專利名稱：游泳監(jiān)測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運動監(jiān)測器，更具體地涉及游泳監(jiān)測器。更具體地，本發(fā)明涉及被布置用于檢測游泳姿勢的游泳監(jiān)測器，以及涉及具有無線數(shù)據(jù)傳輸能力的游泳監(jiān)測器，盡管不僅僅限于此。
背景技術(shù)：
用來對相關(guān)運動數(shù)據(jù)和用于顯示的信息進行捕獲并分析的運動監(jiān)測器越來越受歡迎。運動監(jiān)測器通常由進行體力運動的人佩戴，并且通常被配置來捕獲佩戴該監(jiān)測器的人的生理狀態(tài)相關(guān)的生理數(shù)據(jù)以及訓練相關(guān)的技能數(shù)據(jù)。所捕獲的生理數(shù)據(jù)可以用來對訓練者的身體狀況提供即時反饋以及用于隨后的健康分析。另一方面，所捕獲的技能數(shù)據(jù)可以提供用于對進行該運動的人的技能或身體健康進行分析的有用數(shù)據(jù)和信息，并且可能用于制定計劃，以提高進行該訓練的人的技能。在各種體力運動中，游泳由于其均衡以及低沖擊的特性被認為是非常有益的。盡管目前存在游泳監(jiān)測器，但是傳統(tǒng)的游泳監(jiān)測器的性能和功能有些受限。例如，傳統(tǒng)的游泳監(jiān)測器需要由游泳者來激活，以觸發(fā)數(shù)據(jù)捕獲。同時，傳統(tǒng)的監(jiān)測器不提供關(guān)于游泳姿勢的信息也不提供游泳姿勢相關(guān)的技能參數(shù)。此外，傳統(tǒng)的游泳監(jiān)測器通常布置用于游泳參數(shù)的瞬態(tài)顯示，而由于漏水關(guān)系不適用于將捕獲的數(shù)據(jù)或參數(shù)傳輸?shù)酵獠垦b置以進行存儲或進一步處理。盡管無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備似乎是克服漏水問題的可能替代方案，但是，將無線解決方案用于游泳監(jiān)測器的一個很顯然的障礙是無線電信號在水下的嚴重衰減。因此，如果可以提供減輕了傳統(tǒng)游泳監(jiān)測器的至少一些缺點的游泳監(jiān)測器，則是非常可取的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種游泳監(jiān)測器，其包括運動感測裝置和控制器，所述運動感測裝置能夠檢測到多個相互正交軸上的運動，所述控制器被布置用于收集運動感測裝置所產(chǎn)生的運動數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所收集到的運動數(shù)據(jù)來產(chǎn)生游泳運動信息，其中，所述控制器被布置用于根據(jù)在至少一個所選運動方向上檢測到的節(jié)律運動模式產(chǎn)生游泳姿勢信息。被布置用于在多個正交運動軸中的至少一個所選運動方向上檢測節(jié)律運動模式的游泳監(jiān)測器可以使用簡單算法快速地確定游泳姿勢。運動感測裝置可以包括3軸加速度計，其為游泳監(jiān)測器的制作提供了簡單而緊湊的硬件解決方案。所述至少一個所選運動方向可以是多個相互正交軸中的一個。選擇一個運動方向 (多個相互正交軸中的一個)是為了控制器進行更有效的處理。所述游泳監(jiān)測器可以適合游泳者佩戴，以使得游泳期間，所述多個相互正交軸對應于縱向、前向和橫向。這種適合是指，當所述游泳監(jiān)測器被適當佩戴時，運動感測裝置的各正交軸與運動軸容易對準。
如果所收集到的運動數(shù)據(jù)在至少兩個正交運動方向上呈現(xiàn)節(jié)律模式，則控制器可以配置來將運動裝置所收集到的運動數(shù)據(jù)分類為游泳運動數(shù)據(jù)、或游泳的運動特性。根據(jù)以下描述，本發(fā)明的這些或其他特征和優(yōu)點將顯而易見。


以下將通過示例的方式并且參考附圖來描述本發(fā)明的示例實施例，附圖中圖1示出了佩戴本發(fā)明的游泳監(jiān)測器的實施例的游泳者；圖2是示出了典型的蛙泳序列在三個正交軸(X、Y、Z)上的相對運動幅度的示例運動幅度曲線圖；圖3是典型的自由泳序列的示例運動幅度曲線圖；圖4是典型的仰泳序列的示例運動幅度曲線圖；圖5是典型的蝶泳序列的示例運動幅度曲線圖；圖2Α至圖5Α分別是圖2至圖5的更易于對照的簡化示意信號圖；圖6是包括連接到主微控制器的3軸加速度計的示例游泳監(jiān)測器的功能框圖；圖6Α是類似于圖6的功能框圖，但是其具有單獨的主微控制器；圖7是示出了從圖2得到的脈沖計數(shù)的曲線圖；圖8是示出了用于以自動啟動停止的方式進行圈計時的示例算法的流程圖；圖9是示出了游泳停止時以及裝置處于水外時方便數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖纠惴ǖ牧鞒虉D；以及圖10是示出了促進節(jié)電的示例算法的流程圖。
