一種可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置及其實(shí)現(xiàn)方法的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，特別是具有對(duì)運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡的記錄與測(cè)評(píng)的功能，提高對(duì)軌跡記錄的準(zhǔn)確性并對(duì)佩戴者運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行反饋與評(píng)價(jià)，可幫助運(yùn)動(dòng)者更準(zhǔn)確了解自己的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備的發(fā)展，位置、加速度和角速度等運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取在當(dāng)今變得越來(lái)越便捷，并且這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也能夠得到一定的保證。由此，如何將這些數(shù)據(jù)運(yùn)用到人們的生活，或者一些專業(yè)領(lǐng)域成為了現(xiàn)在的技術(shù)焦點(diǎn)。相應(yīng)的技術(shù)在電視游戲，智能家居，機(jī)器人等領(lǐng)域均有一定的利用價(jià)值。本實(shí)用新型使用相似的技術(shù)解決運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的問(wèn)題和普通人日常生活中鍛煉的問(wèn)題。
[0003]在可穿戴設(shè)備方面，它是直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設(shè)備。攜帶方便，使用簡(jiǎn)單。
[0004]對(duì)于普通人的運(yùn)動(dòng)鍛煉，運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)不正確，會(huì)對(duì)身體造成嚴(yán)重的損傷。而對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，有時(shí)候很多細(xì)微的變化，教練是無(wú)法用肉眼看出來(lái)的，教練并不能及時(shí)給出最好建議。并且，運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有時(shí)候也不能得到精確的計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)。動(dòng)作規(guī)范是一種很重要的教學(xué)法，可以使我們獲得必要的直接感受，以提高掌握動(dòng)作要領(lǐng)的效率，有利于形成正確的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，防止錯(cuò)誤動(dòng)作定型。
[0005]基于視頻的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集量很大，所需處理數(shù)據(jù)計(jì)算量很大，同時(shí)計(jì)算的算法十分復(fù)雜，容易受到視頻質(zhì)量的影響。這類運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)所需要的計(jì)算量難以在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，而且從視頻錄制，視頻剪輯到算法研究，數(shù)據(jù)分析耗費(fèi)大量人力物力?，F(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，往往關(guān)注于人體運(yùn)動(dòng)的加速度，忽視人體運(yùn)動(dòng)關(guān)乎運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)角速度。其他運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法，要求將傳感器獲得數(shù)據(jù)通過(guò)有線或者無(wú)線的方式將運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X或工作站處做數(shù)據(jù)處理，不能在移動(dòng)設(shè)備上獨(dú)立地計(jì)算和分析。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種有效的、簡(jiǎn)單的、低成本的可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置及其實(shí)現(xiàn)方法。本實(shí)用新型不依靠視頻的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，直接采集人體的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析更為直接準(zhǔn)確，并且減少了無(wú)關(guān)的計(jì)算量和噪聲影響。本實(shí)用新型結(jié)合人體的加速度和角速度進(jìn)行分析，更為全面。此外，該實(shí)用新型可以獨(dú)立的進(jìn)行運(yùn)算分析，能過(guò)得到即時(shí)的分析結(jié)果。
[0007]本實(shí)用新型提供的“可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置”包括:
[0008]傳感器電路、存儲(chǔ)器電路、輸出與顯示電路、評(píng)測(cè)與控制電路、比較器電路和數(shù)據(jù)預(yù)處理電路；
