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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410851653.0 (22)申请日 2014.12.26 A61B 5/11(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (71)申请人 上海翰临电子科技有限公司 地址 202162 上海市崇明县陈家镇瀛东村 53号3幢143室 (72)发明人 陈越猛 (74)专利代理机构 上海三和万国知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 31230 代理人 蔡海淳 (54) 发明名称 一种基于环境监测的运动分析方法及设备 (57) 摘要 本发明涉及一种基于环境监测的运动分析方 法及设备，本发明采用一个移动可穿戴运动分析 设备对。
2、用户的运动状况进行分析指导，所述的移 动可穿戴运动分析设备佩戴在人体上，所述的移 动可穿戴运动分析设备包括环境监测模块、核心 处理器、三轴重力加速度传感器、磁力计和显示 器，通过该设备可以分析用户运动时所处的环境 状况，并根据环境状况分析此环境下适合运动的 时长，同时，根据磁力计的测量结果，分析得到用 户目前所处的运动方向，从而提醒用户有效合理 的规划运动路线，解决现有的运动监测设备无法 实现贴身监测，且无法根据环境状况提醒用户适 时适量运动的问题。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 C。
3、N 104490400 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104490400 A 1/2 页 2 1.一种基于环境监测的运动分析方法，其特征在于 ：所述的运动分析方法采用一个移 动可穿戴运动分析设备对用户的运动状况进行分析指导，所述的移动可穿戴运动分析设备 佩戴在人体上，所述的移动可穿戴运动分析设备包括环境监测模块、核心处理器、三轴重力 加速度传感器、磁力计和显示器 ； 所述的运动分析方法包括如下步骤 ： (1) 当用户准备进行运动时，将所述的移动可穿戴运动分析设备佩戴在手腕或手臂 上； (2) 三轴重力加速度传感器检测人体的重力加速度信号，并发送给核心处理器，核心处 理器根。
4、据所述的重力加速度信号，判断用户是否进入运动状态，如果用户进入运动状态，则 移动可穿戴运动分析设备开始工作，进入步骤 (3) ；否则移动可穿戴运动分析设备不工作 ； (3) 环境监测模块实时监测周围环境参数，磁力计实时测量地球磁场强度，并将监测到 的环境参数信息以及测量的地球磁场强度信息发送给核心处理器 ； (4) 所述的核心处理器根据环境参数信息，分析在此环境下，人体适合运动的时长，并 根据地球磁场强度信息计算用户运动方向 ； (5) 核心处理器将分析得到的运动时长和运动方向通过显示器显示，提醒用户有效的 规划运动路线。 2.根据权利要求 1 所述的运动分析方法，其特征在于，所述的步骤 (2。
5、) 中，核心处理器 根据所述的重力加速度信号，判断人体是否处于运动状态的方法为 ： (1) 核心处理器设定人体重力加速度有规律变化的时间阈值 ； (2) 当核心处理器检测到人体重力加速度处于有规律的变化状态，并且所述的变化状 态持续时间大于设定的有规律变化的时间阈值，则判定人体处于运动状态 ； (3) 当核心处理器检测到的人体重力加速度没有变化，或人体重力加速度从时间上和 幅度上同时处于无规律的变化状态，核心处理器判定人体退出运动状态。 3.根据权利要求 1 所述的运动分析方法，其特征在于，所述的步骤 (3) 中，环境参数包 括环境湿度、环境温度以及紫外线强度，环境监测模块通过环境湿度传感器、。
6、环境温度传感 器和紫外线强度传感器检测周围环境参数。 4.根据权利要求 1 所述的运动分析方法，其特征在于，所述的移动可穿戴运动分析设 备设置有无线传输模块，核心处理器将接收到的环境参数信息和运动方向信息通过无线传 输模块传输至智能移动设备，由智能移动设备进行存储和分析。 5.一种采用如权利要求 1 所述方法的运动分析设备，其特征在于 ：所述的运动分析设 备为佩戴于人体上的移动可穿戴运动分析设备，所述的移动可穿戴运动分析设备包括环境 监测模块、三轴重力加速度传感器、磁力计、核心处理器和显示器，所述的环境监测模块、三 轴重力加速度传感器和磁力计的输出端连接核心处理器的输入端，所述核心处理器的输出。
