運動數據檢測裝置的制作方法

本實用新型涉及數據處理技術領域，尤其涉及一種運動數據檢測裝置。

背景技術：

計算機軟硬件技術和傳感技術的飛速發展，動作捕捉技術成為當今的研究熱點，在影視制作、生物力學、人機交互等領域得到了廣泛應用。

動作捕捉技術應用在可穿戴設備上形成可穿戴動作捕捉設備，通過可穿戴設備獲取運動物體的動作數據進行處理，從而得到物體的運動信息。

現有技術中的可穿戴動作捕捉設備分兩類：1、簡單的手環、手表類。無法還原人體整體運動姿態，無法評估運動表現，僅能獲得運動物體的運動頻率和總運動量，無法還原人體整體的運動姿態，亦無法用于運動表現的評估；2、全身動作捕捉設備類。穿戴復雜，不適合長期穿戴，內置9軸慣性傳感器容易受到環境磁場影響，價格昂貴，不適合日常使用。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種運動數據檢測裝置，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例提供了一種運動數據檢測裝置，包括：第一慣性傳感器、第二慣性傳感器、處理器、存儲模塊、通信模塊；

所述處理器分別與所述第一慣性傳感器、第二慣性傳感器、存儲模塊、通信模塊相連接；

所述第一慣性傳感器采集第一運動數據，并將所述第一運動數據發送給所述處理器；所述第一運動數據包括第一物體的第一部位運動的加速度數據和角速度數據；

所述第二慣性傳感器采集第二運動數據，并將所述第二運動數據發送給所述處理器；所述第二運動數據包括第一物體的第二部位運動的加速度數據和角速度數據；

所述處理器分別根據所述第一運動數據和第二運動數據獲取對應的第一位置參數和第二位置參數，并發送給所述存儲模塊和所述通信模塊；

所述存儲模塊存儲所述第一位置參數和第二位置參數；

所述通信模塊將所述第一位置參數和第二位置參數發送給服務器，以使所述服務器根據所述第一位置參數和第二位置參數對所述第一物體的運動狀態進行檢測，輸出第一檢測結果信息。

可選地，所述第一慣性傳感器具體包括：

三軸MEMS微加速度計，測量第一物體的第一部位運動的加速度；以及

三軸MEMS微陀螺儀，測量第一物體的第一部位運動的的角速度。

可選地，所述第二慣性傳感器具體包括：

三軸MEMS微加速度計，測量第一物體的第二部位運動的加速度；以及

三軸MEMS微陀螺儀，測量第一物體的第二部位運動的角速度。

可選地，所述第一物體具體包括：人體的左/右上肢、左/右下肢。

可選地，所述第一物體的第一部位具體包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿；所述第一物體的第二部位具體包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

可選地，所述裝置還包括：接收模塊，與所述處理器相連接，接收第一工作指令,將當前工作模式切換到所述第一工作指令對應的第一工作模式。

可選地，所述裝置還包括：顯示模塊，與所述處理器相連接，接收所述服務器發送的第一檢測結果信息，并進行顯示。

可選地，所述顯示模塊還接收所述服務器根據一段時間內所述第一位置參數的變化對所述第一物體的運動狀態進行檢測生成的有效動作標識、無效動作標識、休眠標識，并進行顯示。

可選地，所述裝置還包括：電源模塊，與所述第一慣性傳感器、第二慣性傳感器、處理器、存儲模塊、通信模塊相連接，為所述第一慣性傳感器、第二慣性傳感器、處理器、存儲模塊、通信模塊供電。

本實用新型實施例提供的運動數據檢測裝置，采集物體運動部位的加速度數據和角速度數據,獲取物體運動部位的位置參數,以使服務器通過物體運動部位的位置參數對運動物體的運動狀態進行檢測。本實用新型提供的裝置，能夠通過物體運動部位的位置參數來獲取物體運動姿態信息，從而實現物體運動量和運動表現的評估。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對本實用新型實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的運動數據檢測裝置的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本實用新型保護的范圍。

為使本實用新型實施例的技術方案以及優點表達的更清楚，下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

本實用新型技術方案中的運動數據檢測裝置具體可以為可穿戴設備。

圖1為本實用新型實施例提供的運動數據檢測裝置的示意圖。如圖1所示，該裝置包括：第一慣性傳感器1、第二慣性傳感器2、處理器3、存儲模塊4、通信模塊5。

處理器3分別與第一慣性傳感器1、第二慣性傳感器2、存儲模塊4、通信模塊5相連接。

第一慣性傳感器1采集第一運動數據，并將第一運動數據發送給處理器3；第一運動數據包括第一物體的第一部位運動的加速度數據和角速度數據。

第一慣性傳感器1具體包括三軸MEMS微加速度計和三軸MEMS微陀螺儀，構成六軸慣性傳感器，獲取第一物體的第一部位運動的加速度數據和第一物體的第一部位運動的角速度數據。

