用于确定运动感测装置的附着位置的方法和装置.pdf

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1、10申请公布号CN104165637A43申请公布日20141126CN104165637A21申请号201410393775X22申请日2009011512/021,11620080128US200980101562220090115G01C22/00200601A63B71/0620060171申请人佳明瑞士有限责任公司地址瑞士沙夫豪森72发明人CJ库拉奇JK鲁尼PR麦克唐纳德RG斯特尔灵74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人杨小明54发明名称用于确定运动感测装置的附着位置的方法和装置57摘要本发明涉及用于确定运动感测装置的附着位置的方法和装置。提供一种运动感。

2、测装置，该运动感测装置一般包含可操作为在附着位置处被附着到对象上的外壳单元；可操作为提供与加速度测量对应的信号的加速计；和处理系统。处理系统可操作为获取与加速度测量对应的信号并分析获取的加速度测量以识别外壳单元的附着位置。30优先权数据62分案原申请数据51INTCL权利要求书1页说明书15页附图10页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1页说明书15页附图10页10申请公布号CN104165637ACN104165637A1/1页21一种用于确定运动感测装置的附着位置的方法，该方法包括从运动感测装置获取加速度测量并过滤与加速度测量对应的信号以使垂直加速度衰减、补偿重力和。

3、/或使混叠最小化；分析与加速度测量对应的信号以识别运动感测装置的附着位置；访问运动分析算法的数据库并且基于识别的附着位置从所述数据库选择运动分析算法；以及利用选择的运动分析算法确定运动参数，还包括分析获取的加速度测量以将装置的运动分类并且基于识别的附着位置和运动分类选择运动分析算法。2根据权利要求1的方法，其中，从包含运动感测装置的一部分的加速计获取加速度测量，并且，通过包含运动感测装置的一部分的处理系统执行获取的加速度测量的分析。3根据权利要求1的方法，其中，所述附着位置是与人身体对应的位置。4根据权利要求3的方法，其中，识别的附着位置是鞋子或非鞋子位置。5根据权利要求3的方法，其中，识别的。

4、附着位置是鞋子内的位置和鞋子顶部的位置中的一个。6一种运动感测装置，包括外壳单元，可操作为在附着位置处被附着到对象上；加速计，与外壳单元耦合并可操作为提供与加速度测量对应的信号；过滤元件，可操作为过滤与加速度测量对应的信号以使垂直加速度衰减、补偿重力和/或使混叠最小化；存储器，包括运动分析算法的数据库；和处理系统，可操作为获取与加速度测量对应的信号、分析与加速度测量对应的信号以识别外壳单元的附着位置、访问所述存储器以基于识别的附着位置从所述数据库选择运动分析算法、以及利用选择的运动分析算法确定运动参数，其中，处理系统还可操作为分析获取的加速度测量以将对象的运动分类并且基于识别的附着位置和运动分。

5、类选择运动分析算法。7根据权利要求6的运动感测装置，还包括可操作为向用户呈现所确定的运动参数的视觉指示的用户界面。8根据权利要求6的运动感测装置，其中，所述对象是人并且附着位置是与人的身体对应的位置。9根据权利要求8的运动感测装置，其中，附着位置是鞋子或非鞋子位置。10根据权利要求8的运动感测装置，其中，附着位置是鞋子内的位置和鞋子顶部的位置中的一个。11根据权利要求6的运动感测装置，还包括与外壳单元耦合并且可操作为提供与加速度测量对应的多个信号的多个加速计，该处理系统可操作为获取所述信号并且通过利用加速度测量识别运动感测装置的附着位置。12根据权利要求6的运动感测装置，其中，外壳单元容纳加速。

6、计、存储器和处理系统。权利要求书CN104165637A1/15页3用于确定运动感测装置的附着位置的方法和装置0001本申请是申请日为2009年1月15日、申请号为2009801015622、发明名称为“用于确定运动感测装置的附着位置的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。技术领域0002本发明的实施例涉及用于确定运动感测装置的附着位置的方法和装置。更特别地，本发明的各种实施例提供可操作为通过使用由运动感测装置感测的加速度测量确定运动感测装置的附着位置的方法和装置。背景技术0003运动感测装置常常被用于感测物体、动物或人的运动。例如，可以在运动员和动物的训练和评价、伤残人员的康复和各种休养活动。