7、 端连接显示器，三轴重力加速度传感器用于检测人体重力加速度，环境监测模块用于监测 环境湿度、温度以及紫外线强度，磁力计用于检测地球磁场强度，核心处理器根据人体重力 加速度判断用户是否处于运动状态，核心处理器根据环境参数信息分析用户适合的运动时 长，并根据地球磁场强度分析用户运动方向。 6.根据权利要求 5 所述的运动分析设备，其特征在于，所述的移动可穿戴运动分析设 备包括无线传输模块，所述核心处理器的输出端通过无线传输模块连接智能移动设备，将 权 利 要 求 书CN 104490400 A 2/2 页 3 接收到的环境参数信息和运动方向信息通过无线传输模块传输至智能移动设备。 7.根据权利要求。
8、 5 所述的运动分析设备，其特征在于，所述的环境监测模块包括环境 湿度传感器、环境温度传感器和紫外线强度传感器。 8.根据权利要求 6 所述的运动分析设备，其特征在于，所述的无线传输模块为蓝牙模 块。 9.根据权利要求 6 所述的运动分析设备，其特征在于，所述的智能移动设备为智能手 机或 ipad。 权 利 要 求 书CN 104490400 A 1/4 页 4 一种基于环境监测的运动分析方法及设备 技术领域 0001 本发明涉及一种基于环境监测的运动分析方法及设备。 背景技术 0002 目前市场上已有的运动监测设备侧重于监测运动本身，包括运动时长，运动强度 如行走或跑步，运动速度，却缺乏一个。
9、对运动环境的整体了解，从而无法分析环境是否有利 于运动。下述是几个重要的问题没有在现有的运动监测设备里解决 ： 0003 第一，无法获取环境温湿度参数及其变化过程。总所周知，合适的温湿度会对运动 有很好的帮助，但在极端的温湿度条件下运动会对身体有负面影响 0004 第二，无法实时获得太阳光紫外线强度。当使用者在室外阳光下运动时，无论行走 或跑步健身，当紫外线强度高于一定值的时候，过长时间在阳光下运动会引起皮肤灼伤。当 使用者测得实际紫外线强度时，可以具体调整运动时间，并做相应预防措施 0005 第三，无法获取方向信息。很多时候，当使用者在室外行走或运动时，实时获得方 向信息会帮助用户规划路线，。
10、从而更加有效的规划运动，及准确提供行走方向来到达目的 地 0006 除了以上所提的问题，环境参数需要一个长期的、贴身的监测。虽然用户可以通过 一些气象预报来获得环境参数信息，但如果不是贴身监测，无法起到有效的运动分析结果。 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种基于环境监测的运动分析方法，该方法根据用户所处的 环境状况，采用可穿戴设备为用户分析指导能够运动的时长，并且为用户指出其运动方向， 便于用户规划运动路线，更加有利于用户的运动健身，用以解决现有的运动监测设备无法 实现贴身监测，且无法根据环境状况提醒用户适时适量运动的问题。 0008 为实现上述目的，本发明的方案是 ：一种基于环境监测。
11、的运动分析方法，所述的 运动分析方法采用一个移动可穿戴运动分析设备对用户的运动状况进行分析指导，所述的 移动可穿戴运动分析设备佩戴在人体上，所述的移动可穿戴运动分析设备包括环境监测模 块、核心处理器、三轴重力加速度传感器、磁力计和显示器 ； 0009 所述的运动分析方法包括如下步骤 ： 0010 (1) 当用户准备进行运动时，将所述的移动可穿戴运动分析设备佩戴在手腕或手 臂上 ； 0011 (2) 三轴重力加速度传感器检测人体的重力加速度信号，并发送给核心处理器，核 心处理器根据所述的重力加速度信号，判断用户是否进入运动状态，如果用户进入运动状 态，则移动可穿戴运动分析设备开始工作，进入步骤 。
12、(3) ；否则移动可穿戴运动分析设备不 工作 ； 0012 (3) 环境监测模块实时监测周围环境参数，磁力计实时测量地球磁场强度，并将监 测到的环境参数信息以及测量的地球磁场强度信息发送给核心处理器 ； 说 明 书CN 104490400 A 2/4 页 5 0013 (4) 所述的核心处理器根据环境参数信息，分析在此环境下，人体适合运动的时 长，并根据地球磁场强度信息计算用户运动方向 ； 0014 (5) 核心处理器将分析得到的运动时长和运动方向通过显示器显示，提醒用户有 效的规划运动路线。 0015 所述的步骤 (2) 中，核心处理器根据所述的重力加速度信号，判断人体是否处于 运动状态的方。