第一物體具體包括：人體的左/右上肢、左/右下肢。第一物體的第一部位具體包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

第二慣性傳感器2采集第二運動數據，并將第二運動數據發送給處理器3；第二運動數據包括第一物體的第二部位運動的加速度數據和角速度數據。

第一慣性傳感器2具體包括三軸MEMS微加速度計和三軸MEMS微陀螺儀，構成六軸慣性傳感器，獲取第一物體的第二部位運動的加速度數據和第一物體的第二部位運動的角速度數據。

第一物體的第二部位具體包括：左/右上肢的大/小臂、左/右下肢的大/小腿。

例如，將第一慣性傳感器1固定在人體的左腿大腿上，采集左腿大腿運動的加速度數據和角速度數據；將第二慣性傳感器2固定在人體的左腿小腿上，采集左腿小腿運動的加速度數據和角速度數據。左腿大腿上固定的第一慣性傳感器1和小腿上固定的第二慣性傳感器2之間可以通過有線方式或者無線方式進行連接，二者之間可以進行數據通信。

處理器3分別根據第一運動數據和第二運動數據獲取對應的第一位置參數和第二位置參數，并發送給存儲模塊4和通信模塊5。

以將第一慣性傳感器1固定在人體的左腿大腿上，將第二慣性傳感器2固定在人體的左腿小腿上為例，第一位置參數為左腿大腿與重力方向的角度，第二位置參數為左腿小腿與重力方向的夾角。

處理器3將采集到的左腿大腿和左腿小腿運動的加速度數據和角速度數據進行融合，計算在大腿和小腿在世界坐標系下的姿態四元數和加速度，計算大腿與重力方向的夾角以及小腿與重力方向的夾角。

在離線工作模式下，處理器3還用于接收其他運動數據檢測裝置發送的第三位置參數和第四位置參數，將第一位置參數、第二位置參數、第三位置參數和第四位置參數，并進行同步后發送給存儲模塊4和通信模塊5。

存儲模塊4存儲第一位置參數和第二位置參數。在離線工作模式下，存儲模塊4還存儲第三位置參數和第四位置參數。

通信模塊5將第一位置參數和第二位置參數發送給服務器，以使服務器根據第一位置參數和第二位置參數對第一物體的運動狀態進行檢測，輸出第一檢測結果信息。

其中，通信模塊5通過無線方式將第一位置參數和第二位置參數發送給服務器，無線方式具體包括：藍牙、3G、4G、WI F I等。

具體的，服務器根據第一位置參數和第二位置參數確定第一物體的運動參數數據；根據一段時間內所述運動參數的變化判斷出運動類型數據；根據運動類型數據和運動參數數據獲取運動量數據和運動表現數據；查詢運動類型數據對應的標準運動指標數據；將運動量數據與運動表現數據與標準運動指標數據進行比對,生成比對結果信息。

例如，在日常活動的離線工作模式下，根據大腿與重力方向的角度以及小腿與重力方向的角度能夠得到髖關節角度和膝關節角度等運動參數。根據一段時間內所述運動參數的變化判斷出人體運動類型，運動類型包括：站立、行走、上下樓梯、騎車等。根據運動類型數據能夠對運動數據進行分類統計和分析，得到運動量數據，如步數、活動時間、行走速度、消耗卡路里等，以及運動表現數據，如步態對稱性指標、步態異常指標等。每種運動類型對應有標準運動指標數據，通過運動類型數據能夠查詢到對應的標準運動指標數據，包括標準運動量指標和標準運動表現指標。將運動量數據與標準運動量指標數據進行對比，得到對比結果，如步數、有效活動時間是否達到推薦值，活動量是否合適。將運動表現數據與標準運動表現指標數據進行比對，得到比對結果，如行走步態是否正常等。可以將比對結果發送到用戶的手機等終端進行顯示，使用戶可以隨時了解到自身運動情況。

