TWI625114B - 運動辨識裝置及方法 - Google Patents

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TWI625114B
TWI625114B TW105130678A TW105130678A TWI625114B TW I625114 B TWI625114 B TW I625114B TW 105130678 A TW105130678 A TW 105130678A TW 105130678 A TW105130678 A TW 105130678A TW I625114 B TWI625114 B TW I625114B
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陳奇宏
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謝其宏
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黃鐙輝
蔡坤明
倪昌德
陳貽堂
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晶翔微系統股份有限公司
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Abstract

一種運動辨識裝置包含一感測單元和一處理單元。該感測單元因應於一使用者身體上的一特定位置發生的一身體運動,產生一感測訊號,其中該感測訊號包含一第一感測訊號部分、和不同於該第一感測訊號的一第二感測訊號部分,且該身體運動屬於一運動類型的一片段動作。該處理單元處理該感測訊號以產生一運動參數訊號結構,並基於該運動參數訊號結構來辨識該特定位置以確定用於辨識該運動類型的一有效參考訊號,其中該運動參數訊號結構包含該第一和該第二感測訊號部分的一融合訊號。

Description

運動辨識裝置及方法
本揭露是關於一辨識裝置及方法,且特別是關於一運動辨識裝置及方法。
習用的運動感測裝置的主要功能是藉由感測一來回運動來產生一感測訊號,並解讀該感測訊號以計數該來回運動的來回次數。在市場上最主要的代表商品便是計步器;但是此類型的感測裝置無法辨識運動類型或是運動模式,並只能單純地計算該來回運動的運動次數。由於該習用運動感測裝置具有上述操作特性,因此限制了隨身運動感測裝置用於辨識各式各樣運動類型的可使用性。
美國第8,260,384 B2號公告專利揭露一種隨身移動電腦系統。美國第2014/0336947 A1號公開專利申請揭露一種用於強度訓練之移動訓練資料獲得和分析的方法及裝置。美國第8,787,006 B2號公告專利揭露一種腕戴式電子裝置及其使用方法。美國第2008/0262392 A1號公開專利申請揭露一種用於活動感測裝置的校正技術。美國第2013/0044215 A1號公開專利申請揭露一種具有撓性顯示器的雙穩態彈簧。美國第2014/0172873 A1號公開專利申請揭 露一種使用感測器而用於個人特性化資料收集的方法及裝置。
一運動感測裝置要能清楚地辨識多種動作特徵,以明確地將一運動類型與其他運動類型做區隔,並將辨識結果回報給健身者;這樣,才能有效地輔助該健身者達成健身效果。譬如,有三種要由該健身者做出的運動類型,而該三種運動類型屬於相同的運動類型群組。另外,該三種運動類型可以具有相似的運動。當健身者在不同的鍛鍊模式或習慣中做出該三種運動類型時,由該三種運動類型所鍛鍊塑造出的肌肉型態卻會有明顯地不同。該三種運動類型可以是一夾腳(內夾/外展)運動類型、一側抬腿運動類型和一正抬腿運動類型。為了有效地辨識相似的身體運動,一運動辨識裝置被提供以辨識該三種運動類型,並額外地應用於辨識其他運動類型。
另外,具有健身教練資格的健身教練(或資深健身者)和健身初學者分別做出一第一身體運動、和相較於該第一身體運動的一第二身體運動。因為該健身教練已經接受較長時間的較多訓練,因此該第一身體運動典型地是一預定標準運動。因為該健身初學者已經接受較短時間的較少訓練,因此該第二身體運動和該預定標準運動之間的偏差是相對大的。這偏差的原因是該第二身體運動的運動姿勢偏離該預定標準運動的運動姿勢、或該第二身體運動不完整、或該健身初學者所接受的訓練還未充分,以 致於該第二身體運動可能包含不經意或非自覺的習慣性動作以形成該偏差。該不經意或非自覺的習慣性動作能夠用該運動感測裝置予以偵測;因此,該運動感測裝置提醒該健身初學者改進該第二身體運動,促進該健身初學者做出該預定標準運動,並改進運動訓練的成果。
該運動感測裝置要能在該身體運動期間偵測該身體運動的詳細變化。譬如,一身體受訓者用一椅台做出法式推舉(Skull Crusher)的身體運動。該法式推舉包含動作:將下手臂(小臂)運動到眼睛上方處再水平旋轉至垂直。當該身體受訓者想要更有效地鍛鍊肌肉,該法式推舉能夠被調整以包含較為困難的動作:移動下手臂將該下手臂放到約與身體垂直後,再將該下手臂往上提起,再該將下手臂伸直對齊於上手臂。該運動感測裝置要能辨識在該身體運動中的細微變化,將所辨識出的運動類型報告給該身體受訓者,並通知該身體受訓者該身體運動何時已完成及/或相關肌肉已鍛鍊。
該身體受訓者能夠使用在健身房中的一健身裝置以做出該身體運動。例如,當該身體受訓者操作劃船機(Seated row machine)的健身裝置、並兩手握住該劃船機的橫桿以做出該身體運動時,配戴至該身體受訓者的一身體部分的該運動感測裝置能夠辨識出該身體運動,其中在該橫桿的該兩手之間具有一距離,且該距離是相對地較窄或較寬以允許所鍛練的肌肉群組變化。例如,當該身體受訓者在一健身房內的躺椅上做一仰臥起坐(Sit-ups) 運動時,配戴至該身體受訓者的一身體部分的該運動感測裝置能夠基於該躺椅的外在條件來辨識該仰臥起坐運動。例如,在該健身房中的躺椅各具有不同的傾斜角度,且每一身體受訓者能夠因人而異來偏好一躺椅的不同傾斜角度。在該躺椅的該外在條件下,該運動感測裝置能夠獲得適當的訊號以進行分析,準確地辨識運動狀態,對運動循環計數,並獲得分析結果。
習用的穿戴式運動感測裝置長久以來具有功能局限;因此需要適應身體運動的多重條件以辨識出該身體運動的運動類型。本揭露的目的便是提出一運動辨識裝置。該運動辨識裝置可以感測各式各樣身體運動並辨識其運動類型,計數一身體運動的運動循環以獲得一運動循環數目,並儲存該等次數資料或一運動狀態或該身體運動的結果於一資料庫;因此,儲存於該資料庫中的運動資料後續能夠被處理及再應用,以提供參考性的運動建議給該運動辨識裝置的使用者。本揭露的運動辨識裝置是穿戴式的,並特別適用於健身房中從事身體運動的身體受訓者。
本揭露的一實施例在於提供一種運動辨識裝置。該辨識裝置包含一感測單元和一處理單元。該感測單元因應於一使用者身體上的一特定位置發生的一第一身體運動,產生一感測訊號,其中該感測訊號包含一第一感測訊號部分、和不同於該第一感測訊號的一第二感測訊號部分,且該第一身體運動屬於一第一運動類型的一片段動作。該處理單元處理該感測訊號以產生一運動參數訊號結 構,並基於該運動參數訊號結構來辨識該特定位置以確定用於辨識該第一運動類型的一有效參考訊號,其中該運動參數訊號結構包含該第一和該第二感測訊號部分的一融合訊號。
本揭露的另一實施例在於提供一種辨識裝置。該辨識裝置包含一訊號產生單元和一處理單元。該訊號產生單元因應一身體運動而產生一運動參數訊號結構,其中該身體運動於一使用者身體上的一特定位置發生,並屬於一第一運動類型。該處理單元基於該運動參數訊號結構來辨識該特定位置以確定用於辨識該第一運動類型的一有效參考訊號。
本揭露的又另一實施例在於提供一種辨識方法。該辨識方法包含下列步驟:因應一第一身體運動而產生一運動參數訊號結構,其中該第一身體運動於一使用者身體上的一特定位置發生,並屬於一第一運動類型;以及基於該運動參數訊號結構來辨識該特定位置以確定用於辨識該第一運動類型的一有效參考訊號。
本揭露的又另一實施例在於提供一種運動辨識裝置。該運動辨識裝置包含一記憶體模組和一處理模組。該記憶體模組儲存與一第一辨識值區域和一第二辨識值區域相關的一特徵函數代碼資料單元,其中該第一和該第二辨識值區域是相鄰的,並分別指示一第一運動類型和一第二運動類型。該處理模組獲得源自一特定運動感測訊號的一特定運動特徵值資料單元,基於該特徵函數代碼資 料單元和該特定運動特徵值資料單元來執行一計算以產生一辨識值,並判斷該辨識值是否屬於該第一和該第二辨識值區域的其中之一。
20、30、40、50、60、61‧‧‧運動辨識裝置
21‧‧‧感測單元
211‧‧‧加速度計
212‧‧‧陀螺儀
22、42、56‧‧‧處理單元
221‧‧‧處理模組
222‧‧‧記憶體模組
23‧‧‧按鍵
35、37、51‧‧‧操作單元
36、52‧‧‧耦合單元
41‧‧‧訊號產生單元
411‧‧‧轉換單元
42‧‧‧處理單元
55‧‧‧運動感測單元
561‧‧‧運動辨識模組
562‧‧‧訊號處理模組
57‧‧‧人機介面單元
90‧‧‧使用者
91‧‧‧身體
911‧‧‧特定身體部分
a1、a2、a3、a4‧‧‧運動特徵值
az,max‧‧‧極大特徵值
az,min‧‧‧極小特徵值
b1‧‧‧第一極大值
b2‧‧‧第一極小值
b3‧‧‧第二極大值
b4‧‧‧第二極小值
CA‧‧‧候選參考訊號代碼資料單元
CA1‧‧‧第二候選參考訊號代碼
CA2‧‧‧第一候選參考訊號代碼
CA3‧‧‧第三候選參考訊號代碼
CB1‧‧‧代表性訊號代碼
CH‧‧‧運動類型指示符資料單元
CH2‧‧‧運動類型指示符
Ci~N‧‧‧特徵值
CM1,i~n、CM2,i~n‧‧‧特定特徵值
CP1‧‧‧特定位置代碼
CT1‧‧‧運動類型代碼
DA1‧‧‧第二運動特徵值資料單元
DA2‧‧‧第一運動特徵值資料單元
DA21‧‧‧第一運動特徵值資料單元部分
DA21A‧‧‧第一運動特徵值資料單元子部分
DA22‧‧‧第二運動特徵值資料單元部分
DA22A‧‧‧第二運動特徵值資料單元子部分
DA3‧‧‧第三運動特徵值資料單元
DA8‧‧‧特定運動特徵值資料單元
DC1‧‧‧差異資料單元
DC11‧‧‧代表性極值偏差
DC12‧‧‧代表性值差異
DFEn‧‧‧運動特徵值
DH1‧‧‧第一辨識值
DH2‧‧‧第二辨識值
DM1‧‧‧運動測量資訊
DQ1、DQ2、DQ6‧‧‧主運動軸方向資料單元
DR‧‧‧辨識參考資料單元
DU1‧‧‧第一辨識值區域
DU2‧‧‧第二辨識值區域
DU3‧‧‧第三辨識值區域
DU4‧‧‧第四辨識值區域
DUA‧‧‧有效辨識值區域
DV1‧‧‧第一信賴值區域
DV2‧‧‧第二信賴值區域
e1‧‧‧第一差異
e2‧‧‧第二差異
F1‧‧‧第一特徵函數代碼資料單元
F2‧‧‧第二特徵函數代碼資料單元
G1、G2、G6‧‧‧運動群組
GA‧‧‧第一運動群組
GB‧‧‧第二運動群組
gF‧‧‧重力加速度
gx、gy、gz‧‧‧重力加速值分量
H1‧‧‧第三運動類型
H2‧‧‧第四運動類型
H3‧‧‧第五運動類型
H4‧‧‧第六運動類型
HA1、HA2、HA6‧‧‧運動類型
HM1‧‧‧第一運動類型
HM2‧‧‧第二運動類型
KA1‧‧‧定向
L‧‧‧所有特徵值的筆數
MC1、MC2、MC9‧‧‧身體運動
ML1‧‧‧第一身體運動
ML11‧‧‧第一運動部分
ML12‧‧‧第二運動部分
P1、P2‧‧‧運動類型切割函數
PL1‧‧‧特定位置
PL5、PL6、PL9‧‧‧位置
(q0,q1,q2,q3)‧‧‧四元數
QA1、QA2、QA6‧‧‧主運動軸方向
QF1‧‧‧重力方向
QH1‧‧‧預定方向
Refi‧‧‧候選參考訊號
SE1‧‧‧感測訊號
SE11‧‧‧加速度計訊號
SE12‧‧‧陀螺儀訊號
SE1A‧‧‧第一感測訊號部分
SE1B‧‧‧第二感測訊號部分
SE2‧‧‧特定運動感測訊號
SK1‧‧‧估計角度
SP1‧‧‧運動參數訊號結構
SP11、SP12、SP13、SP18、SP19‧‧‧運動參數訊號
SP5‧‧‧第一運動參數訊號結構部分
SP6‧‧‧第二運動參數訊號結構部分
SPS0‧‧‧融合訊號
SPS1‧‧‧代表性訊號
SPS11‧‧‧第一運動參數訊號部分
SPS12‧‧‧第二運動參數訊號部分
SR1‧‧‧第二候選參考訊號
SR2‧‧‧第一候選參考訊號
SR21‧‧‧第一候選參考訊號部分
SR22‧‧‧第二候選參考訊號部分
SR3‧‧‧第三候選參考訊號
SRG‧‧‧候選參考訊號組合
SRP‧‧‧有效參考訊號
ST1‧‧‧觸發訊號
T21、T22、T23、T61、T62、T63、T64‧‧‧時間
UA1‧‧‧附體坐標系統
V1、V2‧‧‧切割平面
W1‧‧‧第一運動循環
W2‧‧‧第二運動循環
X、Y、Z、x、y、z、xA、yA、zA、xK、yK、zK、xW、yW、zW‧‧‧參考坐標軸
φ‧‧‧滾轉角
φRoll‧‧‧估計滾轉角
θ‧‧‧第一角度(俯仰角)
θPitch‧‧‧估計俯仰角
ψ‧‧‧偏航角
ψYaw‧‧‧估計偏航角
σ‧‧‧閾值距離
σ1‧‧‧信賴值距離
δn‧‧‧閾值
ξi~n‧‧‧閾值範圍
ΔCM2~Mi,i~n‧‧‧特徵值差異
‧‧‧第一訊號
‧‧‧加速度計訊號理想分量
‧‧‧加速度計訊號雜訊分量
‧‧‧加速度計訊號偏壓分量
‧‧‧加速度計訊號重力分量
‧‧‧原始感測訊號分量
‧‧‧第三訊號
‧‧‧加速度訊號
‧‧‧加速度微分訊號
φ Roll,maxφ Roll,minθ Pitch,maxθ Pitch,min‧‧‧運動特徵值
‧‧‧重力加速度訊號分量
‧‧‧第二訊號
ω x ‧‧‧角速度訊號
‧‧‧陀螺儀訊號理想分量
‧‧‧陀螺儀訊號雜訊分量
‧‧‧陀螺儀訊號偏壓分量
‧‧‧第四訊號
本揭露得藉由下列圖式之詳細說明,俾得更深入之瞭解:第1圖:為在本揭露各式各樣實施例中一運動辨識裝置的示意圖。
第2圖:為在第1圖中的該運動辨識裝置配戴在一使用者上的示意圖。
第3圖:為在本揭露各式各樣實施例中一運動辨識裝置的示意圖。
第4A圖、第4B圖和第4C圖:為由配戴在手腕的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第5圖:為由配戴在上手臂的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第6圖:為由配戴在上手臂的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第7A圖和第7B圖:為由配戴在上手臂的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第8圖:為由配戴在上手臂的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第9A圖和第9B圖:為由配戴在腳踝的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第10A圖和第10B圖:為由配戴在腳踝的一運動辨識裝置所辨識的身體運動類型的示意圖。
第11圖:為在本揭露各式各樣實施例中參考坐標系統的示意圖。
第12圖:為在第2圖中該運動辨識裝置與一使用者身體間關係的示意圖。
第13圖:為在第1圖中該運動辨識裝置的一第一候選參考訊號和一代表性訊號的示意圖。
第14圖:為在本揭露各式各樣實施例中一第一身體運動的運動類型辨識的示意圖。
第15圖:為在本揭露各式各樣實施例中一第一運動類型辨識演算程序的流程示意圖。
第16圖:為在本揭露各式各樣實施例中一第二運動類型辨識演算程序的流程示意圖。
第17A圖:為在本揭露各式各樣實施例中一運動辨識裝置的結構示意圖。
第17B圖:為在第17A圖中該運動辨識裝置的外型示意圖。
第18圖:為在第17A圖中的該運動辨識裝置配戴在手腕的示意圖。
第19圖:為在第17A圖中的該運動辨識裝置配戴在上手臂的示意圖。
本揭露將於下文中說明,所指出的是,下文 中的說明僅作為例證用,而不是用於限制所揭示的確切形式。
請參閱第1圖和第2圖。第1圖為在本揭露各式各樣實施例中一運動辨識裝置20的示意圖。第2圖為在第1圖中的該運動辨識裝置20穿戴在一使用者90上的示意圖。如第1圖和第2圖所示,該運動辨識裝置20包含一感測單元21和一處理單元22。該感測單元21因應於一使用者身體91上的一特定位置PL1發生的一第一身體運動ML1,產生一感測訊號SE1,其中該感測訊號SE1包含一第一感測訊號部分SE1A、和不同於該第一感測訊號部分SE1A的一第二感測訊號部分SE1B,且該第一身體運動ML1屬於一第一運動類型HM1的一片段動作。該處理單元22處理該感測訊號SE1以產生一運動參數訊號結構SP1,並基於該運動參數訊號結構SP1來辨識該特定位置PL1以確定用於辨識該第一運動類型HM1的一有效參考訊號SRP,其中該運動參數訊號結構SP1包含該第一和該第二感測訊號部分SE1A和SE1B的一融合訊號SPS0。
該運動辨識裝置20被配置以具有一定向KA1、一重力方向QF1、和用於確定該定向KA1的一附體座標系統UA1,並被配戴於該特定位置PL1。在一些實施例中,該運動辨識裝置20具有該使用者90,該使用者90具有做出該第一身體運動ML1的該使用者身體91,且該使用者身體91具有複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。該特定位置PL1可選擇地是選擇自在該使用者身體91上的該複 數不同位置PL5、PL6、…、PL9。該處理單元22耦合於該感測單元21。該第一運動類型HM1是選擇自複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6是相關於該特定位置PL1而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統UA1的複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6。該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6分別對應的複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6。例如,該第一身體運動ML1是一身體操練;該第一運動類型HA1是一操練類型;且該主運動軸方向QA1是一主旋轉軸方向或一主平移軸方向。
該感測訊號SE1相關於該附體坐標系統UA1而被產生,並包含一加速度計訊號SE11和一陀螺儀訊號SE12,該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12分別是該第一和該第二感測訊號部分SE1A和SE1B。例如,該融合訊號SPS0藉由使用一訊號融合運算而被產生。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的一預定方向QH1的狀態中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,並藉此辨識該特定位置PL1。該預定方向QH1基於該特定位置PL1而被確定。該預定方向QH1和該重力方向QF1之間具有一第一角度θ。該融合訊號SPS0是與該第一角度θ相關之一估計角度SK1的訊號。在該狀態中,該處理單元22判斷該處理單元22是否偵測到一觸發訊號ST1、以做出一第一判 斷結果。當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該估計角度SK1來產生該特定位置代碼CP1。例如,該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9包含一手腕位置、一上手臂位置和一腳踝位置。例如,該特定位置PL1是該手腕位置、該上手臂位置或該腳踝位置。
該處理單元22基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA和一運動類型指示符資料單元CH。該候選參考訊號代碼資料單元CA包含一第一候選參考訊號代碼CA2。該第一候選參考訊號代碼CA2代表源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2。該運動類型指示符資料單元CH包含對應於該第一候選參考訊號代碼CA2的一運動類型指示符CH2。該運動類型指示符CH2指示一無效運動類型和一第二運動類型HM2的其中之一,該第二運動類型HM2包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該第一候選參考訊號代碼CA2來確定該第一候選參考訊號SR2。