7、中利用感测和计算的诸如加速度、平均速度、步幅距离、总距离和步态效率等的运动参数。0004运动感测装置常常必须被附着到诸如用户的鞋子、臂或手腕的特定的部位上，以正确地感测和计算运动参数。因此，如果运动感测装置被附着到不正确的部件上，那么它会不正确地起作用。并且，必须对于不同的附着部件使用不同地配置的运动感测装置，由此防止用户在多于一个的附着配置中使用相同的运动感测装置。发明内容0005在各种实施例中，本发明提供一种运动感测装置，该运动感测装置一般包含可操作为在附着位置上被附着到对象上的外壳单元；可操作为提供与加速度测量对应的信号的加速计；和处理系统。处理系统可操作为获取与加速度测量对应的信号并分。

8、析获取的加速度测量以识别外壳单元的附着位置。0006应当理解，以上的一般描述和以下的详细描述均是示例性的和解释性的，并且未必限制要求保护的本发明。被包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的实施例，并与一般的描述一起用于解释本发明的原理。附图说明0007以下参照附图详细描述本发明的各种实施例，其中，0008图1是示出使用根据本发明的各种实施例配置的传感器单元和用户界面单元的用户的示意图；0009图2是示出鞋子内或上的各种传感器的示例性取向的示意图；0010图3是示出可操作为被本发明的各种实施例利用的部件中的一些的框图；0011图4是更详细地示出图3的部件中的一些的框图；0012图5是示出与。

9、图1的传感器单元和用户界面单元通信的外部系统单元的框图；0013图6是示出与GPS接收器通信的图5的用户界面单元和传感器单元的框图；0014图7是示出图5的用户界面单元和GPS接收器的另一配置的框图；说明书CN104165637A2/15页40015图8是示出图5的传感器单元和GPS接收器的另一配置的框图；0016图9是示出图5的GPS接收器、用户界面单元和传感器单元的另一配置的框图；0017图10是表示根据本发明的各种实施例配置的多个装置的交互作用的示意图；0018图11是脚部安装的传感器单元的示例性加速度特征SIGNATURE；0019图12是臂部安装的传感器单元的示例性加速度特征；002。

10、0图13是胸部安装的传感器单元的示例性加速度特征；0021图14是示出示例性处理方法的框图；0022图15是示出运动角度的示例性示图；0023图16是表示运动角度和上行或下行表面之间的关系的示例性示图；0024图17是表示运动参数度量和跨步速度之间的示例性相关性的示图。0025附图不将本发明限于这里公开和描述的特定的实施例。附图未必按比例，而是强调清楚地示出本发明的各种实施例。具体实施方式0026本发明的各种实施例的以下的详细描述参照示出可实现本发明的特定实施例的附图。实施例的意图在于充分详细地描述本发明的各方面以使得本领域技术人员能够实现本发明。可以利用其它的实施例并且可进行改变，而不背离本。

11、发明的范围。因此，以下的详细的描述不是以限制的方式进行的。连同赋予这些权利要求的等同物的整个范围一起，本发明的范围仅由所附的权利要求限定。0027本发明的各种实施例提供可操作为基于一个或更多个加速度测量确定其附着位置的运动感测装置10。装置10可基于识别的附着位置选择运动分析算法并通过使用选择的运动分析算法确定运动参数。0028在各种实施例中，装置10可包含一个或更多个加速计12、过滤元件14和处理系统16。加速计12、过滤元件14和处理系统16可被集成在一起以形成可相互关联的离散元件。处理系统16一般可操作为分析由一个或更多个加速计12提供的测量以确定装置10的附着位置。0029一个或更多个。

12、加速计12分别可操作为测量加速度并产生与测量的加速度对应的加速度测量。加速度测量可被体现为可操作为被过滤元件14和/或处理系统16利用的信号。在一些实施例中，加速计12中的一个或更多个可操作为输出与加速度测量对应的模拟信号。例如，各加速计12可输出与测量的加速度成比例的模拟电压信号。在一些实施例中，加速计12中的一个或更多个可包含由NORWOOD,MA的ANALOGDEVICES制造的ADXL321加速计。但是，一个或更多个加速计12可包含可操作为产生与测量的加速度对应的信号的任何数字和模拟部件。因此，在一些实施例中，加速计12中的一个或更多个可操作为输出代表测量的加速度的数字信号。0030在。

13、一些实施例中，多于一个的加速计12可被集成到同一集成电路封装中，以允许单一封装提供沿多于一个的轴的加速度测量。例如，如图2所示，装置10可包含分别可操作为输出与测量的加速度对应的信号的两个或更多个加速计12。在一些实施例中，装置10包含适于沿被大于零度的角度分开的两个方向测量加速度并且分别提供与测量的加速度对应的信号的至少两个加速计12。并且，装置10可包含适于沿分别被大于零度的角度分说明书CN104165637A3/15页5开的三个方向测量加速度并且分别提供与测量的加速度对应的信号的至少三个加速计12。在一些实施例中，三个加速计12可在相互垂直的配置中取向。但是，装置10可包含任意数量的加速。