13、法为 ： 0016 (1) 核心处理器设定人体重力加速度有规律变化的时间阈值 ； 0017 (2) 当核心处理器检测到人体重力加速度处于有规律的变化状态，并且所述的变 化状态持续时间大于设定的有规律变化的时间阈值，则判定人体处于运动状态 ； 0018 (3) 当核心处理器检测到的人体重力加速度没有变化，或人体重力加速度从时间 上和幅度上同时处于无规律的变化状态，核心处理器判定人体退出运动状态。 0019 所述的步骤 (3) 中，环境参数包括环境湿度、环境温度以及紫外线强度，环境监测 模块通过环境湿度传感器、环境温度传感器和紫外线强度传感器检测周围环境参数。 0020 所述的移动可穿戴运动分析设。
14、备设置有无线传输模块，核心处理器将接收到的环 境参数信息和运动方向信息通过无线传输模块传输至智能移动设备，由智能移动设备进行 存储和分析。 0021 本发明的目的还在于提供一种采用上述方法的运动分析设备，该设备是一种可穿 戴运动分析设备，可根据用户所处的环境状况，为用户分析指导能够运动的时长，并且为用 户指出其运动方向，便于用户规划运动路线，更加有利于用户的运动健身，用以解决现有的 运动监测设备无法实现贴身监测，且无法根据环境状况提醒用户适时适量运动的问题。 0022 为实现上述目的，本发明的技术方案是 ：一种基于环境监测的运动分析设备，所述 的运动分析设备为佩戴于人体上的移动可穿戴运动分析设。
15、备，所述的移动可穿戴运动分析 设备包括环境监测模块、三轴重力加速度传感器、磁力计、核心处理器和显示器，所述的环 境监测模块、三轴重力加速度传感器和磁力计的输出端连接核心处理器的输入端，所述核 心处理器的输出端连接显示器，三轴重力加速度传感器用于检测人体重力加速度，环境监 测模块用于监测环境湿度、温度以及紫外线强度，磁力计用于检测地球磁场强度，核心处理 器根据人体重力加速度判断用户是否处于运动状态，核心处理器根据环境参数信息分析用 户适合的运动时长，并根据地球磁场强度分析用户运动方向。 0023 所述的移动可穿戴运动分析设备包括无线传输模块，所述核心处理器的输出端通 过无线传输模块连接智能移动设。
16、备，将接收到的环境参数信息和运动方向信息通过无线传 输模块传输至智能移动设备。 0024 所述的环境监测模块包括环境湿度传感器、环境温度传感器和紫外线强度传感 器。 0025 所述的无线传输模块为蓝牙模块。 0026 所述的智能移动设备为智能手机或 ipad。 0027 本发明达到的有益效果 ：1) 全自动提取用户在运动过程中环境参数的变化，包括 温湿度、太阳光紫外线强度，及地球磁场方向，并计算出用户前进的东南西北方向。 0028 2) 通过多维度的环境参数的提取，帮助用户合理调整运动强度和时长，并做必要 的预防措施。 说 明 书CN 104490400 A 3/4 页 6 0029 3) 通。
17、过设备无线传输模块，所有环境和运动信息可传输至移动智能终端来存储， 并综合分析在不同运动情况下的环境参数，及其变化对运动质量的影响。 附图说明 0030 图 1 是本发明可穿戴运动分析设备的结构示意图 ； 0031 图 2 是本发明可穿戴运动分析设备的工作流程图。 具体实施方式 0032 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。 0033 如图 1 所示，本发明的运动分析设备是一种可穿戴运动分析设备，包括一个固定 框架，固定框架两侧均固定连接长度可调的带状结构，所述的带状结构用于将可穿戴运动 分析设备穿戴在人体上，本发明将运动分析设备穿戴在人体的手腕或手臂上，所述的框型 支架中嵌装有环境监测模。
18、块、磁力计、三轴重力加速度传感器、核心处理器、无线传输模块 和显示器。 0034 所述的环境监测模块包括环境温度传感器、环境湿度传感器和紫外线强度传感 器，用于检测环境温度、湿度和紫外线强度，环境监测模块的将检测到的数据信息发送给核 心处理器。核心处理器用于根据环境温度、湿度以及紫外线强度情况，分析人体在该环境状 况下，适合运动的时长，并将分析结果以及环境状况信息发送到显示器进行显示。三轴重力 加速度传感器用于检测人体重力加速度，由核心处理器根据人体重力加速度信号判断用户 是否进入运动状态。磁力计用于检测地球磁场强度，由核心处理器根据地球磁场强度分析 计算用户目前所处的方向，用户根据自己的所处。