在一些實施例中,該感測單元21包含一加速度計211和一陀螺儀212。該加速度計211和該陀螺儀212皆耦合於該處理單元22。該加速度計211產生該加速度計訊號SE11。該陀螺儀212產生該陀螺儀訊號SE12。該感測訊號SE1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號 SE12。該處理單元22藉由執行該訊號融合運算來處理該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12以產生該運動參數訊號結構SP1。該訊號融合運算包含基於該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12來計算該第一角度θ以形成該估計角度SK1的訊號。
在一些實施例中,該運動辨識裝置20更包含耦合於該處理單元22的一按鍵23。該使用者身體91具有在該特定位置PL1的一特定身體部分911。該運動辨識裝置20被配戴至該特定身體部分911。該特定身體部分911做出該第一身體運動ML1以驅動該運動辨識裝置20。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的該預定方向QH1的該狀態中,該按鍵23因應從該使用者90來的一使用者按壓來使該處理單元22接收該觸發訊號ST1。例如,該定向KA1具有一指向參考軸;該使用者身體91被配置以具有一參考位置,並基於該參考位置和一人體工學原理而被配置以具有對應於該特定位置PL1的一第一預定有限外側區域;且在該狀態中,該指向參考軸指向該第一預定有限外側區域中的一第一位置。例如,該使用者身體91基於該參考位置和該人體工學原理而被配置以具有複數預定有限外側區域,其中該複數預定有限外側區域是不同的,並分別對應於該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。例如,該特定身體部分911是該使用者身體91的手腕、上手臂或腳踝。
在一些實施例中,該第一身體運動ML1包 含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。例如,該第一身體運動ML1是一來回運動。該運動參數訊號結構SP1包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動參數訊號結構部分SP5和一第二運動參數訊號結構部分SP6。該第一候選參考訊號SR2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一候選參考訊號部分SR21和一第二候選參考訊號部分SR22,其中該第二候選參考訊號部分SR22相鄰於該第一候選參考訊號部分SR21。該處理單元22基於該第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2。例如,該第一和該第二運動參數訊號結構部分SP5和SP6分別在該第一和該第二運動循環W1和W2上被產生。該第一和該第二候選參考訊號部分SR21和SR22分別在該第一和該第二運動循環W1和W2上被產生。
例如,該第一運動特徵值資料單元DA2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA22。該處理單元22基於該第一候選參考訊號部分SR21來從該第一運動參數訊號結構部分SP5中獲得該第一運動特徵值資料單元部分DA21。該處理單元22基於該第二候選參考訊號部分SR22來從該第二運動參數 訊號結構部分SP6中獲得該第二運動特徵值資料單元部分DA22。
在一些實施例中,該處理單元22基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來產生一差異資料單元DC1,並判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第二判斷結果。當該第二判斷結果為肯定時,該處理單元22辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一候選參考訊號代碼CA2來判斷該運動類型指示符CH2是否指示該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6的其中之一、以做出一第三判斷結果。當該第三判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該運動類型指示符CH2來辨識出該第一運動類型HM1是該第二運動類型HM2,並獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1。
該運動參數訊號結構SP1包含複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18和SP19。該辨識參考資料單元DR更包含一代表性訊號代碼CB1,該代表性訊號代碼CB1代表包含於該複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18和SP19中的一代表性訊號SPS1。該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該代表性訊號代碼CB1來確定該代表性訊號SPS1。該處理單元22藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和 DA22之間的一代表性極值偏差DC11。例如,該融合訊號SPS0是該運動參數訊號SP18。
例如,該第一運動特徵值資料單元部分DA21包含對應於該代表性訊號SPS1的一第一運動特徵值資料單元子部分DA21A,其中該第一運動特徵值資料單元子部分DA21A具有一第一極大值、一第一極小值、和在該第一極大值和該第一極小值之間的一第一差異。該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含對應於該代表性訊號SPS1的一第二運動特徵值資料單元子部分DA22A,其中該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A具有一第二極大值、一第二極小值、和在該第二極大值和該第二極小值之間的一第二差異。該處理單元22從該第一和該第二差異中獲得一代表性值差異DC12。該差異資料單元DC1包含該代表性極值偏差DC11和該代表性值差異DC12。該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件。該第一子條件是該代表性極值偏差DC11落在一第一預定值範圍內。該第二子條件是該代表性值差異DC12落在一第二預定值範圍內。
在一些實施例中,該候選參考訊號代碼資料單元CA更包含代表至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的一第三候選參考訊號SR3)的至少一第二候選參考訊號代碼CA1(和可選擇的一第三候選參考訊號代碼CA3)。該第二候選參考訊號代碼CA1代表源自該運動參數訊號結構SP1的該第二候選參考訊號SR1。該第一候選參考訊號 SR2和該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)組成一候選參考訊號組合SRG。
該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該至少一第二候選參考訊號代碼CA1(和可選擇的CA3)來確定該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3),並基於該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)來從該運動參數訊號結構SP1中獲得對應於該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)的至少一第二運動特徵值資料單元DA1(和可選擇的一第三運動特徵值資料單元DA3)。當該處理單元22處理該第一運動特徵值資料單元DA2時,該處理單元22處理該至少一第二運動特徵值資料單元DA1(和可選擇的DA3)以判斷該候選參考訊號組合SRG是否包含該有效參考訊號SRP。
在一些實施例中,當該第二判斷結果為否定時,該第一身體運動ML1更具有一第三運動部分、和相鄰於該第三運動部分的一第四運動部分,且該處理單元22重新基於該運動參數訊號結構SP1和該候選參考訊號代碼資料單元CA來確定一第四候選參考訊號,基於該第四候選參考訊號來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第四運動特徵值資料單元,並藉此判斷該有效參考訊號SRP是否被辨識出為該第四候選參考訊號。在一些實施例中,當該候選參考訊號組合SRG是否包含該有效參考訊號SRP的一判斷結果為否定時,該第一身體運動ML1更具有一第三運動部分、和相鄰於該第三運動部分的一第四運動部分,且該 處理單元22重新基於該運動參數訊號結構SP1和該候選參考訊號代碼資料單元CA來確定一額外候選參考訊號組合,並判斷該額外候選參考訊號組合是否包含該有效參考訊號SRP,並藉此判斷該有效參考訊號SRP是否被辨識出為該第四候選參考訊號。在一些實施例中,該第三運動部分是該二運動部分ML12。
在一些實施例中,該第二運動部分ML12晚於該第一運動部分ML11;該第四運動部分晚於該第三運動部分;且該第一運動特徵值資料單元DA2包含複數特定運動特徵值。該處理單元22預先提供與該第一候選參考訊號代碼CA2和一第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1相關的一第一特徵函數代碼資料單元F1。該第一特徵函數代碼資料單元F1被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之一個。該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1包含一第一辨識值區域DU1、相鄰於該第一辨識值區域DU1的一第二辨識值區域DU2、及在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2之間的一第一信賴值區域DV1。例如,該第一信賴值區域DV1是可選擇的。該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分別指示一第三運動類型H1和一第四運動類型H2。該第三和該第四運動類型H1和H2皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。
該運動辨識裝置20預先藉由感測發生於該特定位置PL1的複數身體運動MC1、MC2、…、MC9來建立該第一特徵函數代碼資料單元F1,其中該複數身體運動 MC1、MC2、…、MC9被分割成複數運動群組G1、G2、…、G6,該複數運動群組G1、G2、…、G6分別屬於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該第一特徵函數代碼資料單元F1代表一運動類型切割函數,並基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,其中該運動類型切割函數被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之該一個。例如,該處理單元22預先提供該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1。
當該第三判斷結果為否定時,該處理單元22基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第一計算以產生一第一辨識值DH1,並判斷該第一辨識值DH1是否屬於該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一、以做出一第四判斷結果。當該第四判斷結果為肯定時,該處理單元22確定該第一辨識值DH1屬於在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2中的一有效辨識值區域DUA,辨識出該第一運動類型HM1是由該有效辨識值區域DUA所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域DUA的該運動類型代碼CT1。該處理單元22基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測量資訊DM1。
在一些實施例中,該第一運動特徵值資料單元DA2、該第一運動特徵值資料單元部分DA21和該第二運動特徵值資料單元部分DA22的其中之一包含該複數特定運動特徵值。當該第三判斷結果為否定時,該處理單元 22基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該複數特定運動特徵值來執行該第一計算以產生該第一辨識值DH1。
在一些實施例中,該處理單元22更預先提供與該第一候選參考訊號代碼CA2和一第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2相關的一第二特徵函數代碼資料單元F2。該第二特徵函數代碼資料單元F2不同於該第一特徵函數代碼資料單元F1,並被採用以指示該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2的其中之一。該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2包含一第三辨識值區域DU3、相鄰於該第三辨識值區域DU3的一第四辨識值區域DU4、及在該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4之間的一第二信賴值區域DV2。例如,該第一信賴值區域DV1是可選擇的。該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4分別指示一第五運動類型H3和一第六運動類型H4,該第五和該第六運動類型H3和H4皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。例如,該處理單元22預先提供該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2。
在一第二特定條件中,該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4的其中之一與該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一至少部分地重疊。當該第四判斷結果為否定時,該處理單元22基於該第二特徵函數代碼資料單元F2和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第二計算以產生一第二辨識值DH2,判斷該第二辨識值DH2是否屬於該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4的其中之 一,並藉此辨識該第一運動類型HM1。
在根據第1圖、第2圖所提供的各式各樣實施例中,一種運動辨識裝置30包含一記憶體模組222和一處理模組221。該記憶體模組222儲存與一第一辨識值區域DU1和一第二辨識值區域DU2相關的一第一特徵函數代碼資料單元F1,其中該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2是相鄰的,並分別指示一第二運動類型H1和一第三運動類型H2。該處理模組221獲得源自一特定運動感測訊號SE2之一特定運動特徵值資料單元DA8,基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該特定運動特徵值資料單元DA8來執行一第一計算以產生一第一辨識值DH1,並判斷該第一辨識值DH1是否屬於該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一。
該運動辨識裝置30更包含一感測單元21。該感測單元21因應一第一身體運動ML1而產生該特定運動感測訊號SE2,其中該第一身體運動ML1於一使用者身體91上的一特定位置PL1發生,並屬於一第一運動類型HM1的一片段動作。例如,該特定運動感測訊號SE2是該感測訊號SE1。該記憶體模組222和該處理模組221設置於一處理單元22中,而該處理單元22設置於該運動辨識裝置30中。該處理模組221耦合於該記憶體模組222和該感測單元21,處理該特定運動感測訊號SE2以產生一運動參數訊號結構SP1,並基於該運動參數訊號結構SP1來辨識該特定位置PL1以確定用於辨識該第一運動類型HM1的一 有效參考訊號SRP。該特定運動感測訊號SE2包含一加速度計訊號SE11和一陀螺儀訊號SE12。該運動參數訊號結構SP1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12的一融合訊號SPS0。例如,該融合訊號SPS0藉由使用一訊號融合運算而被產生。
該運動辨識裝置30被配置以具有一定向KA1、一重力方向QF1、和用於確定該定向KA1的一附體座標系統UA1,並被配戴於該特定位置PL1。在一些實施例中,該運動辨識裝置30具有該使用者90,該使用者90具有做出該第一身體運動ML1的該使用者身體91,且該使用者身體91具有複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。該特定位置PL1可選擇地是選擇自在該使用者身體91上的該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。該第一運動類型HM1是選擇自複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6是相關於該特定位置PL1而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統UA1的複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6。該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6分別對應的複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6。例如,該第一身體運動ML1是一身體練習;該第一運動類型HA1是一練習類型;且該主運動軸方向QA1是一主旋轉軸方向或一主平移軸方向。
該特定運動感測訊號SE2相關於該附體坐標系統UA1而被產生。在該定向KA1是指向相關於該重力 方向QF1的一預定方向QH1的狀態中,該處理模組221基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,並藉此辨識該特定位置PL1。該預定方向QH1基於該特定位置PL1而被確定。該預定方向QH1和該重力方向QF1之間具有一第一角度θ。該運動參數訊號結構SP1包含與該第一角度θ相關之一估計角度SK1的訊號。在該狀態中,該處理模組221判斷該處理模組221是否偵測到一觸發訊號ST1、以做出一第一判斷結果。當該第一判斷結果為肯定時,該處理模組221基於該估計角度SK1來產生該特定位置代碼CP1。例如,該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9包含一手腕位置、一上手臂位置和一腳踝位置。例如,該特定位置PL1是該手腕位置、該上手臂位置或該腳踝位置。