具體實施例方式游泳要求身體各部分適時協(xié)調(diào)以有效進行。由于其低沖擊的性質(zhì)以及對身體協(xié)調(diào)的廣泛要求，其通常被認為是一種最有益的體育或心血管運動。在各種已知的游泳姿勢中， 自由泳、蝶泳、蛙泳、仰泳通常被認為是公眾經(jīng)常采用的最受歡迎的游泳姿勢，盡管還練習了其他的游泳姿勢。最受歡迎的游泳姿勢中的每一種的特征在于其特定的運動模式。例如，自由泳的特征在于游泳者軀干相對側(cè)的兩臂和兩腿的適時同步側(cè)劃以向前爬泳。同時，自由泳的游泳者在身體向前移動的同時需要周期性地轉(zhuǎn)頭來呼吸。蝶泳的游泳者需要在水上進行同步的劃水以將軀干提出水面、下潛，然后做一個海豚式尾踢來準備下一次的臂擊。當進行蛙泳時，游泳者需要以胸部面對游泳池的底部并且軀干不旋轉(zhuǎn)來做蛙式爬泳。仰泳類似于自由泳，除了游泳者的胸部向上之外。參照圖1，示出了包括3軸加速度計110(作為運動感測裝置的一個示例)的游泳監(jiān)測器100。所述游泳監(jiān)測器安裝在胸帶102上，并且適于利用所述胸帶佩戴在游泳者130 的軀干上，類似于通常在健身中心看到的心率監(jiān)測器的佩戴。游泳監(jiān)測器被布置為使得在佩戴游泳監(jiān)測器時3軸加速度計與平行于體軸的一個正交軸(即Y軸)對準并且正向朝向頭部，另一軸(即X軸)與Y軸正交并且向軀干的側(cè)向延伸，第三個軸(即Z軸)與X軸和 Y軸二者正交。通常，在游泳期間，這些正交軸對應于前向、縱向、和側(cè)向。使用過程中，Y軸與身體向前移動的方向?qū)剩渫ǔ槌蛴斡境囟瞬康姆较?，X
5軸為橫向方向，其通常朝向游泳池的側(cè)面，Z軸朝向游泳池底部或朝向天空。當然，這里的X 軸、Y軸和Z軸的稱呼僅為了方便而任意命名，在不喪失通用性的情況下也可以使用其他名稱、符號或稱呼來重新標記。游泳姿勢檢測圖2至圖5是游泳監(jiān)測器分別針對蛙泳、自由泳、仰泳和蝶泳運動序列記錄的X 軸、Y軸和Z軸上的幅度。根據(jù)對各種游泳姿勢的運動模式的系統(tǒng)化研究，注意到，四種最常練習的游泳姿勢的運動可以分解為3個正交軸上的分量，更具體地在以下表1中概括展現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種游泳監(jiān)測器，包括運動感測裝置和控制器，所述運動感測裝置能夠檢測多個相互正交軸上的運動，并且所述控制器被布置用于捕獲所述運動感測裝置所產(chǎn)生的運動數(shù)據(jù)，并且參照所收集到的運動數(shù)據(jù)產(chǎn)生游泳運動信息，其中所述控制器被布置用于參照在至少一個所選運動方向上檢測到的節(jié)律運動模式來產(chǎn)生游泳姿勢信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游泳監(jiān)測器，其中所述運動感測裝置包括3軸加速度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的游泳監(jiān)測器，其中所述至少一個所選運動方向是所述多個相互正交軸中的一個。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述游泳監(jiān)測器適合于游泳者佩戴，以使得游泳期間，各相互正交軸對應于縱向、前向、和橫向。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中如果收集到的運動數(shù)據(jù)在至少兩個正交運動方向上呈現(xiàn)節(jié)律模式，則所述控制器被布置用于將所收集到的運動數(shù)據(jù)分類為游泳運動數(shù)據(jù)、或者游泳的運動特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于檢測兩個預定運動方向中的主導運動方向，并且參照該主導運動方向提供游泳姿勢信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器還被布置用于參照主導運動方向上超過閾值的運動的集中度來提供關(guān)于游泳姿勢的信息。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于對所述運動感測裝置所收集到的運動數(shù)據(jù)進行處理，以確定是否存在已知游泳姿勢的周期性或節(jié)律運動特性，以及根據(jù)確定結(jié)果來確定是否在游泳。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述運動感測裝置被布置用于收集3個相互正交軸上的游泳運動數(shù)據(jù)，并且包括3軸運動傳感器，所述運動傳感器的3 個軸相互正交。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于參照在多個相互正交軸上收集到的運動數(shù)據(jù)來確定游泳姿勢。