间。此外，所述第二滑动窗口的持续时间取决于用于执行对所述直线进行跨越的最小持续时间。在一个实施例中，所述方向的变化是在对直线进行的两个相反方向的跨越之间的转向，所述第一持续时间T1取决于用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.29 FR 09553001.一种用于对人的基本位移进行计数的系统，包括壳体和用于将所述壳体安全地连接到所述人的身体的一部分的固定装置，所述系统的特征在于，其包括：-具有至少一个测量轴的磁力计；以及-计算装置，被适配成用于针对至少一个测量轴执行至少一个时间掩码和在所述至少一个时间掩码的持续时间上沿着所述至少一个测量轴的信号的分量的标积。2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于针对每个测量轴、基于在所述基本位移期间由所述磁力计提供的测量来确定所述至少一个时间掩码的装置。3.根据权利要求1所述的系统，其中，针对每个测量轴，预先确定所述至少一个时间掩码。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述基本位移是周期性位移的一个循环。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述基本位移是跑道的一圈。6.根据权利要求3所述的系统，还被适配成用于在对直线进行的两个相反方向的跨越之间对人的转向进行检测，其中，针对每个测量轴，所述至少一个时间掩码包括具有第一持续时间T1的第一阶段的第一常量值N，接着是具有第二持续时间T2的第二过渡阶段的0值，然后是具有第一持续时间T1的第三阶段的常量值-N，所述常量值-N等于所述第一常量值N的相反值。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一常量值N等于1。8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述至少一个时间掩码的所述第二持续时间T2是固定的，并且使得Tmin表示小于或等于用于完成对所述直线进行两个相反方向的跨越的最小持续时间的阈值时间。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个时间掩码的所述第二持续时间T2位于0和Tmin/2之间。10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述计算装置还被适配成用于计算矢量的第一范数以及用于当所述第一范数相对于第一阈值改变相对位置时对转向进行检测，所述矢量的分量为所考虑的沿每个测量轴的所述标积。11.根据权利要求6所述的系统，其中，所述计算装置还被适配成用于计算分量是所述标积的矢量的第二范数以及用于当所述第二范数超过第二阈值时对所述人的转向进行检测。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述计算装置还被适配成用于当所述第二范数还是第一滑动窗口上的局部最大值时对所述人的转向进行检测。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述计算装置还被适配成用于：-在检测到所述第二范数超过所述第二阈值后创建所述第一滑动窗口；-确定与转向相对应的在所述第一滑动窗口上所述第二范数的局部最大值中的最大值以及与所述局部最大值中的最大值相关联的时刻；-在一个时段期间自去激活；以及-在所述时段之后，当所述第二范数回落到第三阈值之下时，重新激活所述第一滑动窗口。14.根据权利要求11到13中的任一项所述的系统，其中，所述计算装置还被适配成用于当所述第二范数超过所述第二阈值时所述标积的最大值分量的标记与在先前的转向期间该最大值分量的标记不同时对所述人的转向进行检测。15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一阈值取决于与所述第一阈值相关的传感器的测量范围，和/或传感器或多个传感器针对基本位移的序列进行的信号记录的数据库，和/或自动地确定。16.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二阈值取决于与所述第二阈值相关的传感器的测量范围，和/或传感器或多个传感器针对基本位移的序列进行的信号记录的数据库，和/或自动地确定。17.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第三阈值取决于与所述第三阈值相关的传感器的测量范围，和/或传感器或多个传感器针对基本位移的序列进行的信号记录的数据库，和/或自动地确定。18.根据权利要求10所述的系统，其中，利用所述信号的分量的绝对值的加权和来代替所述第一范数，与所述信号的每个分量相关联的加权系数等于这个分量的能量除以所述标积的总能量，其中，全部所述信号的分量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·戈丹，S·多韦，F·法夫雷勒吉永，A·拉吕，Y·卡里图，S·里卡尔迪，C·苏贝尔拉特，B·弗拉芒，A·马尤，
申请(专利权)人：莫韦公司，原子能和辅助替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：