該處理模組221基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6而預定的,是獲得自該記憶體模組222,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA和一運動類型指示符資料單元CH。該候選參考訊號代碼資料單元CA包含一第一候選參考訊號代碼CA2。該第一候選參考訊號代碼CA2代表源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2。該運動類型指示符資料單元CH包含對應於該第一候選參考訊號代碼CA2的一運動類型指示符CH2。該運動類型指示符CH2指示一無效運動類型和一第二運動類型HM2的其中之 一,該第二運動類型HM2包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該處理模組221基於該運動參數訊號結構SP1和該第一候選參考訊號代碼CA2來確定該第一候選參考訊號SR2。
該運動辨識裝置30預先藉由感測發生於該特定位置PL1的複數身體運動MC1、MC2、…、MC9來建立該第一特徵函數代碼資料單元F1。該複數身體運動MC1、MC2、…、MC9被分割成複數運動群組G1、G2、…、G6,該複數運動群組G1、G2、…、G6分別屬於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6,且該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6包含該第二和該第三運動類型H1和H2。該第一特徵函數代碼資料單元F1代表一運動類型切割函數,並與該第一候選參考訊號代碼CA2和一第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1相關。該第一特徵函數代碼資料單元F1被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之一。該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1包含一第一辨識值區域DU1、相鄰於該第一辨識值區域DU1的一第二辨識值區域DU2、及在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2之間的一第一信賴值區域DV1。例如,該第一信賴值區域DV1是可選擇的。
在一些實施例中,該感測單元21包含一加速度計211和一陀螺儀212。該加速度計211和該陀螺儀212皆耦合於該處理模組221。該加速度計211產生該加速度計訊號SE11。該陀螺儀212產生該陀螺儀訊號SE12。該 感測訊號SE1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12。該處理模組221藉由執行該訊號融合運算來處理該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12以產生該運動參數訊號結構SP1。該訊號融合運算包含基於該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12來計算該第一角度θ以形成該估計角度SK1的訊號。
在一些實施例中,該運動辨識裝置20更包含耦合於該處理模組221的一按鍵23。該使用者身體91具有在該特定位置PL1的一特定身體部分911。該運動辨識裝置30被配戴至該特定身體部分911。該特定身體部分911做出該第一身體運動ML1以驅動該運動辨識裝置20。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的該預定方向QH1的該狀態中,該按鍵23因應從該使用者90來使用者按壓來使該處理模組221接收該觸發訊號ST1。例如,該定向KA1具有一指向參考軸;該使用者身體91被配置以具有一參考位置,並基於該參考位置和一人體工學原理而被配置以具有對應於該特定位置PL1的一第一預定有限外側區域;且在該狀態中,該指向參考軸指向該第一預定有限外側區域中的一第一位置。例如,該使用者身體91基於該參考位置和該人體工學原理而被配置以具有複數預定有限外側區域,其中該複數預定有限外側區域是不同的,並分別對應於該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。例如,該特定身體部分911是該使用者身體91的手腕、上手臂或腳踝。
在一些實施例中,在該觸發訊號ST1被接收之後,該第一身體運動ML1包含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。該運動參數訊號結構SP1包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動參數訊號結構部分SP5和一第二運動參數訊號結構部分SP6。該第一候選參考訊號SR2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一候選參考訊號部分SR21和一第二候選參考訊號部分SR22,其中該第二候選參考訊號部分SR22相鄰於該第一候選參考訊號部分SR21。該處理模組221基於該第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2。
例如,該第一運動特徵值資料單元DA2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA22。該處理模組221基於該第一候選參考訊號部分SR21來從該第一運動參數訊號結構部分SP5中獲得該第一運動特徵值資料單元部分DA21。該處理模組221基於該第二候選參考訊號部分SR22來從該第二運動參數訊號結構部分SP6中獲得該第二運動特徵值資料單元部分DA22。
在一些實施例中,該處理模組221基於該第 一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來產生一差異資料單元DC1,並判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第二判斷結果。當該第二判斷結果為肯定時,該處理模組221辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一候選參考訊號代碼CA2來判斷該運動類型指示符CH2是否指示該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6的其中之一、以做出一第三判斷結果。當該第三判斷結果為肯定時,該處理模組221基於該運動類型指示符CH2來辨識出該第一運動類型HM1是該第二運動類型HM2,並獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1。
該運動參數訊號結構SP1包含複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18和SP19。該辨識參考資料單元DR更包含一代表性訊號代碼CB1,該代表性訊號代碼CB1代表包含於該複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18和SP19中的一代表性訊號SPS1。該處理模組221基於該運動參數訊號結構SP1和該代表性訊號代碼CB1來確定該代表性訊號SPS1。該處理模組221藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22之間的一代表性極值偏差DC11。例如,該融合訊號SPS0是該運動參數訊號SP18。
例如,該第一運動特徵值資料單元部分 DA21包含對應於該代表性訊號SPS1的一第一運動特徵值資料單元子部分DA21A,其中該第一運動特徵值資料單元子部分DA21A具有一第一極大值、一第一極小值、和在該第一極大值和該第一極小值之間的一第一差異。該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含對應於該代表性訊號SPS1的一第二運動特徵值資料單元子部分DA22A,其中該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A具有一第二極大值、一第二極小值、和在該第二極大值和該第二極小值之間的一第二差異。該處理模組221從該第一和該第二差異中獲得一代表性值差異DC12。該差異資料單元DC1包含該代表性極值偏差DC11和該代表性值差異DC12。該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件。該第一子條件是該代表性極值偏差DC11落在一第一預定值範圍內。該第二子條件是該代表性值差異DC12落在一第二預定值範圍內。
在一些實施例中,該候選參考訊號代碼資料單元CA更包含代表至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的一第三候選參考訊號SR3)的至少一第二候選參考訊號代碼CA1(和可選擇的一第三候選參考訊號代碼CA3)。該第二候選參考訊號代碼CA1代表源自該運動參數訊號結構SP1的該第二候選參考訊號SR1。該第一候選參考訊號SR2和該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)組成一候選參考訊號組合SRG。
該處理模組221基於該運動參數訊號結構 SP1和該至少一第二候選參考訊號代碼CA1(和可選擇的CA3)來確定該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3),並基於該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)來從該運動參數訊號結構SP1中獲得對應於該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)的至少一第二運動特徵值資料單元DA1(和可選擇的一第三運動特徵值資料單元DA3)。當該處理模組221處理該第一運動特徵值資料單元DA2時,該處理模組221處理該至少一第二運動特徵值資料單元DA1(和可選擇的DA3)以判斷該候選參考訊號組合SRG是否包含該有效參考訊號SRP。
在一些實施例中,該第二運動部分ML12晚於該第一運動部分ML11;且該第一運動特徵值資料單元DA2包含複數特定運動特徵值。例如,該特定運動特徵值資料單元DA8是該第一運動特徵值資料單元DA2。當該第三判斷結果為否定時,該處理模組221基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該複數特定運動特徵值來執行該第一計算以產生該第一辨識值DH1,並判斷該第一辨識值DH1是否屬於該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一、以做出一第四判斷結果。在一些實施例中,該第一運動特徵值資料單元DA2、該第一運動特徵值資料單元部分DA21和該第二運動特徵值資料單元部分DA22的其中之一包含該複數特定運動特徵值。
當該第四判斷結果為肯定時,該處理模組221確定該第一辨識值DH1屬於在該第一和該第二辨識值 區域DU1和DU2中的一有效辨識值區域DUA,辨識出該第一運動類型HM1是由該有效辨識值區域DUA所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域DUA的該運動類型代碼CT1。該處理模組221基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測量資訊DM1。
在一些實施例中,該記憶體模組222更預先儲存與該第一候選參考訊號代碼CA2和一第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2相關的一第二特徵函數代碼資料單元F2。該第二特徵函數代碼資料單元F2不同於該第一特徵函數代碼資料單元F1,並被採用以指示該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2的其中之一。該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2包含一第三辨識值區域DU3、相鄰於該第三辨識值區域DU3的一第四辨識值區域DU4、及在該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4之間的一第二信賴值區域DV2。例如,該第一信賴值區域DV1是可選擇的。該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4分別指示一第五運動類型H3和一第六運動類型H4,該第五和該第六運動類型H3和H4皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。例如,該記憶體模組222預先提供該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1、及該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2。
在一第二特定條件中,該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4的其中之一與該第一和該第二辨識值區 域DU1和DU2的其中之一至少部分地重疊。當該第四判斷結果為否定時,該處理模組221基於該第二特徵函數代碼資料單元F2和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第二計算以產生一第二辨識值DH2,判斷該第二辨識值DH2是否屬於該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4的其中之一,並藉此辨識該第一運動類型HM1。
請參閱第3圖,其為在本揭露各式各樣實施例中一運動辨識裝置40的示意圖。請額外參閱第2圖。如第2圖和第3圖所示,該運動辨識裝置40包含一訊號產生單元41和一處理單元42。該訊號產生單元41因應一第一身體運動ML1而產生一運動參數訊號結構SP1,其中該第一身體運動ML1於一使用者身體91上的一特定位置PL1發生,並屬於一第一運動類型HM1。該處理單元42基於該運動參數訊號結構SP1來辨識該特定位置PL1以確定用於辨識該第一運動類型HM1的一有效參考訊號SRP。
該運動辨識裝置40被配置以具有一定向KA1、一重力方向QF1、和用於確定該定向KA1的一附體座標系統UA1,並被配戴於該特定位置PL1。該特定位置PL1是可選擇地選擇自在該使用者身體91上的複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。在一些實施例中,該訊號產生單元41耦合於該處理單元42,並包含一感測單元21、和耦合於該感測單元21的一轉換單元411。該感測單元21因應該第一身體運動ML1而產生一感測訊號SE1,其中該第一身體運動ML1屬於一第一運動類型HM1之一片段動作。 該轉換單元411耦合於該處理單元42,並因應該感測訊號SE1而產生該運動參數訊號結構SP1。
在一些實施例中,該感測單元21包含一加速度計211和一陀螺儀212。該加速度計211和該陀螺儀212皆耦合於該轉換單元411。該加速度計211產生一加速度計訊號SE11。該陀螺儀212產生一陀螺儀訊號SE12。該感測訊號SE1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12。該轉換單元411處理該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12以產生該運動參數訊號結構SP1。該運動參數訊號結構SP1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12的一融合訊號SPS0。例如,該融合訊號SPS0藉由使用一訊號融合運算而被產生。
該第一運動類型HM1是選擇自複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6是相關於該特定位置PL1而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統UA1的複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6。該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6分別對應的複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6。該運動參數訊號結構SP1相關於該附體坐標系統UA1而被產生。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的一預定方向QH1的狀態中,該處理單元42基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,並藉此辨識該特定位置PL1。該運動 辨識裝置40更包含耦合於該處理單元42的一按鍵23。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的該預定方向QH1的該狀態中,該按鍵23因應從該使用者90來的一使用者按壓來使該處理單元42接收一觸發訊號ST1。該處理單元42因應該觸發訊號ST1而產生該特定位置代碼CP1。
該處理單元42基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA和一運動類型指示符資料單元CH。該候選參考訊號代碼資料單元CA包含一第一候選參考訊號代碼CA2。該第一候選參考訊號代碼CA2代表源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2。該運動類型指示符資料單元CH包含對應於該第一候選參考訊號代碼CA2的一運動類型指示符CH2。該運動類型指示符CH2指示一無效運動類型和一第二運動類型HM2的其中之一,該第二運動類型HM2包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該處理單元42基於該運動參數訊號結構SP1和該第一候選參考訊號代碼CA2來確定該第一候選參考訊號SR2。
在一些實施例中,該第一身體運動ML1包含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。該處理單元42基於該 第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2。該第一運動特徵值資料單元DA2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA22。
該處理單元22基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來產生一差異資料單元DC1。該處理單元42判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一特定條件、以做出一第一判斷結果。當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元42辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,並基於該第一候選參考訊號代碼CA2來判斷該運動類型指示符CH2是否指示該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6的其中之一、以做出一第二判斷結果。當該第二判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該運動類型指示符CH2來辨識出該第一運動類型HM1是該第二運動類型HM2,並獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1。