14、计12，包括位于任意配置中以提供供过滤元件14和/或处理系统16使用的加速度测量的单一加速计12。0031加速计12中的一个或更多个可操作为通过有线或无线连接与装置10中的其它元件或装置10外面的元件通信。因此，加速计12可通过导线等与过滤元件14和/或处理系统16耦合。加速计12中的一个或更多个还可被配置为以无线的方式向其它的装置10元件和装置10外面的器件传送数据。例如，一个或更多个加速计12可被配置为用于使用诸如蓝牙、ZIGBEE、和/或任何其它的无线协议的各种RF协议的无线通信。0032过滤元件14可操作为与一个或更多个加速计12耦合并过滤加速度测量和与加速度测量对应的信号。在一些实施。

15、例中，装置10不包含过滤元件14并且处理系统16可操作为使用未过滤的加速度测量和相应的信号。在其它的实施例中，过滤元件14可与加速计12中的一个或更多个、处理系统16或加速计12和处理系统16一体化。例如，过滤元件14的第一部分可与加速计12中的一个或更多个一体化，并且，过滤元件14的第二部分可与处理系统16一体化。在其它的实施例中，过滤元件14可与加速计12和处理系统16分开。0033过滤元件14可包含可操作为过滤并且/或者提供其它的预处理功能的模拟和数字部件，以有利于处理系统16对于运动参数的估计。在图4所示的各种实施例中，过滤元件14可操作为过滤由一个或更多个加速计12提供的信号或从中得。

16、出的信号，以使垂直加速度衰减、补偿重力和/或使混叠ALIASING最小化。过滤元件14可包含用于执行这些过滤功能中的每一个的离散的部件或使用用于这些和其它过滤功能的相同的部件和硬件。0034过滤元件14可包含用于过滤信号和测量的模拟和数字部件，包括无源和有源电子部件、处理器、控制器、可编程逻辑器件、数字信号处理元件和它们的组合等。在一些实施例中，过滤元件14可包含诸如由TEXASINSTRUMENTS制造的MSP430F149微控制器的数字微控制器以提供各种静态和/或自适应过滤器。过滤元件14还可包含用于转换由一个或更多个加速计12提供的模拟信号以使处理系统16使用的信号数字化的模拟数字转换器。

17、。过滤元件14还可包含常规的预采样过滤器。0035在一些实施例中，低通滤波器18可以为可操作为使用静态和/或约05HZ10HZ之间的变化的截止频率的自适应过滤器。在估计与人步幅对应的参数的一些实施例中，低通滤波器18可使用约1HZ3HZ之间的截止频率。过滤元件14可基于由处理系统16执行的计算从处理系统16获取与主体要素S的特定的步幅频率对应的截止频率。低通滤波器18可另外或替代性地被调整以使用与由处理系统16识别的步态类型对应的截止频率。0036在其它的实施例中，低通滤波器18的截止频率可以是基于奔跑或行走的人的典型的步幅频率的静态值。例如，截止频率可与诸如1HZ3HZ之间的静态频率的奔跑和。

18、/或行走的人的典型的步幅频率的12倍之间的频率对应。特别地，在一些实施例中，截止频率对于行走的人可以为约145HZ，并且对于慢跑的人可以为约21HZ。0037由过滤元件14提供的重力补偿一般补偿可被加速计12中的一个或更多个感测的由重力提供的恒定加速度。在一些实施例中，过滤元件14包含可操作为滤除或衰减与给定的截止频率以下的测量的加速度对应的信号的成分。高通滤波器20的截止频率可与诸如01HZ的接近0HZ的频率对应，以适当地对于与重力相关的加速度提供补偿。说明书CN104165637A4/15页60038由过滤元件14提供的抗混叠一般减少或防止由由一个或更多个加速计12提供或导出的信号的采样导。

19、致的混叠。在一些实施例中，过滤元件14包含被设计为衰减超过在由处理系统16或与装置10相关的其它器件提供的任何随后的模数转换中使用的采样频率的一半的信号频率的相对宽带滤波器22。在一些实施例中，除了用于补偿混叠的宽带滤波器22以外或作为其替代，过滤元件14可提供其它的过滤部件。例如，过滤元件14可包含用于执行这里讨论的各种过滤功能的任意组合的一个或更多个模拟和/或数字过滤器。在一些实施例中，信号过滤元件可被用于执行上面讨论的过滤功能中的每一种，使得不必对于不同的过滤功能使用单独或离散的过滤器。0039处理系统16一般可操作为与一个或更多个加速计12和/或过滤元件14耦合以识别运动感测装置10的。