又例如，在康復操訓練的實時工作模式下，根據大腿與重力方向的角度以及小腿與重力方向的角度能夠得到髖關節角度和膝關節角度等運動參數。根據用戶手動選擇的運動類型，對運動數據進行統計和分析，得到運動量數據，如康復操完成次數、活動時間等，以及運動表現數據，如動作幅度、動作完成速率、關鍵姿態保持時間等。每種康復操對應有標準運動指標數據，通過運動類型數據能夠查詢到對應的標準運動指標數據面包括標準運動量指標和標準運動表現指標。將運動量數據與標準運動量指標數據進行對比，得到對比結果，如康復操完成次數是否達到推薦值。將運動表現數據與標準運動表現指標數據進行比對，得到比對結果，如康復操動作幅度、速率及關鍵姿態保持時間是否滿足要求等。可以根據對比結果通過語音等形式進行提示，還可以實時將比對結果在手機上進行顯示，使用戶可以實時了解到自身運動情況。

本實用新型運動數據檢測裝置還包括：接收模塊6(圖中未示出)，與處理器3相連接，接收第一工作指令,將當前工作模式切換到第一工作指令對應的第一工作模式。

本實用新型運動數據檢測裝置的默認工作模式為實時工作模式，在實時工作模式狀態下，第一終端可以實時將數據發送到服務器。

第一工作指令為運動數據檢測裝置進入離線模式的工作指令，默認的工作模式為實時工作模式，則接收到第一工作指令后，將工作模式切換到離線模式。在離線工作模式狀態下，可以將數據存儲一段時間后再發送到服務器。

本實用新型運動數據檢測裝置還包括：顯示模塊7(圖中未示出)，與處理器3相連接，接收服務器發送的第一檢測結果信息，并進行顯示。

顯示模塊7還接收服務器根據一段時間內第一位置參數的變化對第一物體的運動狀態進行檢測生成的有效動作標識、無效動作標識、休眠標識，并進行顯示。

處理器3根據一段時間內第一位置參數的變化對第一物體的運動狀態進行檢測，當檢測結果信息為有效動作結果信息時，向顯示模塊7輸出有效動作對應的有效動作標識，并保存第一位置參數和第二位置參數；當檢測結果信息為無效動作結果信息時，向顯示模塊7輸出無效動作對應的無效動作標識，并刪除第一位置參數和第二位置參數；當檢測結果信息為休眠信息時，向顯示模塊7輸出對應的休眠標識，處理器3、第一傳感器1及第二傳感器2將進入休眠狀態，降低能耗。

具體地，處理器3在進行數據處理時，首先判斷運動數據是否為有效動作數據，如果為有效動作數據則保存；如果為無效動作數據，例如，在一段時間內大腿和垂直方向的夾角始終為九十度左右，說明使用者是在坐或者躺的姿態，這些姿態屬于無效動作，不需要記錄運動數據，則刪除無效動作數據；如果為休眠狀態，則通過休眠標識來提示用戶，終端已進入休眠狀態。

本實用新型運動數據檢測裝置還包括：電源模塊(圖中未示出)，與第一慣性傳感器1、第二慣性傳感器2、處理器3、存儲模塊4、通信模塊5相連接，為第一慣性傳感器1、第二慣性傳感器2、處理器3、存儲模塊4、通信模塊5供電。

本實施例中的運動數據檢測裝置可以應用到醫療領域，患者在進行腿部術后康復時，終端采集患者全天運動數據，按運動類型統計數據，對運動情況進行總結，計算運動量和運動表現指標，進行步態分析(對稱性指標，步態異常指標)，將患者的運動數據與健康人的運動數據進行比對，得到比對結果信息，比對結果信息除了可以發送到患者的手機上之外，還可以發送到主治醫生的手機上或者患者親友的手機上，從而評估患者的康復情況。

此外，患者還能夠利用該終端開展康復操訓練，通過手機連接終端，手機發送第一工作指令至終端，將其切換至實時工作模式。終端采集患者康復操訓練運動數據，對運動情況進行總結，計算運動量和運動表現指標，進行運動分析(動作幅度、穩定性等)，將患者的運動參數與康復操標準動作參數進行對比，得到對比結果信息，對比結果信息除了在患者手機上顯示之外，還可以發送到數據服務器、主治醫生的手機上或者親友的手機上，從而記錄和評估患者的康復情況。

本實用新型實施例提供的運動數據檢測裝置，采集物體運動部位的加速度數據和角速度數據,獲取物體運動部位的位置參數,以使服務器通過物體運動部位的位置參數對運動物體的運動狀態進行檢測。本實用新型提供的裝置，能夠通過物體運動部位的位置參數來獲取物體運動姿態信息，從而實現物體運動表現的評估。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。