在一些實施例中,該第二運動部分ML12晚於該第一運動部分ML11。該第一運動特徵值資料單元DA2包含複數特定運動特徵值。該處理單元22預先提供一第一特徵函數代碼資料單元F1。該第一特徵函數代碼資料單元F1基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,並相關於該第一候選參考訊號代碼CA2、一第一辨識值區域DU1、和相鄰於該第一辨識值區域DU1的一第二辨識值區 域DU2。該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分別指示一第三運動類型H1和一第四運動類型H2。該第三和該第四運動類型H1和H2皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。當該第二判斷結果為否定時,該處理單元42基於該特徵函數代碼資料單元F1和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一計算以產生一第一辨識值DH1,確定該第一辨識值DH1屬於在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2中的一有效辨識值區域DUA,辨識出該第一運動類型HM1是由該有效辨識值區域DUA所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域DUA的該運動類型代碼CT1。
在根據第1圖、第2圖、第3圖所提供的各式各樣實施例中,一種運動辨識方法包含下列步驟:因應一第一身體運動ML1而產生一運動參數訊號結構SP1,其中該第一身體運動ML1於一使用者身體91上的一特定位置PL1發生,並屬於一第一運動類型HM1;以及基於該運動參數訊號結構SP1來辨識該特定位置PL1以確定用於辨識該第一運動類型HM1的一有效參考訊號SRP。
該運動辨識方法更包含一步驟:提供一運動辨識裝置20、30或40。該運動辨識裝置20、30或40被配置以具有一定向KA1、一重力方向QF1、和用於確定該定向KA1的一附體座標系統UA1,並被配戴於該特定位置PL1。該第一身體運動ML1屬於一第一運動類型HM1之一片段動作。該特定位置PL1是可選擇地選擇自在該使用者 身體91上的複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。因應該第一身體運動ML1而產生該運動參數訊號結構SP1該步驟包含下列子步驟:因應該第一身體運動ML1而產生相關於該附體坐標系統UA1的一感測訊號SE1,其中該感測訊號SE1包含一加速度計訊號SE11和一陀螺儀訊號SE12;以及處理該感測訊號SE1以產生該運動參數訊號結構SP1,其中該運動參數訊號結構SP1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12的一融合訊號SPS0。例如,該融合訊號SPS0藉由使用一訊號融合運算而被產生。
該第一運動類型HM1是選擇自複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6是相關於該特定位置PL1而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統UA1的複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6。該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6分別對應的複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6。例如,該第一身體運動ML1是一身體操練;該第一運動類型HA1是一操練類型;且該主運動軸方向QA1是一主旋轉軸方向或一主平移軸方向。該運動辨識方法更包含一步驟:在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的一預定方向QH1的狀態中,基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,並藉此辨識該特定位置PL1。
例如,該預定方向QH1基於該特定位置PL1 而被確定。該預定方向QH1和該重力方向QF1之間具有一第一角度θ。該融合訊號SPS0是與該第一角度θ相關之一估計角度SK1的訊號。產生該特定位置代碼CP1的該步驟包含下列子步驟:在該狀態中,判斷一觸發訊號ST1是否被偵測到、以做出一第一判斷結果;在該狀態中,因應從該使用者90來的一使用者按壓來接收該觸發訊號ST1;以及當該第一判斷結果為肯定時,基於該估計角度SK1來產生該特定位置代碼CP1。
該運動辨識方法更包含一步驟:基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA和一運動類型指示符資料單元CH。該候選參考訊號代碼資料單元CA包含一第一候選參考訊號代碼CA2。該第一候選參考訊號代碼CA2代表源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2。該運動類型指示符資料單元CH包含對應於該第一候選參考訊號代碼CA2的一運動類型指示符CH2。該運動類型指示符CH2指示一無效運動類型和一第二運動類型HM2的其中之一,該第二運動類型HM2包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該運動辨識方法更包含一步驟:基於該運動參數訊號結構SP1和該第一候選參考訊號代碼CA2來確定該第一候選參考訊號SR2。
該運動參數訊號結構SP1包含複數運動參 數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18和SP19。在該觸發訊號ST1被提供之後,該第一身體運動ML1包含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。該運動參數訊號結構SP1包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動參數訊號結構部分SP5和一第二運動參數訊號結構部分SP6。該第一候選參考訊號SR2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一候選參考訊號部分SR21和一第二候選參考訊號部分SR22,其中該第二候選參考訊號部分SR22相鄰於該第一候選參考訊號部分SR21。該辨識參考資料單元DR更包含一代表性訊號代碼CB1,該代表性訊號代碼CB1代表包含於該複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18和SP19中的一代表性訊號SPS1。例如,該融合訊號SPS0是該運動參數訊號SP18。
在一些實施例中,該運動辨識方法更包含一步驟:基於該第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2。該第一運動特徵值資料單元DA2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA22。獲得該第一運動特徵值資料單元DA2的該步驟包含下列子步驟:基於該第一候選參考訊號部分SR21來從該第一運動參數訊 號結構部分SP5中獲得該第一運動特徵值資料單元部分DA21;以及基於該第二候選參考訊號部分SR22來從該第二運動參數訊號結構部分SP6中獲得該第二運動特徵值資料單元部分DA22。
在一些實施例中,該運動辨識方法更包含下列步驟:基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來產生一差異資料單元DC1;判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第二判斷結果;當該第二判斷結果為肯定時,辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一候選參考訊號代碼CA2來判斷該運動類型指示符CH2是否指示該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6的其中之一、以做出一第三判斷結果;以及當該第三判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該運動類型指示符CH2來辨識出該第一運動類型HM1是該第二運動類型HM2,並獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1。
產生該差異資料單元DC1的該步驟包含下列子步驟:藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22之間的一代表性極值偏差DC11;以及基於該運動參數訊號結構SP1和該代表性訊號代碼CB1來確定該代表性訊號SPS1。例如,該第一運動特 徵值資料單元部分DA21包含對應於該代表性訊號SPS1的一第一運動特徵值資料單元子部分DA21A,其中該第一運動特徵值資料單元子部分DA21A具有一第一極大值、一第一極小值、和在該第一極大值和該第一極小值之間的一第一差異。該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含對應於該代表性訊號SPS1的一第二運動特徵值資料單元子部分DA22A,其中該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A具有一第二極大值、一第二極小值、和在該第二極大值和該第二極小值之間的一第二差異。產生該差異資料單元DC1的該步驟更包含一子步驟:從該第一和該第二差異中獲得一代表性值差異DC12,其中該差異資料單元DC1包含該代表性極值偏差DC11和該代表性值差異DC12。
在一些實施例中,該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件。該第一子條件是該代表性極值偏差DC11落在一第一預定值範圍內。該第二子條件是該代表性值差異DC12落在一第二預定值範圍內。該候選參考訊號代碼資料單元CA更包含代表至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的一第三候選參考訊號SR3)的至少一第二候選參考訊號代碼CA1(和可選擇的一第三候選參考訊號代碼CA3)。該第二候選參考訊號代碼CA1代表源自該運動參數訊號結構SP1的該第二候選參考訊號SR1。該第一候選參考訊號SR2和該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)組成一候選參考訊號組合SRG。
該運動辨識方法更包含下列步驟:基於該運 動參數訊號結構SP1和該至少一第二候選參考訊號代碼CA1(和可選擇的CA3)來確定該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3);基於該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)來從該運動參數訊號結構SP1中獲得對應於該至少一第二候選參考訊號SR1(和可選擇的SR3)的至少一第二運動特徵值資料單元DA1(和可選擇的一第三運動特徵值資料單元DA3);以及當該第一運動特徵值資料單元DA2被處理時,處理該至少一第二運動特徵值資料單元DA1(和可選擇的DA3)以判斷該候選參考訊號組合SRG是否包含該有效參考訊號SRP。
在一些實施例中,該第二運動部分ML12晚於該第一運動部分ML11;且該第一運動特徵值資料單元DA2包含複數特定運動特徵值。該運動辨識方法更包含一步驟:藉由感測發生於該特定位置PL1的複數身體運動MC1、MC2、…、MC9來預先提供一第一特徵函數代碼資料單元F1。該第一特徵函數代碼資料單元F1相關於該第一候選參考訊號代碼CA2和一第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1。
該第一特徵函數代碼資料單元F1被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之一個。該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1包含一第一辨識值區域DU1、相鄰於該第一辨識值區域DU1的一第二辨識值區域DU2、及在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2之間的一第一信賴值區域DV1。例如,該第一信賴值 區域DV1是可選擇的。該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分別指示一第三運動類型H1和一第四運動類型H2。該第三和該第四運動類型H1和H2皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該複數身體運動MC1、MC2、…、MC9被分割成複數運動群組G1、G2、…、G6,該複數運動群組G1、G2、…、G6分別屬於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該第一特徵函數代碼資料單元F1代表一運動類型切割函數,並基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,其中該運動類型切割函數被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之該一個。
該運動辨識方法更包含下列步驟:當該第三判斷結果為否定時,基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第一計算以產生一第一辨識值DH1,並判斷該第一辨識值DH1是否屬於該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一、以做出一第四判斷結果;當該第四判斷結果為肯定時,確定該第一辨識值DH1屬於在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2中的一有效辨識值區域DUA,辨識出該第一運動類型HM1是由該有效辨識值區域DUA所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域DUA的該運動類型代碼CT1;基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測量資訊DM1;以及預先提供一第二特徵函數代碼資料單元F2。
例如,該第二特徵函數代碼資料單元F2是相關於該第一候選參考訊號代碼CA2和一第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2。該第二特徵函數代碼資料單元F2不同於該第一特徵函數代碼資料單元F1,並被採用以指示該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2的其中之一。該第二複數辨識值區域DU3、DU4和DV2包含一第三辨識值區域DU3、相鄰於該第三辨識值區域DU3的一第四辨識值區域DU4、及在該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4之間的一第二信賴值區域DV2。例如,該第二信賴值區域DV2是可選擇的。該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4分別指示一第五運動類型H3和一第六運動類型H4,該第五和該第六運動類型H3和H4皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。
在一第二特定條件中,該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4的其中之一與該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一至少部分地重疊。該運動辨識方法更包含一步驟:當該第四判斷結果為否定時,基於該第二特徵函數代碼資料單元F2和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第二計算以產生一第二辨識值DH2,判斷該第二辨識值DH2是否屬於該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4的其中之一,並藉此辨識該第一運動類型HM1。
在一些實施例中,該些運動辨識裝置20、30和40皆具有一穿戴式運動感測裝置結構、一運動辨識操作裝置和一運動辨識演算法,並採用包含使用者佩戴裝 置、使用者操作裝置、量測裝置、和運動辨識裝置的技術。該些運動辨識裝置20和30皆包含一操作單元35和耦合於該操作單元35的一耦合單元36。該操作單元35包含該感測單元21和該處理單元22。該運動辨識裝置40包含一操作單元37和耦合於該操作單元37的一耦合單元36。該操作單元37包含該訊號產生單元41和該處理單元42,其中該訊號產生單元41包含該感測單元21。該些運動辨識裝置20、30和40的任一個可以作為一穿戴裝置,並藉由使用該耦合單元36而耦合至該使用者90的該特定身體部分911。例如,該耦合單元36是一配戴組件。例如,該耦合單元36是一類錶帶。
在一些實施例中,該配戴組件具有至少兩個穩定狀態,且該穿戴裝置使用的該配戴組件以將該穿戴裝置耦合到該使用者90的該特定身體部分911。該穿戴裝置的該感測單元21可以是一運動感測模組。該配戴組件可以具有一變形以使該配戴組件存在一伸展穩定狀態及一捲曲狀穩定狀態。當做出該第一身體運動ML1的該特定身體部分911由該配戴組件至少部分地圍繞時,該配戴組件變形以處在該捲曲狀穩定狀態中、並被固定至該特定身體部分911。該配戴組件具有在該伸展穩定狀態中的一穩定性質;且在該伸展穩定狀態中,該操作單元35或37被安置到該配戴組件。
請參閱表1,其為在本揭露各式各樣實施例中各種身體運動類型的列表。在一些實施例中,該穿戴裝 置被配戴在該特定位置PL1,或被配戴至該特定身體部分911。該特定位置PL1可選擇地是選擇自在該使用者身體91上的該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9包含該手腕位置、該上手臂位置及該腳踝位置。該穿戴裝置用該配戴組件而被配戴到該特定身體部分911,該特定身體部分911是選擇自複數身體部分。該複數身體部分包含該手腕、該上手臂及該腳踝,因此該穿戴裝置可以用於感測相關於下列身體部分至少其中之一的身體運動(比如健身運動):手掌、下手臂、上手臂、肩膀、胸部、背部、腰部、臀部、大腿、膝蓋、小腿、腳掌等。例如,複數身體運動類型如表1所列。
在一些實施例中,該使用者90通常藉由操作健身裝置或負載來做出該身體運動以鍛鍊身體肌肉,其中該負載包含一啞鈴、一槓鈴或其類似者。最常操作的運動包含手腕運動、上手臂運動及腿部運動等,並被分類以 形成如表1所示各式各樣身體運動類型。該使用者90做出該些運動以鍛鍊及加強在複數身體部分中的肌肉,該複數身體部分包含手部、上手臂、腳部、胸部、背部、肩部、腰部及臀部等,以達到運動健康及塑身的目的。當該使用者90做出於手部、腿部等等身體部分發生的身體運動時,相關的手腕、上手臂及腳踝等身體部分皆會發生顯著的運動表現,因此就精準偵測身體運動的操作,以及人體位置佩戴的舒適度以及長久以來的佩戴習慣的自然接受度來考慮,該手腕位置、該上手臂位置及該腳踝位置皆是可偵測運動的該運動辨識裝置20最適合配戴的位置。