20、附着位置，更特别地，识别一个或更多个加速计12的附着位置。处理系统16可包含可操作为执行这里讨论的各种功能的各种模拟和数字部件。在一些实施例中，处理系统16可包含微处理器、微控制器、可编程逻辑器件、数字和模拟逻辑器件、诸如个人计算机的计算元件、服务器、便携式计算器件或它们的组合等。0040处理系统16、过滤元件14、加速计12和/或装置10的其它部分可限制或扩展用于产生运动参数度量和/或识别附着位置的加速度测量的动态范围。例如，诸如8G的特定动态范围外面的加速度测量可能在动态范围极限处饱和，以进一步限制垂直加速度的影响。作为替代方案，可以使用线性或非线性的放大器以增加或减小动态范围。可基于被估。

21、计的特定的运动参数或根据其它感测或产生的测量由处理系统16改变动态范围。0041处理系统16还可包含存储器或可操作为与存储器耦合。存储器可包含可操作为存储供处理系统16使用的数据的任何计算机可读存储器或计算机可读存储器的组合。例如，存储器可操作为存储加速度数据、运动参数度量数据、统计数据、运动参数数据、过滤数据、配置数据和它们的组合等。0042处理系统16可与上面讨论的各种加速计12和过滤元件14分开。在其它的实施例中，处理系统16可与装置10的其它部分一体化。例如，可以利用同一微控制器或微处理器以实现过滤元件14和处理系统16。0043在一些实施例中，由加速计12、过滤元件14和/或处理系统。

22、16产生的数据和信息可被存储在与处理系统16相关的存储器或任何其它的计算机可读存储器中，以允许在以后被处理系统16或与其相关的其它器件分析。存储的信息可与时间相关联以有利于分析并可被压缩以减少需要的存储器容量。0044处理系统16可另外或替代性地利用从一个或更多个加速计12以外的传感器获取的信息。例如，在一些实施例中，处理系统16可与心率监视器耦合、从心率监视器获取心率信息、并且通过使用心率信息和/或加速度测量识别装置10的附着位置并且/或者产生运动参数。类似地，处理系统16可与其它的传感器耦合以获取诸如速度的非加速度运动学变量和/或诸如环境温度和海拔高度的环境变量。例如，为了获取附加的信息，。

23、处理系统16可包含射频收发器、温度计、高度计、罗盘、磁倾仪、压力传感器、血压监视器、光传感器、大气传感器、角速度传感器和其它的惯性传感器、麦克风、诸如个人计算机、蜂窝式电话和个人数字助理的计算器件、其它类似地配置的装置和它们的组合等，并且/或者与它们耦合。0045在一些实施例中，如图69所示，装置10可操作为从至少一个导航器件24接收信息。导航器件24可适于向装置10和装置10的用户提供地理位置信息。导航器件24可说明书CN104165637A5/15页7包含非常类似于在美国专利NO6434485中公开的GPS接收器的GPS接收器，这里并入该专利作为具体的参考。但是，除了GPS以外或作为其替代。

24、，导航器件24可使用蜂窝式或其它定位信号，以有利于地理位置的确定。导航器件24可操作为产生诸如导航器件24的速度、导航器件24的当前和先前位置、导航器件24的方位和航向、导航器件24的海拔高度、以及它们的组合等的导航信息。0046处理系统16可使用从导航器件24得到的信息以产生运动参数度量和/或识别装置10的附着位置。处理系统16还可使用并呈现获取的与度量和估计的参数无关的导航信息。另外，或者，作为替代方案，处理系统16可使用从导航器件24获取的信息以校正和/或调整计算的信息。例如，处理系统16可比较从由一个或更多个加速计12提供的加速度产生的距离和速度与由导航器件24提供的距离和速度，并且校。

25、正计算的测量以使得从测量的加速度产生的距离和速度如由导航器件24提供的那些那样精确。因此，处理系统16可周期性地与导航器件24耦合以校正信息以保证装置10即使当不与导航器件24耦合时也精确地估计运动参数。0047过滤元件14和处理系统16可另外地可操作为补偿在一个或更多个加速计12中存在的零件间制造变化，包括0G偏置点的温度、灵敏度、横轴灵敏度、非线性、输出阻抗和它们的组合等上的表征。0048在一些实施例中，如图5所示，装置10可包含通信元件26以使得装置10能够通过诸如因特网、局域网、广域网、专设或对等网络、它们的组合等的通信网络与其它的计算器件、练习器件、导航器件、传感器和任何其它的启用器。