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所收集到的運動數(shù)據(jù)包括運動方向，其由信號極性表示。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的游泳監(jiān)測器，其中所述運動感測裝置和控制器被布置用于參照預定軸上的運動極性來在自由泳姿勢和仰泳姿勢之間進行區(qū)分，所述預定軸與水面正 、-父。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的游泳監(jiān)測器，其中所述運動感測裝置和控制器被布置用于參照三個預定正交軸中的一個軸上的運動來在蛙泳姿勢和自由泳姿勢之間進行區(qū)分，所述一個軸平行于水面并且與游泳方向正交。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中游泳姿勢包括自由泳姿勢、 蛙泳姿勢、仰泳姿勢、或蝶泳姿勢中的至少一個或多個。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述運動感測裝置和控制器被布置用于參照一個運動軸從水平到垂直以及另一個運動軸從垂直到水平的突然改變來檢測跳躍。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于檢測游泳的啟動和停止，并且在游泳停止之后的預定延遲期間內(nèi)啟動游泳數(shù)據(jù)向外部數(shù)據(jù)收集器的傳輸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的游泳監(jiān)測器，還包括無線傳輸器，用于將游泳數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠繑?shù)據(jù)收集器，所述無線傳輸器在檢測到游泳停止之后的規(guī)定延時內(nèi)啟動。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述游泳監(jiān)測器適合于佩戴在游泳者的身體上，尤其是胸部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的游泳監(jiān)測器，其中所述游泳監(jiān)測器安裝在胸帶上，當所述游泳監(jiān)測器佩戴在胸部時，所述運動感測裝置適合于檢測游泳運動。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述游泳監(jiān)測器還包括心率監(jiān)測器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于在檢測到心率信號時開始對所述運動感測裝置供電。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于參照在游泳期間所檢測到的轉(zhuǎn)向數(shù)來進行圈計數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的游泳監(jiān)測器，其中所述控制器被布置用于通過測量各轉(zhuǎn)向之間的時間來進行圈速度計算。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的游泳監(jiān)測器，其中所述游泳監(jiān)測器還包括啟動裝置，用于在檢測到作為跳躍特性的運動序列時啟動所述運動感測裝置的操作。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的并且包括無線傳輸器的游泳監(jiān)測器，所述無線傳輸器連接到控制器，用于從游泳監(jiān)測器傳輸數(shù)據(jù)，其中所述控制器被布置用于使得在所述控制器已檢測到游泳停止之后以及在預定間隔已期滿之后開始從游泳監(jiān)測器傳輸數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供了一種游泳監(jiān)測器(100)，其包括運動感測裝置(110)和控制器(120)。所述運動感測裝置能夠檢測多個相互正交軸上的運動，并且所述控制器被布置用于捕獲所述運動感測裝置所產(chǎn)生的運動數(shù)據(jù)，并且參照所收集的運動數(shù)據(jù)產(chǎn)生游泳運動信息。所述控制器被布置用于參照在至少一個所選運動方向上檢測到的節(jié)律運動模式來產(chǎn)生游泳姿勢信息。這種游泳監(jiān)測器提供了一種用于游泳監(jiān)測的緊湊裝置和用于檢驗游泳姿勢信息的簡單解決方案。
文檔編號A63B69/12GK102481479SQ201080021676
公開日2012年5月30日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者阮重文 申請人:達騰科技有限公司