請參閱第4A圖、第4B圖和第4C圖,其為由配戴在手腕的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。請參閱第5圖,其為由配戴在上手臂的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。請參閱第6圖,其為由配戴在上手臂的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。請參閱第7A圖和第7B圖,其為由配戴在上手臂的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。請參閱第8圖,其為由配戴在上手臂的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。請參閱第9A圖和第9B圖,其為由配戴在腳踝的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。請參閱第10A圖和第10B圖,其為由配戴在腳踝的該運動辨識裝置20所辨識的身體運動類型的示意圖。
在一些實施例中,該感測單元21具有一感 測定向(Sensing Orientation)。該感測單元21或該運動感測模組(Motion Sensing Module)具有複數運動感測軸方向、和分別在該複數運動感測軸方向的複數感測靈敏度,並感測於該使用者身體91上的該特定位置PL1發生的該第一身體運動ML1。該使用者身體91在該特定位置PL1具有該特定身體部分911。該運動感測模組可以被應用以感測於不同身體部分(比如該手腕、該上手臂和該腳踝)發生的不同運動。當該運動感測模組感測於該使用者身體91上的該特定位置PL1發生的一特定運動時,該運動感測模組在與該特定位置PL1對應的一運動感測軸方向中具有一最高感測靈敏度。例如,當感測一手腕運動時,該運動感測模組在x運動感測軸方向中具有一最高感測靈敏度;因此在該x運動感測軸方向中所產生的感測訊號分量位準高於在該y運動感測軸方向或該z運動感測軸方向中所產生者。在一些實施例中,該運動感測模組在該x運動感測軸方向、該y運動感測軸方向和該z運動感測軸方向中分開地輸出一第一感測訊號分量、一第二感測訊號分量和一第三感測訊號分量。例如,該第一、該第二和該第三感測訊號分量的各極大位準、及該第一、該第二和該第三感測訊號分量的位準範圍被使用以辨識該第一身體運動ML1或該特定身體部分911。
在一些實施例中,該感測單元21或該運動感測模組具有一設置定向(Arrangement Orientation)。當該特定位置PL1改變時,該感測單元21的該設置定向被改 變。當該特定位置PL1改變成一不同位置時,該設置定向可以被改變成一不同設置定向。例如,在一特定狀態中,當該運動辨識裝置20做出該z運動感測軸方向是相同於該運動辨識裝置20的重力方向的判斷結果時,該運動辨識裝置20辨識出該特定位置PL1是該手腕位置,並要辨識一手腕運動。在該特定狀態中,當該運動辨識裝置20做出該x運動感測軸方向是相同於該運動辨識裝置20的該重力方向的判斷結果時,該運動辨識裝置20辨識出該特定位置PL1是該上手臂位置,並要辨識一上手臂運動。在該特定狀態中,當該運動辨識裝置20做出負x運動感測軸方向是相同於該運動辨識裝置20的該重力方向的判斷結果時,該運動辨識裝置20辨識出該特定位置PL1是該腳踝位置,並要辨識一腳踝運動。
在一些實施例中,該運動感測模組的該設置定向基於該特定位置PL1而被設置。在一些實施例中,該運動辨識裝置20偵測在該運動感測模組的一特定運動感測軸方向和該重力方向之間的一角度關係以辨識出該特定位置PL1是一身體部分位置。例如,該運動辨識裝置20被配置以具有一定向KA1、一重力方向QF1、和用於確定該定向KA1的一附體座標系統UA1,並被配戴於該特定位置PL1。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的一預定方向QH1的狀態中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,並藉此辨識該特定位置PL1。
在一些實施例中,該些運動辨識裝置20、30和40的任一個作為一穿戴式運動感測裝置,被配戴在一使用者身體91上的一特定位置PL1,並藉由感測於該特定位置PL1發生的一第一身體運動ML1來產生一感測訊號SE1,其中該第一身體運動ML1屬於一第一運動類型HM1,且該特定位置PL1可以是選擇自複數不同位置,該複數不同位置包含一手腕位置、一上手臂位置及一腳踝位置。該穿戴式運動感測裝置基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,基於該運動參數訊號結構SP1和該特定位置代碼CP1來確定一第一候選參考訊號SR2,基於該第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2,並基於該第一運動特徵值資料單元DA2來辨識該第一運動類型HM1以獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1,因此該穿戴式運動感測裝置辨識出該第一身體運動ML1的一運動方向,並對該第一身體運動ML1的運動循環進行計數。
該穿戴式運動感測裝置藉由執行一第一運動辨識演算程序來辨識該第一運動類型HM1。該感測單元21包含六軸慣性感測元件。例如,該感測單元21包含為三軸加速度計的加速度計211、和為三軸陀螺儀的陀螺儀212。該穿戴式運動感測裝置響應為一健身運動的該第一身體運動ML1、藉由使用該感測單元21來產生該感測訊號SE1,並基於該感測訊號SE1、藉由執行該第一運動辨識演 算程序來自動辨識該特定位置PL1與該第一運動類型HM1。例如,該使用者身體91具有在該特定位置PL1的一特定身體部分911,且該些運動辨識裝置20、30和40的任一個被配戴在該特定身體部分911上。
該第一運動辨識演算程序包含感測訊號處理、配戴位置辨識和運動類型辨識。該運動類型辨識包含下列特徵以確定該第一候選參考訊號SR2、獲得該第一運動特徵值資料單元DA2、判斷該第一身體運動ML1是否滿足一週期運動起始條件或一週期運動終止條件、並基於該第一特徵函數代碼資料單元F1以執行一計算以辨識該第一運動類型HM1。例如,該處理單元22執行該第一運動辨識演算程序。例如,該轉換單元411和該處理單元42執行該第一運動辨識演算程序。在下面的敘述中,以該處理單元22執行該第一運動辨識演算程序為例。
請參閱第11圖,其為在本揭露各式各樣實施例中參考坐標系統的示意圖。請額外參閱第1圖。第11圖顯示具有三個參考坐標軸X、Y和Z的一參考坐標系統、及具有三個參考坐標軸x、y和z的該附體坐標系統UA1。該附體坐標系統UA1相關於該重力方向QF1而被表示。該處理單元22接收該感測訊號SE1,該感測訊號SE1相關於該附體坐標系統UA1而被產生。
該感測單元21的該加速度計211產生該加速度計訊號SE11(或一第一訊號)。該感測單元21的該陀螺儀212產生該陀螺儀訊號SE12(或一第二訊號)。 該感測訊號SE1包含該第一訊號及該第二訊號。該第一訊號包含與該三個參考坐標軸x、y和z分別相關的三個原始感測訊號分量。該第二訊號包含與該三個參考坐標軸x、y和z分別相關的三個原始感測訊號分量。該第一訊號包含一重力加速度訊號分量。藉由使用一六軸融合演算(或一訊號融合運算),該處理單元22獲得該運動參數訊號結構SP1,該運動參數訊號結構SP1包含四元數(q0,q1,q2,q3)、相關於一尤拉角的估計滾轉角(Roll angle)φRoll、相關於一尤拉角的估計俯仰角(Pitch angle)θPitch、一第三訊號、及一第四訊號。例如,該處理單元22對於該第一訊號執行一第一濾波以產生該第三訊號,且對於該第二訊號執行一第二濾波以產生該第四訊號
與該附體坐標系統UA1相關的滾轉角φ的估計可表示為φRoll=tan-1(gy/gz) 式1
與該附體坐標系統UA1相關的俯仰角θ的估計可表示為
該四元數(q0,q1,q2,q3)可表示為下列方程式
q0=cos(μ/2);q11sin(μ/2);q22sin(μ/2);q33sin(μ/2)
該四元數(q0,q1,q2,q3)應滿足其正規化常數q0 2+q1 2+q2 2+q3 2=1
當物體連續變化時,該四元數(q0,q1,q2,q3)與一附體量測角速度滿足下列關係:
當該運動辨識裝置20做出依序為偏航→俯仰→滾轉的一旋轉時,則從該四元數(q0,q1,q2,q3)到估計尤拉角(包含一估計滾轉角φRoll、一估計俯仰角θPitch、和一估計偏航角(Yaw angle)ψYaw)的轉換關係列示如下:
當該運動辨識裝置20做出該旋轉時,則從該些估計尤拉角到該四元數(q0,q1,q2,q3)的轉換關係列示如下:q0=cos(φ/2)cos(θ/2)cos(ψ/2)+sin(φ/2)sin(θ/2)sin(ψ/2) q1=sin(φ/2)cos(θ/2)cos(ψ/2)-cos(φ/2)sin(θ/2)sin(ψ/2) q2=cos(φ/2)sin(θ/2)cos(ψ/2)+sin(φ/2)cos(θ/2)sin(ψ/2) q3=cos(φ/2)cos(θ/2)sin(ψ/2)-sin(φ/2)sin(θ/2)cos(ψ/2) 式5
藉由採用一特殊融合演算法架構,如擴增式 卡爾曼濾波器(EKF),將式1至式5代入,則該處理單元22獲得該運動參數訊號結構SP1。亦即,該處理單元22處理該感測訊號SE1以產生該運動參數訊號結構SP1。該運動參數訊號結構SP1包含複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19;且該複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19包含該第三訊號、該第四訊號、該估計滾轉角φRoll的一訊號、該估計俯仰角θPitch的一訊號、和該四元數(q0,q1,q2,q3)的一訊號。例如,該運動參數訊號結構SP1藉由使用該訊號融合運算而被產生。
請參閱第12圖,其為在第2圖中該運動辨識裝置20與該使用者身體91間關係的示意圖。依據身體運動主要訓練的肌肉群組,複數身體運動類型被劃分為複數身體運動類型群組,該複數身體運動類型群組分別對應於該複數位置PL5、PL6、…、PL9。例如,該三個位置PL5、PL6、PL9分別預定為該手腕位置、該上手臂位置和該腳踝位置。在一特定狀態中,當該運動辨識裝置20被配戴在該位置PL5時,該運動辨識裝置20的該定向KA1是指向一第一預定方向;在一特定狀態中,當該運動辨識裝置20被配戴在該位置PL6時,該運動辨識裝置20的該定向KA1是指向一第二預定方向;且在一特定狀態中,當該運動辨識裝置20被配戴在該位置PL9時,該運動辨識裝置20的該定向KA1是指向一第三預定方向。
該第一、該第二和該第三預定方向是相關於該重力方向QF1而不同的,可以根據一設計配置而被確 定,其中該設計配置以最為符合該使用者90的操作情境、習慣與人體工學原理而被提供。該特定位置PL1是選擇自在該使用者身體91上的該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9。對於在該特定位置PL1發生的該第一身體運動ML1,在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的一預定方向QH1的狀態中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1,並藉此辨識該特定位置PL1。
在第12圖中,該運動辨識裝置20具有用於確定該定向KA1的該附體坐標系統UA1。當該運動辨識裝置20被配戴在該位置PL5(該手腕位置)時,該附體坐標系統UA1的該三個參考軸x、y和z分別用三個參考軸xW、yW和zW而被表示。當該運動辨識裝置20被配戴在該位置PL6(該上手臂位置)時,該附體坐標系統UA1的該三個參考軸軸x、y和z分別用三個參考軸xA、yA和zA而被表示。當該運動辨識裝置20被配戴在該位置PL9(該腳踝位置)時,該附體坐標系統UA1的該三個參考軸x、y和z分別用三個參考軸xK、yK和zK而被表示。
例如,該運動辨識裝置20具有一重力加速度gF,該重力加速度gF具有相同於該重力方向QF1的一重力加速度方向。該第三訊號具有一重力加速度訊號分量,該重力加速度訊號分量是相關於該重力加速度gF或該重力加速度訊號分量,並是三軸訊號。該處理單元22將該重力方向QF1視為主參考軸方向,並主要藉由使用 該重力加速度訊號分量來獲得該特定位置代碼CP1。當該處理單元22額外地採用通過該六軸訊號融合運算所產生之該估計俯仰角θPitch、該估計滾轉角φRoll、及該四元數(q0,q1,q2,q3)的至少其中之一時,則該處理單元22可提高對於該特定位置PL1的辨識精準度。例如,該預定方向QH1(或該附體坐標系統UA1的參考軸)和該重力方向QF1之間具有該第一角度θ(或一俯仰角)。
如第12圖所示,該使用者身體91在該特定位置PL1具有做出該第一身體運動ML1的一特定身體部分911。例如,該特定身體部分911可以是該手腕、該上手臂或該腳踝。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的該預定方向QH1的該狀態中,該按鍵23因應從該使用者90來的一使用者按壓來使該處理單元22接收一觸發訊號ST1、且該處理單元22判斷該處理單元22是否偵測到該觸發訊號ST1以做出一第一判斷結果。例如,當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該重力加速度訊號分量或該估計俯仰角θPitch的訊號來獲得該特定位置代碼CP1。例如,該估計角度SK1的該訊號是該估計俯仰角θPitch的該訊號。
該處理單元22基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA和一運動類型指示符資料單元CH。該候選參考訊號代碼資料單 元CA包含一第一候選參考訊號代碼CA2。該第一候選參考訊號代碼CA2代表源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2。該運動類型指示符資料單元CH包含對應於該第一候選參考訊號代碼CA2的一運動類型指示符CH2。該運動類型指示符CH2指示一無效運動類型和一第二運動類型HM2的其中之一,該第二運動類型HM2包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該第一候選參考訊號代碼CA2來確定該第一候選參考訊號SR2。
在一些實施例中,根據人體工學原理,分別對應於該複數不同位置PL5、PL6、…、PL9的複數辨識參考資料單元是不同的,其中該複數辨識參考資料單元包含該辨識參考資料單元DR。該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該辨識參考資料單元DR來確定至少一候選參考訊號,其中該至少一候選參考訊號可以包含一有效參考訊號。例如,該處理單元22基於該第三訊號、該第四訊號、該估計滾轉角φRoll的該訊號、該估計俯仰角θPitch的該訊號、該四元數(q0,q1,q2,q3)的該訊號、和該候選參考訊號代碼資料單元CA來確定建立下列的候選參考訊號:Refi(、φRoll、θPitch、(q0,q1,q2,q3)),其中符號i等於1至3的其中之一,i=1代表手腕位置,i=2代表上手臂位置,且i=3代表腳踝位置。
在一些實施例中,由該第一候選參考訊號代碼CA2所代表的該第一候選參考訊號SR2是該些候選參考 訊號Refi(、φRoll、θPitch、(q0,q1,q2,q3))的其中之一。該處理單元22基於該第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2。例如,該第一身體運動ML1是一來回運動,並包含形成一第一運動循環W1的一第一運動部分ML11。是三軸訊號的該第三訊號具有對應於該第一運動部分ML11的一第一訊號部分;且是三軸訊號的該第四訊號具有對應於該第一運動部分ML11的一第二訊號部分。該處理單元22基於該些候選參考訊號Refi(、φRoll、θPitch、(q0,q1,q2,q3))的該其中之一來從至少該第一和該第二訊號部分獲得具有個數為N的複數特徵值,其中N大於1。例如,該N個特徵值包含該第三訊號、該第四訊號、該估計滾轉角φRoll的該訊號、該估計俯仰角θPitch的該訊號、和該四元數(q0,q1,q2,q3)的該訊號的各極大值和各極小值等,並被表示為特徵值Ci~N:Ci~N(、φRoll、θPitch、(q0,q1,q2,q3))。
請參閱第13圖,其為在第1圖中該運動辨識裝置20的該第一候選參考訊號SR2和該代表性訊號SPS1的示意圖。在一些實施例中,該處理單元22基於該第一候選參考訊號SR2來判斷該第一身體運動ML1是否有效地起始或有效地結束。在該觸發訊號ST1被接收之後,該第一身體運動ML1包含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。 該運動參數訊號結構SP1包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動參數訊號結構部分SP5和一第二運動參數訊號結構部分SP6。該第一候選參考訊號SR2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一候選參考訊號部分SR21和一第二候選參考訊號部分SR22,其中該第二候選參考訊號部分SR22相鄰於該第一候選參考訊號部分SR21。
該第一運動特徵值資料單元DA2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA22。該處理單元22基於該第一候選參考訊號部分SR21來從該第一運動參數訊號結構部分SP5中獲得該第一運動特徵值資料單元部分DA21。該處理單元22基於該第二候選參考訊號部分SR22來從該第二運動參數訊號結構部分SP6中獲得該第二運動特徵值資料單元部分DA22。該處理單元22基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來判斷該第一身體運動ML1是否已經有效地起始。例如,該處理單元22基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來產生一差異資料單元DC1,並判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第二判斷結果。當該第二判斷結果為肯定時,該處理單元22辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,並確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動起始條件。例如, 該第二運動部分ML12晚於該第一運動部分ML11;且該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含複數特定運動特徵值。
在先前技術中,對於該週期運動起始和該週期運動結束的每一個的判斷通常使用「活動靜止」作為一參考指標。然而,人類肢體活動不勝枚舉。如果僅依據「活動靜止」做為判斷條件,則容易造成非使用者或運動產品的目的性,而產生難以避免的誤判。在一些實施例中,該處理單元22在相鄰的該第一和該第二運動循環W1和W2上分開地獲得第一複數特定特徵值CM1,i~n和第二複數特定特徵值CM2,i~n,並執行一比較以獲得該第一和該第二複數特定特徵值CM1,i~n和CM2,i~n之間的一差異。例如,該第一運動特徵值資料單元部分DA21包含該複數特定特徵值CM1,i~n,且該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含該複數特定特徵值CM2,i~n。當該第一和該第二複數特定特徵值CM1,i~n和CM2,i~n的特徵值差異ΔCM2~M1,i~n分別皆落於相對應的閾值範圍ξi~n內時,該處理單元22確定:該第一和該第二複數特定特徵值CM1,i~n和CM2,i~n能夠被應用到一主要辨識功能以執行用於該第一身體運動ML1的一運動類型辨識。在完成用於該第一身體運動ML1的該運動類型辨識之後,當一額外獲得的特定特徵值差異落於一相對應的閾值範圍ξi~n之外時,該處理單元22確定該第一身體運動ML1已經終止。