26、件通信。类似地，通信元件26可被配置为允许通过使用USB、蓝牙、ZIGBEE、固件和其它的连接在类似地配置的装置之间进行直接通信，使得装置10不需要利用通信网络以获取并交换信息。0049在各种实施例中，通信元件26可使得装置10能够通过利用诸如WIFI80211、WIMAX、蓝牙、超宽带、红外、蜂窝式电话和射频等的无线数据传送方法与通信网络无线通信。但是，通信元件26可通过利用诸如以太网电缆的有线连接与通信网络耦合，并且不限于无线方法。0050通信元件26可被配置为使得装置10能够与外部计算器件交换数据以有利于信息的产生和/或分析。例如，处理系统16可在识别装置10的附着位置时、在产生运动参数。

27、度量时和/或在估计运动参数时使用通过通信元件26获取的信息。处理系统16还可通过通信元件26提供产生的供外部器件使用的运动参数度量和估计的运动参数。例如，外部器件可被配置为在多个用户和/或被附着到一个或多个用户身上的多个器件之间存储、分析和交换信息。0051因此，通信元件26一般使得能够实现由装置10和其它的器件产生的信息的实时比较。通信元件26还使得装置10能够在外部器件中的一个或更多个上存储用于以后的检索、分析和集合等的数据。数据可被个人、他们的训练员或其它人使用以捕获历史、评价成绩PERFORMANCE、修改训练程序以及与其它的个人比较等。还可以以集合的形式使用数据。0052装置10可另。

28、外包含用户界面28，以使得用户能够访问由装置10产生和获取的各种信息，诸如附着参数、加速度测量、运动参数度量、估计的运动参数、从导航器件24获取的导航信息、通过通信元件26获取的信息和数据、配置信息和它们的组合等。用户界面28说明书CN104165637A6/15页8有利于例如打开/关闭装置10、选择显示哪些内容、以及提供诸如主体要素S的属性的配置信息。0053用户界面28可包含用于在视觉上呈现用户的消耗量信息的一个或更多个显示器和用于在听觉上向用户呈现信息的一个或更多个扬声器。用户界面28还可包含诸如蜂鸣器和振动器的机械元件，以通过机械搅动将事件通知到用户。在一些实施例中，如图1所示，可以在。

29、可操作为配戴于用户的手腕、前臂和/或臂上的手表内实现用户界面28。因此，用户界面28的位置可与加速计12中的一个或更多个分开，以使得用户能够很容易地与装置10交互作用。但是，在一些实施例中，用户界面28和加速计12可一体化。0054用户界面28还可操作为从用户接收输入以控制处理系统16和/或与其相关的器件和元件的功能。用户界面28可包含诸如开关和按钮、触摸屏显示器、光传感器、磁传感器、热传感器、惯性传感器、麦克风和声音识别能力、它们的组合等的各种功能输入。用户界面28还可包含有利于其功能的各种处理和存储器设备。0055用户界面28使得用户能够接收关于估计的运动参数和相关的信息的实时反馈。例如，。

30、用户界面28可呈现诸如当前的步幅速度和距离的当前估计的运动参数和/或诸如总距离、消耗的卡路里、总速度、它们的组合等的与其或与其它的运动参数相关的信息。0056通过利用通信元件26，用户界面28还使得用户能够接收实时的反馈和与其它用户和器件的比较。例如，如图10所示，多个装置10可被多个跑步者使用以使得能够对于用户共享和呈现与各跑步者对应的数据、度量和参数。因此，例如，用户可通过用户界面28确认其它用户的速度和位置。0057并且，用户界面28可通过通信元件26从处理系统16和/或从其它的器件获取比较信息，以使得用户能够通过使用比较信息比较他或她的成绩。例如，用户界面28可呈现用户的当前成绩与用户。

31、的先前成绩、与训练模型和/或与另一个人的比较。0058在各种实施例中，用户可通过利用用户界面28配置装置10，以监视估计的运动参数，并且，当一个或更多个估计的运动参数与诸如可接受的参数范围、阈值和/或变化的用户定义的条件冲突时通过用户界面28警告用户。用户还可通过利用用户界面28配置装置10，以监视诸如时间限制、运动参数最大值等的各种用户定义的目标。0059如上面讨论的那样，可以以任何的组合一体化或单独地容纳装置10的各种部件。在一些实施例中，装置10包含用于容纳用户界面28和相关的部件的接口单元30和用于容纳一个或更多个加速计12和通信元件26的传感器单元32。在这些实施例中，处理系统16容。