[0009]所述的傳感器電路有一個(gè)輸出端，數(shù)據(jù)預(yù)處理電路有一個(gè)輸入端和三個(gè)輸出端，比較器電路有三個(gè)輸入端、七個(gè)輸出端和一個(gè)雙向輸入輸出端，存儲(chǔ)器電路有一個(gè)輸出端、兩個(gè)1位輸入端、兩個(gè)8位輸入端和一個(gè)8位雙向輸入輸出端，評(píng)測(cè)與控制電路有八個(gè)輸入端、四個(gè)輸出端和一個(gè)8位輸出端，輸出與顯示電路有兩個(gè)輸入端；
[0010]傳感器電路的輸出端與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路的輸入端連接；
[0011]數(shù)據(jù)預(yù)處理電路的三個(gè)輸出端A、B和C分別與比較器電路的三個(gè)輸入端相連；
[0012]比較器電路的一個(gè)輸入端與評(píng)測(cè)與控制電路的輸出端相連，另三個(gè)輸入端ABC與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路6相連，一個(gè)8位輸出端與存儲(chǔ)器電路對(duì)應(yīng)的一個(gè)8位輸入端相連，一個(gè)8位雙向輸入輸出端與存儲(chǔ)器電路的對(duì)應(yīng)的8位雙向輸入輸出端相連，比較器電路的另外六個(gè)輸出端Dl、D2、D3、D4、D5和D6與評(píng)測(cè)與控制電路的六個(gè)輸入端相連。
[0013]評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)8位輸出端與存儲(chǔ)器電路對(duì)應(yīng)的一個(gè)8位輸入端相連，評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸出端與輸出與顯不電路的一個(gè)輸入端相連，一個(gè)輸出端與比較器電路的一個(gè)輸入端相連，兩個(gè)輸出端與存儲(chǔ)器電路的兩個(gè)輸入端相連，兩個(gè)輸入端與外部開(kāi)關(guān)K1和K2相連；
[0014]存儲(chǔ)器電路的一個(gè)8位輸入端與比較器電路的一個(gè)8位輸出端相連，另一個(gè)8位輸入端與評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)8位輸出端相連，兩個(gè)輸入端與測(cè)評(píng)與控制電路的兩個(gè)輸出端相連，一個(gè)8位雙向輸入輸出端與比較器電路相連，一個(gè)輸出端與輸出與顯不電路的輸入端相連；
[0015]輸出與顯示電路的一個(gè)輸入端與存儲(chǔ)器電路相連，另一個(gè)輸入端與測(cè)評(píng)與控制電路相連。
[0016]數(shù)據(jù)預(yù)處理電路，包括，濾波電路、信號(hào)分離電路和三個(gè)數(shù)據(jù)特征提取電路:
[0017]濾波電路的輸入端與傳感器電路的輸出端相連，濾波電路的輸出端與信號(hào)分離電路的輸入端相連，信號(hào)分離電路的三個(gè)輸出端分別與三個(gè)數(shù)據(jù)特征提取電路的輸入端相連，三個(gè)數(shù)據(jù)特征提取電路的輸出端各與比較器電路的一個(gè)輸入端相連。
[0018]比較器電路包括比較器一、比較器二、比較器三、比較器四、比較器五、比較器六和存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器:
[0019]比較器一的輸入端與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路的輸出端A相連，另一個(gè)輸入端與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的一個(gè)輸出端相連，比較器一的一個(gè)輸出端分別與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的一個(gè)輸入端、比較器四的一個(gè)輸入端和評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸入端相連；比較器二的輸入端與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路的輸出端B相連，另一個(gè)輸入端與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的一個(gè)輸出端相連，比較器二的一個(gè)輸出端分別與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的一個(gè)輸入端、比較器五的一個(gè)輸入端和評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸入端相連；比較器三的輸入端與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路的輸出端C相連，另一個(gè)輸入端與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的一個(gè)輸出端相連，比較器三的一個(gè)輸出端分別與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的一個(gè)輸入端、比較器六的一個(gè)輸入端和評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸入端相連；存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器的四個(gè)輸入端分別與比較器一、比較器二和比較器三的輸出端以及評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸出端相連接，一個(gè)八位輸出端與存儲(chǔ)器電路的八位輸入端連接，一個(gè)八位雙向輸入輸出端與存儲(chǔ)器電路相連接，三個(gè)輸出端分別與比較器四的一個(gè)輸入端、比較器五的一個(gè)輸入端和比較器六的一個(gè)輸入端相連接；比較器四的輸出端D4與評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸入端相連；比較器五的輸出端D5與評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸入端相連；比較器六的輸出端D6與評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)輸入端相連。