如第13圖所示,在時間T21和時間T22之間,該第一身體運動ML1具有該第一運動部分ML11;且 在該時間T22和時間T23之間,該第一身體運動ML1具有該第二運動部分ML12。在該時間T21和該時間T22之間,該第一運動部分ML11形成該第一運動循環W1;且在該時間T22和該時間T23之間,該第二運動部分ML12形成該第二運動循環W2。與該第一運動部分ML11對應的該第一候選參考訊號部分SR21形成在該時間T21和該時間T22之間的一第一訊號循環;且與該第二運動部分ML12對應的該第二候選參考訊號部分SR22形成在該時間T22和該時間T23之間的一第二訊號循環。
例如,該代表性訊號SPS1是在該運動參數訊號結構SP1中的該運動參數訊號SP13。該代表性訊號SPS1具有在該時間T21和該時間T22之間的一第一運動參數訊號部分SPS11,並具有在該時間T22和該時間T23之間的一第二運動參數訊號部分SPS12。該第一運動參數訊號結構部分SP5包含該第一運動參數訊號部分SPS11,且該第二運動參數訊號結構部分SP6包含該第二運動參數訊號部分SPS12。
該第一運動特徵值資料單元部分DA21包含對應於該代表性訊號SPS1(比如該運動參數訊號SP13)的一第一運動特徵值資料單元子部分DA21A。該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含對應於該代表性訊號SPS1(比如該運動參數訊號SP13)的一第二運動特徵值資料單元子部分DA22A。該處理單元22基於該第一候選參考訊號部分SR21來從該第一運動參數訊號部分SPS11中獲得該第一運 動特徵值資料單元子部分DA21A,並基於該第二候選參考訊號部分SR22來從該第二運動參數訊號部分SPS12中獲得該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A。
該第一運動特徵值資料單元子部分DA21A包含在時間T61的運動特徵值a1、和在時間T62的運動特徵值a2。該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A包含在時間T63的運動特徵值a3、和在時間T64的運動特徵值a4。例如,該些運動特徵值a1和a3皆為極大值,且該些運動特徵值a2和a4皆為極小值。該第一運動特徵值資料單元子部分DA21A具有一第一極大值b1、一第一極小值b2、和在該第一極大值b1和該第一極小值b2之間的一第一差異e1。該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A具有一第二極大值b3、一第二極小值b4、和在該第二極大值b3和該第二極小值b4之間的一第二差異e2。例如,該第一和該第二極大值b1和b3分別是該些運動特徵值a1和a3;且該第一和該第二極小值b2和b4分別是該些運動特徵值a2和a4。
在一些實施例中,該處理單元22藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22之間的一代表性極值偏差DC11。例如,該代表性極值偏差DC11是選擇自絕對值|a2-a1|、…、和絕對值|a4-a3|中的極大者。該處理單元22從該第一和該第二差異e1和e2中獲得一代表性值差異DC12。該差異資料單元DC1包 含該代表性極值偏差DC11和該代表性值差異DC12。該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件。該第一子條件是該代表性極值偏差DC11落在一第一預定值範圍內。該第二子條件是該代表性值差異DC12落在一第二預定值範圍內。
請參閱第14圖,其為在本揭露各式各樣實施例中該第一身體運動ML1的運動類型辨識的示意圖。在一些實施例中,該處理單元22預先提供與該第一候選參考訊號代碼CA2和一第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1相關的該第一特徵函數代碼資料單元F1。該第一特徵函數代碼資料單元F1被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之一個。該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1包含一第一辨識值區域DU1、相鄰於該第一辨識值區域DU1的一第二辨識值區域DU2、及在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2之間的一第一信賴值區域DV1。例如,該第一信賴值區域DV1是可選擇的。該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分別指示該第三運動類型H1和該第四運動類型H2。例如,該第一信賴值區域DV1具有在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2之間的一信賴值距離σ1。該第一特徵函數代碼資料單元F1代表一運動類型切割函數,並基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,其中該運動類型切割函數被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之該一個。
在有關該差異資料單元DC1是否滿足該第 一特定條件的該第二判斷結果是肯定之後,該處理單元22基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第一計算以產生一第一辨識值DH1,確定該第一辨識值DH1屬於在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2中的一有效辨識值區域DUA,辨識出該第一運動類型HM1是由該有效辨識值區域DUA所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域DUA的該運動類型代碼CT1。該處理單元22基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測量資訊DM1。
在一些實施例中,該處理單元22預先提供分別代表一組運動類型切割函數P1~K的一組特徵函數代碼資料單元F1、F2等等,該組特徵函數代碼資料單元F1、F2等等是藉由計算在資料庫中的大量資料而建立的。例如,該處理單元22基於第三複數特定特徵值、和該組特徵函數代碼資料單元F1、F2等等中的至少其中之一特徵函數代碼資料單元來執行一計算以有效地辨識該第一運動類型HM1,其中該第三複數特定特徵值選擇自該第一複數特定特徵值CM1,i~n和該第二複數特定特徵值CM2,i~n。該組運動類型切割函數P1~K具有一組切割平面和一階層數K,其中該階層數K是一自然數。當該階層數K大於1時,該組運動類型切割函數P1~K基於一預定順序而被排列,並至少部分地被採用以辨識該第一運動類型HM1。例如,該組運動類型切割函數P1~K包含線性或非線性的多維度特徵函數,所 述線性或非線性的多維度特徵函數是基於一第一複數運動特徵值和一第二複數運動特徵值而訓練出的,其中L代表在該資料庫中用於建立該組運動類型切割函數P1~K的運動特徵值的記錄數目。例如,該組運動類型切割函數P1~K被表示如下:,i=1~K,其中σ代表一信賴值區域的閾值距離;例如,該第一信賴值區域DV1的該信賴值距離σ1等於2σ。
如第14圖所示,該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分別指示該第三運動類型H1和該第四運動類型H2,並皆是二維辨識值區域。該運動類型切割函數P1具有一切割平面V1,該切割平面V1將該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分開。該運動類型切割函數P2具有一切割平面V2,該切割平面V2將該第三和該第四辨識值區域DU3和DU4分開。例如,該第一和該第二特徵函數代碼資料單元F1和F2分別代表該些運動類型切割函數P1和P2
請參閱第15圖,其為在本揭露各式各樣實施例中一第一運動類型辨識演算程序110的流程示意圖。在步驟1102中,該感測單元21因應於一使用者身體91上的一特定位置PL1發生的一第一身體運動ML1,產生一感測訊號SE1。該第一身體運動ML1屬於一第一運動類型HM1;且該感測訊號SE1相關於該感測單元21的一附體座標系統UA1而被產生。
在步驟1104中,該處理單元22或該轉換單元411處理該感測訊號SE1以產生一運動參數訊號結構SP1,其中該感測訊號SE1包含一加速度計訊號SE11和一陀螺儀訊號SE12,且該運動參數訊號結構SP1能夠包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12的一融合訊號SPS0。
在步驟1106中,該處理單元22判斷該處理單元22是否偵測到一觸發訊號ST1、以做出一第一判斷結果。當該第一判斷結果為否定時,在步驟1106之後的步驟回到步驟1106。當該第一判斷結果為肯定時,在步驟1106之後的步驟是步驟1108。
在步驟1108中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1。該使用者身體91穿有在該特定位置PL1的該運動辨識裝置20,其中該運動辨識裝置20包含該附體坐標系統UA1、該感測單元21和該處理單元22。
在步驟1110中,該處理單元22基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該附體坐標系統UA1、和該第一運動類型HM1的一主運動軸方向而預定的,並包含一第一候選參考訊號代碼CA2。該第一候選參考訊號代碼CA2代表源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2。在步驟1110中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該第一候選參考訊號代碼CA2來確定該第一候選參 考訊號SR2。
在步驟1112中,該處理單元22基於該第一候選參考訊號SR2來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2。該第一身體運動ML1包含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。該第一運動特徵值資料單元DA2包含分別分別對應於該第一運動部分ML11和該第二運動部分ML12的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA21。
在步驟1114中,該處理單元22基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA21來產生一差異資料單元DC1,並採用該差異資料單元DC1來判斷該第一身體運動ML1是否已經有效地結束或起始。該差異資料單元DC1包含一代表性極值偏差DC11,該代表性極值偏差DC11是藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22而產生的。
在步驟1116中,該處理單元22判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第二判斷結果。當該第二判斷結果為否定時,在步驟1116之後的步驟回到步驟1118。當該第二判斷結果為肯定時,在步驟1116之後的步驟是步驟1122。
在步驟1118中,該處理單元22判斷該差異 資料單元DC1是否滿足用於一週期運動結束判斷的一第二特定條件、以做出一第三判斷結果。當該第三判斷結果為否定時,在步驟1118之後的步驟回到步驟1120。當該第三判斷結果為肯定時,在步驟1118之後的步驟回到步驟1110。
在步驟1120中,該處理單元22判斷該第三判斷結果的一目前否定判斷結果次數是否到達一預定門檻數目、以做出一第四判斷結果。當該第四判斷結果為否定時,在步驟1120之後的步驟回到步驟1112。當該第四判斷結果為肯定時,在步驟1120之後的步驟回到步驟1110。例如,在該預定門檻數目等於1的條件下,該目前否定判斷結果次數只要為1,則該第四判斷結果便是肯定的。
在步驟1122中,該處理單元22辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一運動特徵值資料單元DA2和至少一第一特徵函數代碼資料單元F1來執行一計算以辨識該第一運動類型HM1。
在步驟1124中,該處理單元22判斷藉由執行該計算而辨識該第一運動類型HM1是否成功、以做出一第五判斷結果。當該第五判斷結果為否定時,在步驟1124之後的步驟回到步驟1110。當該第五判斷結果為肯定時,在步驟1124之後的步驟是步驟1126。
在步驟1126中,該處理單元22獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1,並基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測 量資訊DM1。
在根據第1圖、第2圖、第3圖所揭露的各式各樣實施例中,該些運動辨識裝置20、30和40的任一個採用該感測單元21(作為六軸慣性感測組件)以實現該運動類型辨識。該感測單元21包含是三軸加速度計的加速度計211、及是三軸陀螺儀的陀螺儀212。針對已知常見於健身中心的多種身體運動類型,該些運動辨識裝置20、30和40的任一個進行自動辨識其配戴位置、及任一身體運動的運動類型。例如,基於下列敘述的目的,該配戴位置是選擇自手腕位置、上手臂位置及腳踝位置。多數身體運動類型被分別採用以鍛鍊特定肌肉群。為了避免肌群代償現象的發生,一身體運動類型僅鍛鍊一操練者的相關肌肉群,以提高該肌肉群的訓練效果。因此,在本揭露的一些實施例中,預先依據各運動類型所鍛鍊的主要肌肉群,將各運動類型的配戴位置劃分至此三種配戴位置上。
簡單來說,對於手部肌肉群的鍛鍊,該配戴位置被配置為該手腕位置。對於胸、背、腰、腹部肌肉群的鍛鍊,該配戴位置被配置為該上手臂位置。對於腳部肌肉群的鍛鍊,該配戴位置被配置為該腳踝位置。據此劃分則可具有較大的系統延伸性,即,較多可辨識的身體運動類型。該配戴位置的辨識結果則為運動類型辨識的主要依據特徵,其中該配戴位置依據該身體運動類型是可變的。
由該些運動辨識裝置20、30和40的任一個所執行的第二運動類型辨識程序包含:用訊號融合處理六 軸感測訊號,辨識該配戴位置,判斷週期運動起始/結束,確定一有效參考訊號,及辨識該運動類型。接著,以該運動辨識裝置20為例,說明該第二運動類型辨識程序。
該感測單元21包含該加速度計211和該陀螺儀212,因應於該使用者身體91上的該特定位置PL1發生該第一身體運動ML1而產生該感測訊號SE1,其中該第一身體運動ML1屬於該第一運動類型HM1的該片段動作。該處理單元22從該感測單元21接收該感測訊號SE1,並因應該感測訊號SE1來產生該運動參數訊號結構SP1。該加速度計211產生為一第一三軸感測訊號的該加速度計訊號SE11(或一第一訊號);且該陀螺儀212產生為一第二三軸感測訊號的該陀螺儀訊號SE12(或一第二訊號)。例如,該感測訊號SE1是六軸感測訊號,並包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12;且該運動參數訊號結構SP1包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12的一融合訊號SPS0。該融合訊號SPS0藉由使用一訊號融合運算而被產生,並是一估計角度SK1的一訊號。該訊號融合運算包含基於該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12來計算該第一角度θ以形成該估計角度SK1的訊號。
該加速度計訊號SE11是表示如下:
該陀螺儀訊號SE12是表示如下:
在該運動辨識裝置20是靜止的一第一狀態 中,該處理單元22基於該加速度計訊號SE11來粗略地獲得一估計俯仰角和一估計滾轉角。用於計算該估計俯仰角和該估計滾轉角的方法敘述如下:在該第一狀態中,該加速度計訊號SE11是表示為。基於該加速度計訊號SE11,該運動辨識裝置20的滾轉角的估計是表示為φ Roll =tan-1(gy/gz)。基於該加速度計訊號SE11,該運動辨識裝置20的俯仰角的估計是表示為
該處理單元22對於該加速度計訊號SE11執行一濾波與校正運算以產生一第三訊號。該運動辨識裝置20的該滾轉角的估計和該俯仰角的估計是表示如下:
在該運動辨識裝置20是靜止的該第一狀態中,該陀螺儀訊號SE12是表示為,其中應為0。然後,。在這條件下,該陀螺儀212的偏壓能夠被重新校正,藉此抑制在姿態演算中所造成的任何誤差。
當該運動辨識裝置20的運動連續變化時,基於包含所量測附體角速度和姿態角(包含滾轉角φ和俯仰角θ)的下列動態方程式,該運動辨識裝置20的滾轉角的估計和俯仰角的估計能夠被計算。
在該訊號融合運算中,當該運動辨識裝置20是相對地靜止時(即0,0時),該滾轉角和該俯仰角滿足下列方程式:
所獲得的滾轉角和所獲得的俯仰角形成上述動態方程式的積分初值,並被代入上述動態方程式以獲得該估計滾轉角的和該估計俯仰角
在該訊號融合運算中,當該處理單元22藉由執行下列的運算來獲得該估計滾轉角的和該估計俯仰角
,當該運動辨識裝置20是相對靜止時,該α的值趨向於1。
反之,當該運動辨識裝置20運動時,該α的值趨向於0。該估計俯仰角θPitch是相似於該估計滾轉角φ Roll 而表示,並如下所示:
該運動參數訊號結構SP1包含複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19,而該複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19包含該第 三訊號、該第四訊號該估計滾轉角的訊號、及該估計俯仰角θPitch的訊號。例如,該估計滾轉角的該訊號、及該估計俯仰角θPitch的該訊號分別是一第一融合訊號和一第二融合訊號;且該估計角度SK1的該訊號是該估計俯仰角θPitch的該訊號。該使用者身體91包含在該特定位置PL1的該特定身體部分911,該特定身體部分911具有該第一身體運動ML。例如,該特定身體部分911是該手腕、該上手臂或該腳踝。
該運動辨識裝置20更包含該按鍵23,該按鍵23耦合於該處理單元22,並作為一運動啟始按鍵。在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的該預定方向QH1的該狀態中,該按鍵23因應從該使用者90來的一使用者按壓來使該處理單元22接收該觸發訊號ST1、且該處理單元22判斷該處理單元22是否偵測到該觸發訊號ST1以做出該第一判斷結果。例如,當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該估計俯仰角θPitch的該訊號和可選的該估計滾轉角的該訊號來獲得該特定位置代碼CP1。例如,該觸發訊號ST1指示該第一身體運動ML1的啟始。該運動辨識裝置20被配戴至該特定身體部分911,而該特定身體部分911基於一設計配置而被確定,而該設計配置根據最符合該使用者90之操作情境、操作習慣及人體工學原理而被確定。
例如,該運動辨識裝置20具有一重力加速度gF,該重力加速度gF具有相同於該重力方向QF1的一 重力加速度方向。如第12圖所示,在該定向KA1是指向相關於該重力方向QF1的該預定方向QH1的該狀態中,該按鍵23因應該使用者按壓來使該處理單元22接收該觸發訊號ST1、且該處理單元22判斷該處理單元22是否偵測到該觸發訊號ST1以做出該第一判斷結果。當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元22基於在此時包含於該運動參數訊號結構SP1中的該估計俯仰角θPitch來辨識該特定位置PL1。例如,該特定位置PL1的辨識結果被分類成下列類型。當該估計俯仰角θPitch滿足-60°<θPitch<60°的關係時,由該處理單元22所獲得的辨識結果指示:該配戴位置為該手腕位置,且該特定位置代碼CP1代表該位置PL5。當該估計俯仰角θPitch滿足-120°<θPitch<-60°的關係時,由該處理單元22所獲得的辨識結果指示:該配戴位置為該上手臂位置,且該特定位置代碼CP1代表該位置PL6。當該估計俯仰角θPitch滿足-60°<θPitch 135°的關係時,由該處理單元22所獲得的辨識結果指示:該配戴位置為該腳踝位置,且該特定位置代碼CP1代表該位置PL9。當完成該配戴位置的辨識時,即完成運動類型辨識的第一階段。