32、纳于单元30、32中的两个或任一个内可操作为确定传感器单元32的附着位置。在一些实施例中，如图9所示，单元30、32可被容纳于同一外壳内。但是，在其它的实施例中，单元30、32可以是分离的，使得传感器单元32可位于诸如用户的鞋子上的第一位置，并且接口单元30可位于诸如用户的手腕上的第二位置。0060接口单元30还可包含以与上面讨论的通信元件26类似的方式配置的接口通信元件34，以使得接口单元30能够与传感器单元32、装置10的其它部分和/或与装置10外面的器件交换信息。在单元30、32的位置相互分开的实施例中，通信元件26、34可通过利用上面讨论的各种无线方法通信。但是，通信元件26、34也可。

33、通过利用有线连接或通过外部设备和系统通信。0061单元30、32还可分别包含用于诸如通过使用电池或诸如压电、机电、热电和光电说明书CN104165637A7/15页9元件的发电元件为装置10的各种部件供电的电源。在一些实施例中，用户界面28的多个部分可包含于单元30、32内，使得用户可使各单元30、32及其各部件单独地起作用。0062如图5所示，装置10可另外包含使得接口单元30和传感器单元32能够容易地与外部系统和器件通信的外部系统单元36。例如，外部系统单元36可包含与其它的通信元件26、34通信的通信元件、用于处理信息的微控制器和可操作为容易地与诸如蜂窝式电话、便携式媒体播放器、个人数字。

34、助理、导航器件、个人和便携式计算器件、它们的组合等的器件接口连接的诸如WIFI、蓝牙、USB或ZIGBEE接口的标准接口。因此，在一些实施例中，如图10所示，外部系统单元36可与附着的个人计算机连接，并且，接口单元30和传感器单元32可位于移动的用户身上。0063如图69所示，接口单元30和传感器单元32可分别可操作为与导航器件24通信以接收和利用导航信息。如图6所示，导航器件24可与单元30、32分开，如图7所示，导航器件24可与接口单元30一体化，如图8所示，导航器件24可与传感器单元32一体化，并且/或者，如图9所示，导航器件24可与单元30、32两者一体化。并且，在一些实施例中，单元3。

35、0、32、36和导航器件24中的任一个或更多个可在不被使用时被自动去能DISABLE，以实现最佳的系统功率消耗和功能。0064在一些实施例中，传感器单元32可在与手表类似的封装中被附着到用户的手腕上并与诸如计时的其它功能或与诸如导航器件24的其它传感器组合。在其它的实施例中，传感器单元32可通过使用与臂带类似的封装被附着到用户的臂上并与诸如蜂窝式电话、音频器件和/或导航器件24的其它器件组合。在各种其它的实施例中，传感器单元32可通过使用胸带在可包含诸如心率监视器HRM的其它传感器的封装中被附着到用户身上。在另外的实施例中，传感器单元32可通过使用例如带夹被附着到用户的手腕上。在另外的实施例中。

36、，传感器单元32可通过诸如夹子的可去除的紧固件被附着到用户的鞋子的顶部。在其它的实施例中，传感器单元32可被插入用户的鞋子内，诸如被插入在鞋子的鞋底中形成的凹陷内。0065在一些实施例中，传感器单元32和/或更一般的装置10可操作为附着到用户的多于一个的部位上。例如，传感器单元32可适于附着到上面讨论的各种位置中的任一个上，包括但不限于用户的手腕、臂、腰部、胸部、口袋、帽子、手套、鞋子内部和鞋子外部。这种配置使得用户能够容易地在各种位置上使用同一传感器单元32或装置10，以产生希望的运动参数并且/或者有利于使用的便利性。0066在一些实施例中，装置10可被配置为识别其在用户身体上的位置，由此允。

37、许用户在以上识别的任何位置中或在任何其它任意的位置中携带或附着装置10或特别是传感器单元32，包括与诸如蜂窝式电话的其它电子器件组合。0067为了识别传感器单元32的附着位置，处理系统16可分析由一个或更多个加速计12产生的一个或更多个加速度测量。对于诸如阔步走的特定的运动类型，根据如何和/或在哪里容纳加速计12，各附着位置和/或取向将呈现可被处理系统16识别以确定加速计12或装置10的其它部分的附着位置和/或运动类型的一般唯一的加速度特征。0068例如，图11示出阔步走时的与安装到用户的脚上的传感器单元32对应的示例性加速度特征；图12示出阔步走时的与安装到用户的臂上的传感器单元32对应的示。

38、例性加速度特征；以及图13示出阔步走时的与安装到用户的胸部躯干上的传感器单元32对说明书CN104165637A8/15页10应的示例性加速度特征。通过利用各种信号处理算法，处理系统16可分析由一个或更多个加速计12提供的测量并且确定测量是否与脚、臂、胸部或其它的阔步走加速度特征对应。例如，通过识别最小值、最大值、周期、频率、波形、变化速度、它们的组合等，处理系统16可识别加速度特征，并由此识别传感器单元32的附着位置和/或运动类型。0069在一些实施例中，处理系统16可通过确定装置10或者更特别是传感器单元32的取向确定装置10的附着位置。例如，如果传感器单元32被配置为沿例如为用于在鞋子内。