[0020]評(píng)測(cè)與控制電路，包括，計(jì)算與評(píng)測(cè)電路、輸出顯示使能電路、地址選通電路，寄存器寫(xiě)入控制電路和閾值導(dǎo)入控制電路；
[0021]計(jì)算與評(píng)測(cè)電路的六個(gè)輸入端與比較器電路的六個(gè)輸出端D1、D2、D3、D4、D5和D6相連，三個(gè)輸出端與地址選通電路的三個(gè)輸入端相連接；地址選通電路的一個(gè)8位輸出端與存儲(chǔ)器電路的對(duì)應(yīng)輸入端相連，一個(gè)輸出端與輸出顯不使能電路的輸入端相連；輸出顯示使能電路的輸出端與輸出與顯示電路的一個(gè)輸入端相連；寄存器寫(xiě)入控制電路的輸入端與外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)K1相連，一個(gè)輸出端與存儲(chǔ)器電路相連，另一個(gè)輸出端與比較器電路相連；閾值導(dǎo)入控制電路的輸入端與外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)K2相連，輸出端與存儲(chǔ)器電路相連。
[0022]存儲(chǔ)器電路，包括，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與閾值寄存器和評(píng)測(cè)狀態(tài)寄存器；
[0023]運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與閾值寄存器的一個(gè)8位輸入輸出端與比較器電路相連，一個(gè)8位輸入端與比較器電路的輸出端相連，兩個(gè)輸入端與評(píng)測(cè)與控制電路的兩個(gè)輸出端相連；評(píng)測(cè)狀態(tài)寄存器的一個(gè)8位輸入端與評(píng)測(cè)與控制電路的一個(gè)8位輸出端相連，一個(gè)輸出端與輸出與顯示電路的輸入端相連。
[0024]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0025]本實(shí)用新型提供的可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置，針對(duì)現(xiàn)有人體運(yùn)動(dòng)軌跡記錄裝置的不足，增加了人體運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的評(píng)測(cè)電路，能夠?qū)崟r(shí)地使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并給出采集的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一致性程度，可以使用戶實(shí)時(shí)地自行糾正動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)預(yù)處理電路示意圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型比較器電路示意圖；
[0029]圖4是本實(shí)用新型評(píng)測(cè)與控制電路示意圖；
[0030]圖5是本實(shí)用新型存儲(chǔ)器電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1: 一種可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置
[0032]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的可穿戴人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)軌跡記錄與測(cè)評(píng)裝置的具體結(jié)構(gòu)包括:
[0033]傳感器電路1、存儲(chǔ)器電路2、輸出與顯示電路3、評(píng)測(cè)與控制電路4、比較器電路5和數(shù)據(jù)預(yù)處理電路6。
[0034]所述的傳感器電路1有一個(gè)輸出端，數(shù)據(jù)預(yù)處理電路6有一個(gè)輸入端和三個(gè)輸出端，比較器電路5有三個(gè)輸入端、七個(gè)輸出端和一個(gè)雙向輸入輸出端，存儲(chǔ)器電路2有一個(gè)輸出端、兩個(gè)1位輸入端、兩個(gè)8位輸入端和一個(gè)8位雙向輸入輸出端，評(píng)測(cè)與控制電路4有八個(gè)輸入端、四個(gè)輸出端和一個(gè)8位輸出端，輸出與顯示電路3有兩個(gè)輸入端。
[0035]傳感器電路1的輸出端與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路6的輸入端連接。
[0036]數(shù)據(jù)預(yù)處理電路6的三個(gè)輸出端A、B和C分別與比較器電路5的三個(gè)輸入端相連。
[0037]比較器電路5的一個(gè)輸入端與評(píng)測(cè)與控制電路的輸出端相連，另三個(gè)輸入端ABC與數(shù)據(jù)預(yù)處理電路6相連，一個(gè)8位輸出端與存儲(chǔ)器電路2對(duì)應(yīng)的一個(gè)8位輸入端相連，一個(gè)8位雙向輸入輸出端與存儲(chǔ)器電路2的對(duì)應(yīng)的8位雙向輸入輸出端相連，比較器電路5的另外六個(gè)輸出端Dl、D2、D3、D4、D5和D6與評(píng)測(cè)與控制電路4的六個(gè)輸入端相連。
[0038]評(píng)測(cè)與控制電路4的兩個(gè)輸入端與外部的開(kāi)關(guān)K1和K2連接一個(gè)8位輸出端與存儲(chǔ)器電路2對(duì)應(yīng)的一個(gè)8位輸入端相連，一個(gè)輸出端與輸出與顯