19、的方向规划运动路线。核心处理器将监测 到的环境参数信息和运动方向信息通过无线传输模块发送到用户的智能移动设备上进行 存储和进一步的综合分析。 0035 当用户进行运动时，将该运动分析设备穿戴在身上，当根据三轴重力加速度传感 器的信号判断人体进入到运动状态后，由环境检测模块实时对环境湿度、温度和紫外线强 度进行监测，提醒用户可进行运动锻炼的时长。同时，通过磁力计可以指示用户的运动方 向，以便用户能够规划运动路线。 0036 如图 2 所示，本发明的具体工作过程如下 ： 0037 (1) 当用户准备进行运动时，将所述的移动可穿戴运动分析设备佩戴在手腕或手 臂上。 0038 (2) 三轴重力加速度传。
20、感器检测人体的重力加速度信号，并发送给核心处理器，核 心处理器根据所述的重力加速度信号，判断用户是否进入运动状态。具体判断过程如下 ： 0039 a1. 核心处理器设定人体重力加速度有规律变化的时间阈值 ； 0040 a2. 当核心处理器检测到人体重力加速度处于有规律的变化状态，并且所述的变 化状态持续时间大于设定的有规律变化的时间阈值，则判定人体处于运动状态 ； 0041 a3. 当核心处理器检测到的人体重力加速度没有变化，或人体重力加速度从时间 上和幅度上同时处于无规律的变化状态，核心处理器判定人体退出运动状态。 0042 (3)如果用户进入运动状态，则移动可穿戴运动分析设备开始工作，进入。
21、步骤 (4) ；否则移动可穿戴运动分析设备不工作。 说 明 书CN 104490400 A 4/4 页 7 0043 (4) 环境监测模块实时监测周围环境湿度、环境温度以及紫外线强度，并将监测结 果发送给核心处理器。 0044 核心处理器接收到紫外线强度信息后，经过分析计算得到紫外线指数，也就是太 阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度，根据该紫外线指数分析人体可以暴露 在紫外线中的最大时长。 0045 (5) 所述的核心处理器根据监测结果，分析在此环境下，人体适合运动的时长，并 通过显示器进行显示，以提醒用户合理调整运动强度和时长，并做必要的预防措施。 0046 (6) 磁力计实时测量。
22、地球磁场强度，并将测量结果发送给核心处理器，核心处理器 经过分析，计算用户运动方向，并通过显示器显示，提醒用户有效的规划运动路线。 0047 (7) 核心处理器通过无线传输模块，将所有环境和运动信息传输至智能移动设备 来存储，通过智能移动设备综合分析在不同运动情况下的环境参数，及环境参数变化对运 动质量的影响，以便以后对运动情况进行调整，采取更有效的运动方式。 0048 本实施例采用的无线传输模块为蓝牙模块，智能移动设备为智能手机或者 ipad。 0049 目前市场上已有的运动监测设备侧重于监测运动本身，包括运动时长、运动强度 ( 如选择“行走”或“跑步”)、运动速度，却缺乏一个对运动环境的整。
23、体了解，无法根据环境 状况，对用户的运动给予一定指导建议。 0050 本发明通过一种可穿戴的运动分析设备，用户在运动健身时，将可穿戴的运动分 析设备穿戴在身上，在用户运动状态中，贴身监测各类环境参数，包括地球磁力场方向，环 境温度，环境湿度及太阳光紫外线指数。通过实时监测各类环境参数，根据周围环境信息， 分析并提供是否适合运动的建议，如果在环境参数不适于运动的情况下进行运动，不仅达 不到健身的目的，反而有害身体健康。 0051 但是，通过环境参数分析是否适合运动，需要一个长期的、贴身的监测，虽然用户 可以通过一些气象预报来获得环境信息，但自身身体状况不同，受环境影响的程度也不同， 如果不是贴身。
24、监测，无法起到有效的运动分析结果。 0052 本发明集成了环境温度传感器和环境湿度传感器，根据用户运动时所处的室内、 室外实际温湿度，对用户的运动方案给予一定的分析建议，提醒用户调整运动强度及运动 时长。 0053 本发明集成了太阳光紫外线强度传感器，根据用户所处环境的太阳光紫外线强 度，提醒用户对运动时长做调整，并在运动前或运动中做适当的预防措施。 0054 本发明集成了磁力计，用来监测地球磁场，并计算东、南、西、北方向，用户可以实 时了解行走前进的方向，为用户在运动中及户外行走时，指引方向，更加有效地规划运动路 线，调整运动方案。 0055 综合来讲，本发明的运动分析设备，通过长期贴身监测用户运动时所处的环境状 况，多维度的分析环境参数变化对运动质量的影响，为用户的运动方式以及运动方案给予 分析指导，方便用户根据环境参数对运动强度和时长做合理的调整采取更有效的运动方 式，更有利于身体健康。 说 明 书CN 104490400 A 1/1 页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104490400 A 。