39、安装的直立取向和用于在鞋子的顶部安装的颠倒取向的两个取向被安装，那么，处理系统16可分析来自一个或更多个加速计12的加速度测量以确定传感器单元32的例如为直立或颠倒的取向并由此确定传感器单元32被附着到哪里。0070在一些实施例中，如上所述，装置10的取向不与任何特定的附着位置相关。相反，不同的取向可与不同的活动类型相关，或者，可以指示诸如不同的地形类型和不同的用户的使用等的其它条件。例如，如果传感器单元32被配置为沿例如用于安装在鞋子内或上的任何位置的直立取向或颠倒取向的两个取向安装，那么，处理系统16可分析来自一个或更多个加速计12的加速度测量以确定传感器单元32的例如直立或颠倒的取向并由。

40、此确定活动类型为慢跑或骑车中的一个。0071作为替代方案，例如，如果传感器单元32被配置为沿例如用于安装在鞋子内或上的任何位置的朝前取向和朝后取向的两个取向安装，那么，处理系统16可分析来自一个或更多个加速计12的加速度测量以确定传感器单元32的例如朝前或朝后的取向并由此确定参与活动的用户是两个用户中的特定的一个。0072在另一实施例中，传感器单元32被配置为例如在胸带上或在腰带上沿一特定的取向安装，并且，例如慢跑或游泳的活动类型确定传感器单元32相对于重力的取向。处理系统16可然后分析来自一个或更多个加速计12的加速度测量以确定传感器单元32的例如与重力平行或垂直的取向并由此确定活动类型是慢。

41、跑或游泳中的一种。0073处理系统16可动态地例如，在飞行中识别装置10和/或传感器单元32的附着位置、取向和/或运动类型，并且/或者在存储器中存在与加速度测量对应的数据以用于以后的分析和使用。但是，附着位置、取向和/或运动类型的动态识别使得处理系统16能够对于估计和/或计算的运动参数的实时用户反馈选择适当的运动分析算法。0074在一些实施例中，处理系统16可被训练以识别新的附着位置。例如，用户可在诸如他或她的头顶的任意位置中附着传感器单元32，并指示处理系统16在游泳中进入训练模式以在新的运动类型中掌握新的附着位置的加速度特征。在装置10的随后的使用中，处理系统16可在不需要用户的附加的训练。

42、的情况下基于新的位置和/或新的运动类型的加速度特征自动识别传感器单元32什么时候处于新的附着位置和/或新的运动类型何时被执行。0075在一些实施例中，处理系统16还可基于由一个或更多个加速计12提供的一个或更多个加速度测量将当前被用户执行的运动分类。除了基于上面讨论的加速度特征的附着位置和运动类型识别以外或作为其替代，处理系统16可执行运动分类分析。运动分类分析可识别不同的类型的步态，诸如平坦或倾斜表面上的行走或奔跑、上楼梯、下楼梯、爬梯子、它们的组合等。0076在各种实施例中，装置10包含提供供处理系统16使用以确定跨步运动角度的信说明书CN104165637A109/15页11号的至少两个。

43、加速计12。两个加速计12可以以基本上相互垂直的取向并在用户的弧矢面中被安装到脚上，并产生加速度测量A0T和A1T。旋转传感器可被用于沿弧矢面测量角度T的变化。在各种实施例中，旋转传感器是可被用于基于信号的差异计算角度加速度的一对于分开的基本上平行的加速计12。在另一实施例中，旋转传感器是陀螺仪。0077如在图14的示例性框图中详细示出的那样，对于各跨步T的持续过程采样和存储并且处理加速度和旋转信号。测量的加速度向弧矢面内的任意步幅基准帧的变换可被处理系统16计算如下0078A0TA0TCOSTA1TSINT10079A1TA0TSINTA1TCOST20080关于步幅基准帧的平均加速度和速度。

44、可被处理系统处理系统16计算如下0081008200830084008500860087跨步速率SPEED可被处理系统16作为跨步速度VELOCITY的大小计算如下00880089在各跨步的开始，可通过装置10或特别是传感器单元32的弧矢面中的任意取向定义基准帧。对于各跨步选择基准时间点，使得传感器单元32是基本上静止的并且基准帧在跨步之间是基本上一致的。通过从各跨步的开始到结束计算平均加速度矢量，产生基本上由重力限定的矢量测量。这允许将测量的加速度矢量、速度和位移从任意的基准帧变换为由重力限定的基准帧。0090可由处理系统16从跨步相对于水平线的角度将运动的角度计算如下0091VA90100。