在一些實施例中,該第一運動類型HM1是選擇自複數運動類型HA1、HA2、…、HA6。該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6是相關於該特定位置PL1而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統UA1的複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6。該複數主運動軸方向QA1、QA2、…、QA6被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向 QA1、QA2、…、QA6分別對應的複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6。該處理單元22基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考資料單元DR是基於該複數主運動軸方向資料單元DQ1、DQ2、…、DQ6而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA和一運動類型指示符資料單元CH。
該候選參考訊號代碼資料單元CA包含一第一候選參考訊號代碼CA2、一第二候選參考訊號代碼CA1和一第三候選參考訊號代碼CA3。該第一、該第二和該第三候選參考訊號代碼CA2、CA1和CA3分別代表皆源自該運動參數訊號結構SP1的一第一候選參考訊號SR2、一第二候選參考訊號SR1和一第三候選參考訊號SR3。該運動類型指示符資料單元CH包含與該第一、該第二和該第三候選參考訊號代碼CA2、CA1和CA3分別對應的一第一運動類型指示符、一第二運動類型指示符和一第三運動類型指示符,其中該第一運動類型指示符是一運動類型指示符CH2。該運動類型指示符CH2指示一無效運動類型和一第二運動類型HM2的其中之一,該第二運動類型HM2包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該第一、該第二和該第三候選參考訊號代碼CA2、CA1和CA3來確定該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3。
在一些實施例中,該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3組成一候選參考訊號組合 SRG。該辨識參考資料單元DR更包含一代表性訊號代碼CB1,該代表性訊號代碼CB1代表在該複數運動參數訊號SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19中的一代表性訊號SPS1。該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該代表性訊號代碼CB1來確定該代表性訊號SPS1。
例如,該特定位置代碼CP1代表該位置PL9(或該腳踝位置)。例如,該第一候選參考訊號SR2是一加速度微分訊號,該加速度微分訊號是源自在該運動參數訊號結構SP1中的一加速度訊號。該第二候選參考訊號SR1是一總和訊號(+),該總和訊號是一加速度微分訊號及一加速度微分訊號的總和。該些加速度微分訊號是分別源自包含於該運動參數訊號結構SP1中的該些加速度訊號。該第三候選參考訊號SR3是包含於該運動參數訊號結構SP1中的角速度訊號ω x 。該代表性訊號SPS1是包含於該運動參數訊號結構SP1中的該加速度訊號
該處理單元22基於該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3來從該運動參數訊號結構SP1中獲得複數運動特徵值。在該配戴位置被確定之後,該處理單元22基於該辨識參考資料單元DR來確定該候選參考訊號組合SRG。例如,當該配戴位置被辨識為該腳踝位置時,該處理單元22同時觸發該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3(比如、(+)和)以獲得該複數運動特徵值。該辨識參考資料單元DR 是預定的,並被採用以辨識該第一運動類型HM1。
例如,該第一身體運動ML1是一來回運動,並包含一第一運動部分ML11、和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。該處理單元22在該第二運動循環W2期間基於該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3來從該運動參數訊號結構SP1中獲得該複數運動特徵值。該複數運動特徵值中的主要運動特徵值包括φ Roll,maxφ Roll,minθ Pitch,maxθ Pitch,min。該複數運動特徵值是以運動特徵值DFEn表示,其中n是自然數,且1<n27。
該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3的每一訊號包含分別對應於該第一運動部分ML11和該第二運動部分ML12的一第一運動參考訊號部分和一第二運動參考訊號部分。該處理單元22分開地基於該複數候選參考訊號SR1、SR2、SR3來從該運動參數訊號結構SP1中獲得一第一運動特徵值資料單元DA2、一第二運動特徵值資料單元DA1和一第三運動特徵值資料單元DA3。例如,該第一候選參考訊號SR2包含分別對應於該第一運動部分ML11和該第二運動部分ML12的一第一候選參考訊號部分SR21和一第二候選參考訊號部分SR22,該第二候選參考訊號部分SR22相鄰於該第一候選參考訊號部分SR21。
例如,該第一運動特徵值資料單元DA2包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分DA21和一第二運動特徵值資料單元部分DA22。該處理單元22基於該第一候選參考訊號部分SR21來從該第一運動參數訊號結構部分SP5中獲得該第一運動特徵值資料單元部分DA21。該處理單元22基於該第二候選參考訊號部分SR22來從該第二運動參數訊號結構部分SP6中獲得該第二運動特徵值資料單元部分DA22。該處理單元22基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來產生一差異資料單元DC1,並判斷該差異資料單元DC1是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一判斷結果。該處理單元22藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22之間的一代表性極值偏差DC11。
例如,該第一運動特徵值資料單元部分DA21包含對應於該代表性訊號SPS1的一第一運動特徵值資料單元子部分DA21A,其中該第一運動特徵值資料單元子部分DA21A具有一第一極大值、一第一極小值、和在該第一極大值和該第一極小值之間的一第一差異。該第二運動特徵值資料單元部分DA22包含對應於該代表性訊號SPS1的一第二運動特徵值資料單元子部分DA22A,其中該第二運動特徵值資料單元子部分DA22A具有一第二極大值、一第二極小值、和在該第二極大值和該第二極小值之 間的一第二差異。該處理單元22從該第一和該第二差異中獲得一代表性值差異DC12。該差異資料單元DC1包含該代表性極值偏差DC11和該代表性值差異DC12。該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件。該第一子條件是該代表性極值偏差DC11落在一第一預定值範圍內。該第二子條件是該代表性值差異DC12落在一第二預定值範圍內。
例如,該第二判斷結果包含一第一子判斷結果和一第二子判斷結果。該第一子判斷結果是相關於該代表性極值偏差DC11是否落在該第一預定值範圍內而做出、或相關於在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分DA21和DA22之間的對應特徵值的誤差或偏差的每一個是否小於一閾值δn而做出。當該第一子判斷結果為肯定時,該第二子判斷結果是相關於該代表性值差異DC12是否落在該第二預定值範圍內而做出。當該第二子判斷結果為肯定時,該第二判斷結果為肯定的、且該處理單元22辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR2,確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一候選參考訊號代碼CA2來判斷該運動類型指示符CH2是否指示該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6的其中之一、以做出一第三判斷結果。當該第三判斷結果為肯定時,該處理單元22基於該運動類型指示符CH2來辨識出該第一運動類型HM1是該第二運動類型HM2,並獲得代表該第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1。當該第二子 判斷結果為否定時,該處理單元22確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動終止條件、或確定該第一身體運動ML1不滿足該預定週期運動起始條件。
在一些實施例中,該特定位置PL1被配置為該腳踝位置;且該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6包含一夾腳(內夾/外展)運動類型、一側抬腿運動類型和一正抬腿運動類型。當該第一身體運動ML1屬於在該腳踝位置發生該夾腳運動類型時,該處理單元22基於該第二判斷結果來辨識出該有效參考訊號SRP是該第三候選參考訊號SR3(或該角速度訊號ω x )。當該第一身體運動ML1屬於在該腳踝位置發生該側抬腿運動類型和該正抬腿運動類型的其中之一時,該處理單元22基於該第二判斷結果來辨識出該有效參考訊號SRP是該第一候選參考訊號SR1(或該加速度微分訊號)。
例如,當該第一候選參考訊號SR2(或該加速度微分訊號)被採用以獲得該第一運動特徵值資料單元DA2、該第一子判斷結果為肯定、且該該代表性值差異DC12等於或大於2500時,該第三判斷結果被做出為否定的、且該第一運動類型HM1基於該第一特徵函數代碼資料單元F1而被辨識出是該側抬腿運動類型和該正抬腿運動類型的其中之一。在另一方面,當該第一候選參考訊號SR2(或該加速度微分訊號)被採用以獲得該第一運動特徵值資料單元DA2、該第一子判斷結果為肯定、且該該代表性值差異DC12小於2500時,該第二判斷結果被做出為否 定的。例如,該第三運動類型指示符指示該夾腳運動類型。當該第三候選參考訊號SR3(或該角速度訊號ω x )被採用以獲得該第三運動特徵值資料單元DA3、且該該代表性值差異DC12小於2500時,該第三判斷結果被做出為肯定的、且該第一運動類型HM1被辨識出是該夾腳運動類型。
在另一方面,當該第三候選參考訊號SR3被採用以獲得該第三運動特徵值資料單元DA3、且該該代表性值差異DC12等於或大於2500時,該第二判斷結果被做出為否肯定的。當基於一特定候選參考訊號所獲得的一特定運動特徵值資料單元滿足用於該週期運動起始判斷的一預定條件時,下列的特徵功能基於該特定運動特徵值資料單元而被履行。此時,該處理單元22辨識出該有效參考訊號SRP是該特定候選參考訊號,並停止觸發其他候選參考訊號。
在一些實施例中,該處理單元22預先提供與該第一候選參考訊號代碼CA2和一第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1相關的一第一特徵函數代碼資料單元F1。該第一特徵函數代碼資料單元F1被採用以指示該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1的其中之一個。該第一複數辨識值區域DU1、DU2和DV1包含一第一辨識值區域DU1、相鄰於該第一辨識值區域DU1的一第二辨識值區域DU2、及在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2之間的一第一信賴值區域DV1。例如,該第一信賴值區域DV1是可選擇的。該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2分別指 示一第三運動類型H1和一第四運動類型H2。該第三和該第四運動類型H1和H2皆包含於該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6中。
當該第三判斷結果為否定時,該處理單元22基於該第一特徵函數代碼資料單元F1和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第一計算以產生一第一辨識值DH1,並判斷該第一辨識值DH1是否屬於該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2的其中之一、以做出一第四判斷結果。當該第四判斷結果為肯定時,該處理單元22確定該第一辨識值DH1屬於在該第一和該第二辨識值區域DU1和DU2中的一有效辨識值區域DUA,辨識出該第一運動類型HM1是由該有效辨識值區域DUA所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域DUA的該運動類型代碼CT1。該處理單元22基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測量資訊DM1。
在一些實施例中,該處理單元22更預先提供不同於該第一特徵函數代碼資料單元F1的一第二特徵函數代碼資料單元F2,該第二特徵函數代碼資料單元F2相關於該第一候選參考訊號代碼CA2、一第三辨識值區域DU3、和相鄰於該第三辨識值區域DU3的一第四辨識值區域DU4。當該第四判斷結果為否定時,該處理單元22基於該第二特徵函數代碼資料單元F2和該第一運動特徵值資料單元DA2來執行一第二計算以產生一第二辨識值DH2,判斷該第二辨識值DH2是否屬於該第三和該第四辨識值區 域DU3和DU4的其中之一,並藉此辨識該第一運動類型HM1。
在一些實施例中,該處理單元22預先提供分別代表一組運動類型切割函數P1~K的一組特徵函數代碼資料單元F1、F2等等,該組特徵函數代碼資料單元F1、F2等等是藉由計算在資料庫中的大量資料而建立的,並被確定滿足該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6的週期運動啟始條件。例如,該處理單元22基於該複數運動特徵值DFEn(包含該第二運動特徵值資料單元部分DA22)、和該組特徵函數代碼資料單元F1、F2等等中的至少其中之一特徵函數代碼資料單元來執行一計算以有效地辨識該第一運動類型HM1。該組運動類型切割函數P1~K具有一組切割平面和一階層數K,其中該階層數K是一自然數。當該階層數K大於1時,該組運動類型切割函數P1~K基於一預定順序而被排列,並至少部分地被採用以辨識該第一運動類型HM1。例如,對於該處理單元22,藉由採用該運動類型切割函數P1來辨識出該第一運動類型HM1是該側抬腿運動類型和該正抬腿的其中之一是足夠的。
例如,該組運動類型切割函數P1~K被表示如下:,i=1~K,其中σ代表一信賴值區域的閾值距離;例如,該第一信賴值區域DV1的該信賴值距離σ1等於2σ。
例如,該運動類型切割函數P1被表示如下: P1={abs(az,Max+6000)/1000}‧{abs(az,Min+6000)/1000}‧{abs(θPitch,max+90)/100}‧{abs(θPitch,min+180)/100}±20
例如,該處理單元22藉由將該複數運動特徵值DFEn代入該運動類型切割函數P1來執行該第一計算以產生一計算結果值(或該第一辨識值DH1),其中該運動類型切割函數P1由該複數運動特徵值DFEn之間的一關係而表示。當該計算結果值等於或小於130時,該處理單元22辨識出該第一運動類型HM1是該側抬腿運動類型。當該計算結果值大於130時,該處理單元22辨識出該第一運動類型HM1是該正抬腿運動類型。例如,該該第一和該第二特徵函數代碼資料單元F1和F2分別代表該運動類型切割函數P1和P2
在一些實施例中,該處理單元22預先提供與該複數運動類型HA1、HA2、…、HA6分別對應的複數特徵值範圍表,其中複數特徵值範圍表包含與該第一運動類型HM1對應的一特定特徵值範圍表。該複數運動特徵值DFEn分別對應於在該特定特徵值範圍表中的複數特徵值範圍。當該第一運動類型HM1的辨識成功時,該處理單元22對於該複數運動特徵值DFEn的每一值、判斷該複數運動特徵值DFEn是否分別落於該複數特徵值範圍內、以做出一第五判斷結果。當該第五判斷結果為否定時,該處理單元22確定該第一運動類型HM1的該辨識是失敗的,並重新觸發該候選參考訊號組合SRG。
請參閱第16圖,其為在本揭露各式各樣實 施例中一第二運動類型辨識演算程序120的流程示意圖。在步驟1202中,該感測單元21因應於一使用者身體91上的一特定位置PL1發生的一第一身體運動ML1,產生一感測訊號SE1。該第一身體運動ML1屬於一第一運動類型HM1;且該感測訊號SE1相關於該感測單元21的一附體座標系統UA1而被產生。
在步驟1204中,該處理單元22或該轉換單元411處理該感測訊號SE1以產生一運動參數訊號結構SP1,其中該感測訊號SE1包含一加速度計訊號SE11和一陀螺儀訊號SE12,且該運動參數訊號結構SP1能夠包含該加速度計訊號SE11和該陀螺儀訊號SE12的一融合訊號SPS0。
在步驟1206中,該處理單元22判斷該處理單元22是否偵測到一觸發訊號ST1、以做出一第一判斷結果。當該第一判斷結果為否定時,在步驟1206之後的步驟回到步驟1206。當該第一判斷結果為肯定時,在步驟1206之後的步驟是步驟1208。
在步驟1208中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1來產生代表該特定位置PL1的一特定位置代碼CP1。該使用者身體91穿有在該特定位置PL1的該運動辨識裝置20,其中該運動辨識裝置20包含該附體坐標系統UA1、該感測單元21和該處理單元22。
在步驟1210中,該處理單元22基於該特定位置代碼CP1來獲得一辨識參考資料單元DR。該辨識參考 資料單元DR是基於該附體坐標系統UA1、和該第一運動類型HM1的一主運動軸方向而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元CA。該候選參考訊號代碼資料單元CA包含複數候選參考訊號代碼(比如一第一候選參考訊號代碼CA2、一第二候選參考訊號代碼CA1和一第三候選參考訊號代碼CA3)。該複數候選參考訊號代碼(比如該第一、該第二和該第三候選參考訊號代碼CA2、CA1和CA3)分別代表皆源自該運動參數訊號結構SP1的複數候選參考訊號(比如一第一候選參考訊號SR2、一第二候選參考訊號SR1和一第三候選參考訊號SR3)。在步驟1210中,該處理單元22基於該運動參數訊號結構SP1和該複數候選參考訊號代碼(比如該第一、該第二和該第三候選參考訊號代碼CA2、CA1和CA3)來確定該複數候選參考訊號(比如該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3)。
