基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運動監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早期的跑動計步器是利用加重的機械開關(guān)檢測步伐，就是一個平衡錘在上下振動時平衡被破壞使一個觸點出現(xiàn)通/斷動作，再由一個簡單的計數(shù)器記錄并顯示步數(shù)，這被稱作機械式計步器。這種計步器結(jié)構(gòu)簡單，但由于它必須以垂直的方式懸掛于腰間，如果位置不對則計步很不準確，目前已趨淘汰。
[0003]對于現(xiàn)在有些計步器，雖然也采用了三軸加速度傳感器，但主要采用公式法和加速度閾值法。這種算法優(yōu)點在于能直接得出瞬時速度，但是精確度不夠。而加速度閾值法是針對人在運動的過程中，某一個方向的加速度會出現(xiàn)周期性的大范圍波動，而另外的方向波動較小，因此檢測出大范圍波動即可判斷出是否運動，根據(jù)波形的個數(shù)就可以判斷走的步數(shù)，將器件佩戴在腰部或臀部，很少放到手腕上。使用時會干擾人的行為，計步不準確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能適應(yīng)用戶運動情況，且提高準確性的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法，包括以下步驟:
A、獲取用戶特征參數(shù)，進而計算出用戶的跑動步長；
B、采集用戶的手臂擺動角度數(shù)據(jù)，得出用戶的手臂擺動角度窗口；
C、根據(jù)手臂擺動角度窗口，監(jiān)測得出用戶跑動過程中的跑動步數(shù)，并測量用戶跑動過程的持續(xù)時間；
D、根據(jù)得到的持續(xù)時間、跑動步數(shù)和跑動步長，計算得出跑動距離和跑動速度。
[0006]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法的進一步改進，所述步驟A中的用戶特征參數(shù)包括:身高、體重和性別。
[0007]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法的進一步改進，所述步驟A包括:
Al、根據(jù)用戶特征參數(shù)中的身高和體重，計算用戶的BMI指數(shù)；
A2、判斷BMI指數(shù)是否大于24，若是，則根據(jù)以下公式計算用戶的跑動步長:
當(dāng)用戶性別為男時，跑動步長的計算公式為:y=(h-132)*0.89/0.54 ；
當(dāng)用戶性別為女時，跑動步長的計算公式為:y= (h-130)*0.9/0.52 ；
其中，y表示跑動步長，h表示身高；
反之，則根據(jù)以下公式計算用戶的跑動步長:
當(dāng)用戶性別為男時，跑動步長的計算公式為:y=(h-132)/0.54 ; 當(dāng)用戶性別為女時，跑動步長的計算公式為:y= (h-130)/0.52 ;
其中，y表示跑動步長，h表示身高。
[0008]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法的進一步改進，所述步驟B包括:
B1、根據(jù)預(yù)設(shè)的揮臂采樣次數(shù)，對用戶的前若干次的手臂擺動角度進行采樣，得出每次手臂擺動的最大角度值；
B2、根據(jù)每次手臂擺動的最大角度值，將最大角度值中的最小值作為手臂擺動角度窗口最小值，將最大角度值中的最大值作為手臂擺動角度窗口最大值，從而得出用戶的手臂擺動角度窗口。
[0009]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法的進一步改進，所述步驟C中的根據(jù)手臂擺動角度窗口，監(jiān)測得出用戶跑動過程中的跑動步數(shù)，其具體包括為:
Cl、對用戶每次的手臂擺動角度進行采樣，得出每次手臂擺動的最大角度值；
C2、判斷該次手臂擺動的最大角度值是否在手臂擺動角度窗口范圍內(nèi)，若是，則將跑動步數(shù)增加I ;反之，則跑動步數(shù)維持不變。
[0010]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法的進一步改進，所述步驟C還包括:
當(dāng)連續(xù)的手臂擺動的最大角度值均不在手臂擺動角度窗口范圍內(nèi)的次數(shù)到達預(yù)設(shè)的調(diào)整次數(shù)，則對手臂擺動角度窗口進行重新調(diào)整。
[0011]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是:
基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測系統(tǒng)，包括微處理器、按鍵、電子紙顯示屏和三軸加速度傳感器，所述微處理器的輸出端與電子紙顯示屏的輸入端連接，所述微處理器的輸入端與按鍵的輸出端連接，所述微處理器與三軸加速度傳感器連接。
[0012]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測系統(tǒng)的進一步改進，所述按鍵為觸摸按鍵。
[0013]作為所述的基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測系統(tǒng)的進一步改進，所述三軸加速度傳感器采用ADXL362三軸加速度傳感器。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法根據(jù)不同用戶的用戶特征參數(shù)得出對應(yīng)的跑動步長，以及根據(jù)手臂擺動角度窗口檢測跑動步數(shù)，從而計算出跑動距離和跑動速度，這樣能根據(jù)不同個體的實際情況進行計算，大大提高準確性，使得用戶可以清晰的了解到自己在跑動過程的運動狀態(tài)，從而定制自己的跑步計劃或者提高運動效率等，達到改善人體身體健康的目的。而且，本發(fā)明中還能動態(tài)調(diào)整手臂擺動角度窗口，更符合跑步中的實際情況，進一步提升計算的準確性。
[0015]本發(fā)明的另一有益效果是:
本發(fā)明基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測系統(tǒng)通過三軸加速度傳感器測量用戶的手臂擺動角度，從而判定用戶的跑動步數(shù)，進而計算出跑動距離和跑動速度，大大提高準確性，使得用戶可以清晰的了解到自己在跑動過程的運動狀態(tài)，從而定制自己的跑步計劃或者提高運動效率等，達到改善人體身體健康的目的。而且本發(fā)明采用電子紙顯示屏，能有效節(jié)省電能，大大提升續(xù)航能力。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
圖1是本發(fā)明基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法的步驟流程圖；
圖2是本發(fā)明基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測系統(tǒng)的原理方框圖。
【具體實施方式】
[0017]參考圖1，本發(fā)明基于微納米級的三軸加速度傳感器的運動監(jiān)測方法，包括以下步驟:
A、獲取用戶特征參數(shù)，進而計算出用戶的跑動步長；
B、采集用戶的手臂擺動角度數(shù)據(jù)，得出用戶的手臂擺動角度窗口；
C、根據(jù)手臂擺動角度窗口，監(jiān)測得出用戶跑動過程中的跑動步數(shù)，并測量用戶跑動過程的持續(xù)時間；
D、根據(jù)得到的持續(xù)時間、跑動步數(shù)和跑動步長，計算得出跑動距離和跑動速度。
[0018]進一步作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明的具體實施例中，所述步驟A中的用戶特征參數(shù)包括身高、體重和性別。
[0019]所述步驟A包括:
Al、根據(jù)用戶特征參數(shù)中的身高和體重，計算用戶的BMI指數(shù)，BMI=體重(kg)/身高~2
(m)；
A2、判斷BMI指數(shù)是否大于24，若是，則根據(jù)以下公式計算用戶的跑動步長:
當(dāng)用戶性別為男時，跑動步長的計算公式為:y=(h-132)*0.89/0.54 ；
當(dāng)用戶性別為女時，跑動步長的計算公式為:y= (h-130)*0.9/0.52 ；
其中，y表示跑動步長，h表示身高；
反之，則根據(jù)以下公式計算用戶的跑動步長:
當(dāng)用戶性別為男時，跑動步長的計算公式為:y=(h-132)/0.54 ;
當(dāng)用戶性別為女時，跑動步長的計算公式為:y= (h-130)/0.52 ;
其中，y表示跑動步長，h表示身高。
[0020]進一步，本發(fā)明還可根據(jù)不同個體的需要在用戶特征參數(shù)中加入體重等用戶特征參數(shù)，建立對應(yīng)的人體運動模型，從而更精確測量對應(yīng)的跑動步長。
[0021]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟B包括:
B1、根據(jù)預(yù)設(shè)的揮臂采樣次數(shù)，對用戶的前若干次的手臂擺動角度進行采樣，得出每次手臂擺動的最大角度值；
B2、根據(jù)每次手臂擺動的最大角度值，將最大角度值中的最小值作為手臂擺動角度窗口最小值，將最大角度值中的最大值作為手臂擺動角度窗口最大值，從