45、092这里，0093运动相对于水平线的角度0094V跨步速度相对于基准帧的角度0095A跨步加速度相对于基准帧的角度0096说明书CN104165637A1110/15页1200970098可对于特定的主体的步态和传感器单元32在用户的身体上的安装校准运动的角度。一种校准方法是，当主体在平面上行走时，去除运动角度到零的平均偏移。0099在一些实施例中，如图1516所示，运动的角度可被用于区分当前正在穿过的表面是上斜还是下斜。0100在一个实施例中，除了上面讨论的沿基本上相互垂直的取向并在弧矢面中安装的两个加速计以外，包括第三加速计。沿与其它的两个加速计基本上垂直的方向安装第三加速计。由第三加速。

46、计测量的加速度被用于估计与弧矢面垂直的运动的量。该估计可被用于补偿与弧矢面垂直的运动的运动角度测量。0101在一些实施例中，可通过使用平均加速度确定运动角度。由一个或更多个加速计12提供的加速度测量可被平均化，以至少部分提取加速度的DC0HZ分量。在足够长的时间段上，DC加速度主要可归因于由于重力导致的加速度。因此，重力矢量的测量被用于确定传感器单元32相对于重力方向垂直的平均取向。如果基准的测量帧的取向关于运动的方向即，身体上的单元安装取向是已知的，那么可由此估计运动的方向。0102在一个实施例中，可以使用单一的加速计。该配置可假定代表运动的方向的矢量处于诸如用户的弧矢面的已知的面中。在这些。

47、约束下，由加速计测量的平均加速度随着基准的测量帧与垂线之间的角度以正弦的方式改变。如果基准的测量帧的取向相对于运动的方向是已知的，那么由此可由处理系统16计算运动角度。0103在另一实施例中，可以使用两个加速计以在上述的单一加速计配置上提高精度。两个加速计沿均基本上处于诸如用户的弧矢面的已知面内的两个基本上垂直的方向测量加速度。通过将两个加速度测量组合成加速度矢量并在足够长的时间段上取均匀值，测量基准的测量帧中的重力加速度矢量。与基准的测量帧相对于运动的方向的已知的取向组合的测量的重力加速度矢量的角度测量运动角度。0104在另一实施例中，可以在代表运动的方向的矢量不在已知的面中的情况下使用三个。

48、加速计。三个加速计沿三个基本上相互垂直的方向测量加速度。通过将三个加速度测量组合成加速度矢量并在足够长的时间段上取平均值，测量基准的测量帧中的重力加速度矢量。与基准的测量帧相对于运动的方向的已知的取向组合的测量的重力加速度矢量的角度测量运动角度。0105由处理系统16确定的运动角度可被用于诸如通过将用户的步态分类将用户的运动分类。在下表1中提供示例性的步态分类表0106表10107步态分类运动角度的范围上楼梯15上行行走或奔跑01650108运动角度还可被处理系统16利用以确定输出力量。运动员常常关心在活动中由身体输出的功率的量。身体功率输出以几种方式被消耗，其中的一种是克服重力。身体功率输出。

49、可被计算为消耗功率的方式的和。对于特定的速度，随着上行角度的增加，克服重力所需要的功率增加。对于特定的速度，随着下行角度的增加，重力对运动所贡献的功率的量增加。对于平面上的运动，重力不影响输出的功率。因此，关于运动角度的信息可被处理系统16利用以确定输出的功率。0109加速度测量也可被处理系统16使用以区分用户的运动是否是循环的。为了识别传感器单元32的循环运动，处理系统16可分析由一个或更多个加速计12产生的一个或更多个加速度测量。可以使用诸如FFT、数字过滤、模拟过滤、峰值计数等的许多已知的频谱分析技术中的一种或几种以识别加速度测量的主导频率分量，或测量特定的频带中的信号功率。如果主导频率分量在特定的频带内，那么运动可被归类为循环。作为替代方案，如果在特定的频带内存在足够的信号功率，那么运动可被归类为循环。例如，特定的频带可以为025HZ5HZ。通过将用户的运动归类为循环，使得处理系统16能够计算节奏。例如，可以在例如行走、慢跑、奔跑、骑车、椭圆训练器上的练习、划船等中找到循环分量。0110还可使用由一个或更多个加速计12提供的加速度测量以区分诸如慢跑、骑车等的活动中的地形类型。在诸如慢跑或骑车的活动中，与平整的地形类似相比，崎岖的地形类型在加速度测量的高频分量中产生更多的能量。为了识别传感器单元32的运动地形。