在步驟1212中,該處理單元22基於該複數候選參考訊號(比如該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3)來從該運動參數訊號結構SP1中獲得分別對應於該複數候選參考訊號(比如該第一、該第二和該第三候選參考訊號SR2、SR1和SR3)的複數運動特徵值資料單元(比如一第一運動特徵值資料單元DA2、一第二運動特徵值資料單元DA1和一第三運動特徵值資料單元DA3)。該第一身體運動ML1包含一第一運動部分ML11和相鄰於該第一運動部分ML11的一第二運動部分ML12。該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別形成一第一運動 循環W1、和相鄰於該第一運動循環W1的一第二運動循環W2。該複數運動特徵值資料單元(比如該第一、該第二和該第三運動特徵值資料單元DA2、DA1和DA3)的每一資料單元包含與該第一和該第二運動部分ML11和ML12分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分和一第二運動特徵值資料單元部分。
在步驟1214中,該處理單元22基於各自的該第一和各自的該第二運動特徵值資料單元部分來產生與該複數運動特徵值資料單元(比如該第一、該第二和該第三運動特徵值資料單元DA2、DA1和DA3)分別對應的複數差異資料單元,並採用該複數差異資料單元來判斷該第一身體運動ML1是否有效地結束或起始。該複數差異資料單元分別包含複數代表性極值偏差,該複數代表性極值偏差的每一偏差是藉由比較各自的該第一和各自的該第二運動特徵值資料單元部分而產生。
在步驟1216中,該處理單元22判斷該複數差異資料單元是否包含一第一差異資料單元、以做出一第二判斷結果,該第一差異資料單元最佳地滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件。當該第二判斷結果為否定時,在步驟1216之後的步驟是步驟1218。當該第二判斷結果為肯定時,在步驟1216之後的步驟是步驟1222。
在步驟1218中,該處理單元22判斷該複數差異資料單元的任一資料單元是否滿足用於一週期運動結束判斷的一第二特定條件、以做出一第三判斷結果。當該 第三判斷結果為否定時,在步驟1218之後的步驟是步驟1220。當該第三判斷結果為肯定時,在步驟1218之後的步驟回到步驟1210。
在步驟1220中,該處理單元22判斷步驟1218的一目前否定次數是否到達一預定門檻數目、以做出一第四判斷結果。當該第四判斷結果為否定時,在步驟1220之後的步驟回到步驟1212。當該第四判斷結果為肯定時,在步驟1220之後的步驟回到步驟1210。
在步驟1222中,該處理單元22辨識出對應於該第一差異資料單元的一第四候選參考訊號是一有效參考訊號SRP,並確定該第一身體運動ML1滿足一預定週期運動啟始條件,其中該第四候選參考訊號包含於該複數候選參考訊號中。
在步驟1224中,該處理單元22基於一第四運動特徵值資料單元和至少一第一特徵函數代碼資料單元F1來辨識該第一運動類型HM1,其中該第四運動特徵值資料單元對應於該第一差異資料單元,並包含於該複數運動特徵值資料單元中。
在步驟1226中,該處理單元22判斷藉由執行該計算來辨識該第一運動類型HM1是否成功、以做出一第五判斷結果。當該第五判斷結果為否定時,在步驟1226之後的步驟回到步驟1210。當該第五判斷結果為肯定時,在步驟1226之後的步驟是步驟1228。
在步驟1228中,該處理單元22獲得代表該 第一運動類型HM1的一運動類型代碼CT1,並基於該運動類型代碼CT1來產生相關於該第一身體運動ML1的運動測量資訊DM1。
請參閱第17A圖和第17B圖。第17A圖為在本揭露各式各樣實施例中一運動辨識裝置50的結構示意圖。第17B圖為在第17A圖中該運動辨識裝置50的外型示意圖。該運動辨識裝置50是一穿戴式運動感測裝置,並包含一操作單元51和耦合於該操作單元51的一耦合單元52。例如,該耦合單元52是一佩戴單元。該操作單元51包含一運動感測單元55、一處理單元56和一人機介面單元57。該處理單元56包含一運動辨識模組561和一訊號處理模組562,並耦合於該運動感測單元55和該人機介面單元57,其中該訊號處理模組562耦合於該運動辨識模組561和該人機介面單元57。
在一些實施例中,該運動感測單元55受配置以至少包含一運動感測器,諸如,加速度計、陀螺儀或地磁儀。該耦合單元52被採用以安裝該運動感測單元55,並被配戴在健身者的一身體部分上,使該運動感測單元55適合於感測運動。該運動辨識模組561包含運動辨識函數代碼資料單元、運動辨識規範、辨識參數、辨識參考值、門檻值等和相關演算法等的至少其中之一。該訊號處理模組562被採用以接收從該健身者來的一輸入,輸出、顯示、或存取相關健身資料。例如,該訊號處理模組562被採用以顯示或存取感測的運動狀態、身體運動的循環次數、健 身成果、能量消耗等等。該人機介面單元57能夠與一智慧型移動電話通訊,配置以具有無線通訊裝置(譬如具有內建藍芽傳輸功能),耦合於該運動感測單元55以傳輸資料,並且耦合於該訊號處理模組562以接收、處理、計算、儲存資料、或其類似者。例如,該人機介面單元57包含耦合於該訊號處理模組562的一按鍵23。該運動感測單元55和該處理單元56分別相似於在第1圖中的該感測單元21和該處理單元22。另外,該運動辨識裝置50更基於在第1圖中該運動辨識裝置20的功能而操作。
在根據第17A圖和第17B圖的一些實施例中,一運動辨識裝置60是一穿戴式裝置,受配置以測量一身體運動,並包含一運動感測單元55、一耦合單元52、一運動辨識模組561、一訊號處理模組562和一人機介面單元57。該運動感測單元55至少包含一加速度計、一陀螺儀或一地磁儀,並感測該身體運動以產生一運動感測訊號。該耦合單元52包含一接合結構和耦合於該接合結構的一佩戴裝置。該運動感測單元55是固定於該接合構造。該佩戴裝置是佩戴至一使用者的一身體部分。該運動辨識模組561電性地連接於該運動感測單元55,具有一訊號辨識函數代碼資料單元,藉由採用該訊號辨識函數代碼資料單元來處理該運動感測訊號,並藉此確定該身體運動符合一第一特定運動規範,其中該訊號辨識函數代碼資料單元代表一訊號辨識函數。該訊號處理模組562電性地連接於該運動辨識單元55,具有一訊號處理函數代碼資料單元,藉由採用 該訊號處理函數代碼資料單元來將符合該第一特定運動規範的該身體運動辨識為一第一特定運動,並產生相關於該身體運動的運動資訊,其中該運動資訊形成一記錄,且該訊號處理函數代碼資料單元代表一訊號處理函數。該人機介面單元57電性地連接於該訊號處理模組562,並輸出該運動資訊、或是接收與一第二特定運動相關的規範資料。
在根據第17A圖和第17B圖的一些實施例中,揭露了一種用於測量一身體運動的測量方法。該測量方法包含下列步驟:感測在一使用者上的一特定位置發生的一身體運動以產生一運動感測訊號;藉由採用一訊號辨識函數代碼資料單元來處理該運動感測訊號以確認該身體運動符合一第一特定運動規範;藉由採用一訊號處理函數代碼資料單元來將符合該第一特定運動規範的該身體運動辨識為一第一特定運動,並產生相關於該身體運動的運動資訊,其中該運動資訊形成一記錄;以及輸出該運動資訊,或是接收與一第二特定運動相關的規範資料。
在根據第17A圖和第17B圖所揭露的一些實施例中,一運動辨識裝置61是一穿戴式裝置,配置以測量一身體運動,並包含一運動感測單元55、一耦合單元52、一運動辨識模組561、一訊號處理模組562和一人機介面單元57。該運動感測單元55至少具有一加速度計、一陀螺儀或一地磁儀,並感測該身體運動以產生一運動感測訊號。該耦合單元52包含一接合結構和耦合於該接合結構的一佩戴裝置。該運動感測單元55是固定於該接合構造。該佩 戴裝置是佩戴至一使用者的一身體部分。該運動辨識模組561電性地連接於該運動感測單元55,具有一訊號辨識函數代碼資料單元,藉由採用該訊號辨識函數代碼資料單元來處理該運動感測訊號,並藉此確定該運動感測單元55是配戴在該使用者上的一特定位置,其中該訊號辨識函數代碼資料單元代表一訊號辨識函數。該訊號處理模組562電性地連接於該運動辨識單元55,具有一訊號處理函數代碼資料單元,藉由採用該訊號處理函數代碼資料單元來將符合一第一特定運動規範的該身體運動辨識為一第一特定運動,並產生相關於該身體運動的運動資訊,其中該運動資訊形成一記錄,且該訊號處理函數代碼資料單元代表一訊號處理函數。該人機介面單元57電性地連接於該訊號處理模組562,並輸出該運動資訊、或是接收與一第二特定運動相關的規範資料。
在根據第17A圖和第17B圖的一些實施例中,揭露了一種用於測量一身體運動的測量方法。該測量方法包含下列步驟:感測在一使用者上的一特定位置發生的一身體運動以產生一運動感測訊號;藉由採用一訊號辨識函數代碼資料單元來處理該運動感測訊號以致配戴有一運動感測單元的該特定位置被辨識出;藉由採用一訊號處理函數代碼資料單元來將符合一第一特定運動規範的該身體運動辨識為一第一特定運動,並產生相關於該身體運動的運動資訊,其中該運動資訊形成一記錄;以及輸出該運動資訊,或是接收與一第二特定運動相關的規範資料。
請參閱第18圖,其為在第17B圖中的該運動辨識裝置50配戴在手腕的示意圖。請參閱第19圖,其為在第17B圖中的該運動辨識裝置50配戴在上手臂的示意圖。
提出於此之本揭露多數變形例與其他實施例,將對於熟習本項技藝者理解到具有呈現於上述說明與相關圖式之教導的益處。因此,吾人應理解到本揭露並非受限於所揭露之特定實施例,而變形例與其他實施例意圖是包含在以下的申請專利範圍之範疇之內。

Claims (11)

  1. 一種運動辨識裝置,包含:一感測單元,配戴於一使用者身體上的一特定位置,因應該特定位置發生的一第一身體運動,產生一感測訊號,其中該感測訊號包含一第一感測訊號部分、和不同於該第一感測訊號部分的一第二感測訊號部分,且該第一身體運動屬於一第一運動類型的一片段動作;以及一處理單元,處理該感測訊號以產生一運動參數訊號結構,並基於該運動參數訊號結構來辨識該特定位置以確定用於辨識該第一運動類型的一有效參考訊號,其中該運動參數訊號結構包含該第一和該第二感測訊號部分的一融合訊號,其中該第一感測訊號部分是一加速度計訊號,該第二感測訊號部分是一陀螺儀訊號,該處理單元基於該運動參數訊號結構來產生代表該特定位置的一特定位置代碼,並藉此辨識該特定位置。
  2. 如請求項1所述的運動辨識裝置,被配置以具有一定向、一重力方向、和用於確定該定向的一附體座標系統,並被配戴於該特定位置,其中:該感測單元包含:一加速度計,向該處理單元提供該加速度計訊號;以及一陀螺儀,向該處理單元提供該陀螺儀訊號;該第一運動類型是選擇自複數運動類型;該複數運動類型是相關於該特定位置而預定的,並分 別具有相關於該附體座標系統的複數主運動軸方向,其中該複數主運動軸方向被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向分別對應的複數主運動軸方向資料單元;在該定向是指向相關於該重力方向的一預定方向的狀態中;該處理單元基於該特定位置代碼來獲得一辨識參考資料單元,其中:該辨識參考資料單元是基於該複數主運動軸方向資料單元而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元和一運動類型指示符資料單元;該候選參考訊號代碼資料單元包含一第一候選參考訊號代碼;該第一候選參考訊號代碼代表源自該運動參數訊號結構的一第一候選參考訊號;該運動類型指示符資料單元包含對應於該第一候選參考訊號代碼的一運動類型指示符;以及該運動類型指示符指示一無效運動類型和一第二運動類型的其中之一,該第二運動類型包含於該複數運動類型中;以及該處理單元基於該運動參數訊號結構和該第一候選參考訊號代碼來確定該第一候選參考訊號。
  3. 如請求項2所述的運動辨識裝置,其中:該特定位置是選擇自在該使用者身體上的複數不同位置; 該處理單元耦合於該感測單元;該感測訊號是相關於該附體坐標系統而產生;該預定方向是基於該特定位置而確定;該預定方向和該重力方向之間具有一第一角度;該融合訊號是與該第一角度相關之一估計角度的訊號;在該狀態中,該處理單元判斷該處理單元是否偵測到一觸發訊號、以做出一判斷結果;以及當該判斷結果為肯定時,該處理單元基於該估計角度來產生該特定位置代碼。
  4. 如請求項2所述的運動辨識裝置,其中:該第一身體運動包含一第一運動部分、和相鄰於該第一運動部分的一第二運動部分;該第一和該第二運動部分分別形成一第一運動循環、和相鄰於該第一運動循環的一第二運動循環;該運動參數訊號結構包含與該第一和該第二運動部分分別對應的一第一運動參數訊號結構部分和一第二運動參數訊號結構部分;該第一候選參考訊號包含與該第一運動部分和該第二運動部分分別對應的一第一候選參考訊號部分和一第二候選參考訊號部分;該處理單元基於該第一候選參考訊號來從該運動參數訊號結構中獲得一第一運動特徵值資料單元,其中:該第一運動特徵值資料單元包含與該第一和該第 二運動部分分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分和一第二運動特徵值資料單元部分;該處理單元基於該第一候選參考訊號部分來從該第一運動參數訊號結構部分中獲得該第一運動特徵值資料單元部分;以及該處理單元基於該第二候選參考訊號部分來從該第二運動參數訊號結構部分中獲得該第二運動特徵值資料單元部分;該處理單元基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分來產生一差異資料單元,並判斷該差異資料單元是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第一判斷結果;當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元辨識出該有效參考訊號是該第一候選參考訊號,確定該第一身體運動滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一候選參考訊號代碼來判斷該運動類型指示符是否指示該複數運動類型的其中之一、以做出一第二判斷結果;當該第二判斷結果為肯定時,該處理單元基於該運動類型指示符來辨識出該第一運動類型是該第二運動類型,並獲得代表該第一運動類型的一運動類型代碼;該運動參數訊號結構包含複數運動參數訊號;該辨識參考資料單元更包含一代表性訊號代碼,該代表性訊號代碼代表包含於該複數運動參數訊號中的一代表性訊號; 該處理單元基於該運動參數訊號結構和該代表性訊號代碼來確定該代表性訊號;該處理單元藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分之間的一代表性極值偏差;該第一運動特徵值資料單元部分包含對應於該代表性訊號的一第一運動特徵值資料單元子部分,其中該第一運動特徵值資料單元子部分具有一第一極大值、一第一極小值、和在該第一極大值和該第一極小值之間的一第一差異;該第二運動特徵值資料單元部分包含對應於該代表性訊號的一第二運動特徵值資料單元子部分,其中該第二運動特徵值資料單元子部分具有一第二極大值、一第二極小值、和在該第二極大值和該第二極小值之間的一第二差異;該處理單元從該第一和該第二差異中獲得一代表性值差異;該差異資料單元包含該代表性極值偏差和該代表性值差異;該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件;該第一子條件是該代表性極值偏差落在一第一預定值範圍內;該第二子條件是該代表性值差異落在一第二預定值範圍內;該第二運動部分晚於該第一運動部分;該第一運動特徵值資料單元包含複數特定運動特徵 值;該處理單元預先提供與該第一候選參考訊號代碼和一第一複數辨識值區域相關的一第一特徵函數代碼資料單元,其中:該第一特徵函數代碼資料單元被採用以指示該第一複數辨識值區域的其中之一個,該第一複數辨識值區域包含一第一辨識值區域、相鄰於該第一辨識值區域的一第二辨識值區域、及在該第一和該第二辨識值區域之間的一第一信賴值區域;以及該第一和該第二辨識值區域分別指示一第三運動類型和一第四運動類型,該第三和該第四運動類型皆包含於該複數運動類型中;該運動辨識裝置預先藉由感測發生於該特定位置的複數身體運動來建立該第一特徵函數代碼資料單元,其中該複數身體運動被分割成複數運動群組,該複數運動群組分別屬於該複數運動類型;該第一特徵函數代碼資料單元代表一運動類型切割函數,並基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,其中該運動類型切割函數被採用以指示該第一複數辨識值區域的其中之該一個;當該第二判斷結果為否定時,該處理單元基於該第一特徵函數代碼資料單元和該第一運動特徵值資料單元來執行一第一計算以產生一第一辨識值,並判斷該第一辨識值是否屬於該第一和該第二辨識值區域的其中之一、以做出 一第三判斷結果;當該第三判斷結果為肯定時,該處理單元確定該第一辨識值屬於在該第一和該第二辨識值區域中的一有效辨識值區域,辨識出該第一運動類型是由該有效辨識值區域所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域的該運動類型代碼;該處理單元基於該運動類型代碼來產生相關於該第一身體運動的運動測量資訊;該處理單元更預先提供與該第一候選參考訊號代碼和一第二複數辨識值區域相關的一第二特徵函數代碼資料單元,其中:該第二特徵函數代碼資料單元不同於該第一特徵函數代碼資料單元,並被採用以指示該第二複數辨識值區域的其中之一,該第二複數辨識值區域包含一第三辨識值區域、相鄰於該第三辨識值區域的一第四辨識值區域、及在該第三和該第四辨識值區域之間的一第二信賴值區域;該第三和該第四辨識值區域分別指示一第五運動類型和一第六運動類型,該第五和該第六運動類型皆包含於該複數運動類型中;以及在一第二特定條件中,該第三和該第四辨識值區域的其中之一與該第一和該第二辨識值區域的其中之一至少部分地重疊;當該第三判斷結果為否定時,該處理單元基於該第二特徵函數代碼資料單元和該第一運動特徵值資料單元來執 行一第二計算以產生一第二辨識值,判斷該第二辨識值是否屬於該第三和該第四辨識值區域的其中之一,並藉此辨識該第一運動類型;該候選參考訊號代碼資料單元更包含代表至少一第二候選參考訊號的至少一第二候選參考訊號代碼,其中:該第二候選參考訊號代碼代表源自該運動參數訊號結構的該第二候選參考訊號;以及該第一候選參考訊號和該至少一第二候選參考訊號組成一候選參考訊號組合;該處理單元基於該運動參數訊號結構和該至少一第二候選參考訊號代碼來確定該至少一第二候選參考訊號,並基於該至少一第二候選參考訊號來從該運動參數訊號結構中獲得對應於該至少一第二候選參考訊號的至少一第二運動特徵值資料單元;以及當該處理單元處理該第一運動特徵值資料單元時,該處理單元處理該至少一第二運動特徵值資料單元以判斷該候選參考訊號組合是否包含該有效參考訊號。
  5. 一種運動辨識裝置,包含:一訊號產生單元,配戴於一使用者身體上的一特定位置,並因應該使用者的一身體運動而產生一運動參數訊號結構,其中該身體運動屬於一第一運動類型;以及一處理單元,基於該運動參數訊號結構來辨識該特定位置以確定用於辨識該第一運動類型的一有效參考訊號,其中該運動參數訊號結構包含一融合訊號,該融合訊號包 含一加速度計訊號及一陀螺儀訊號,該處理單元基於該運動參數訊號結構來產生代表該特定位置的一特定位置代碼,並藉此辨識該特定位置。
  6. 如請求項5所述的運動辨識裝置,被配置以具有一定向、一重力方向、和用於確定該定向的一附體座標系統,並被配戴於該特定位置,其中:該特定位置是選擇自在該使用者身體上的複數不同位置;該訊號產生單元包含一感測單元、和耦合於該感測單元的一轉換單元;該感測單元因應該身體運動而產生一感測訊號,並包含:一加速度計,向該轉換單元提供該加速度計訊號;以及一陀螺儀,向該轉換單元提供該陀螺儀訊號;該轉換單元因應該感測訊號而產生該運動參數訊號結構;該處理單元耦合於該訊號產生單元;該第一運動類型是選擇自複數運動類型;該複數運動類型是相關於該特定位置而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統的複數主運動軸方向,其中該複數主運動軸方向被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向分別對應的複數主運動軸方向資料單元;該運動參數訊號結構是相關於該附體坐標系統而產 生;在該定向是指向相關於該重力方向的一預定方向的狀態中;該處理單元基於該特定位置代碼來獲得一辨識參考資料單元,其中:該辨識參考資料單元是基於該複數主運動軸方向資料單元而預定的,並包含一候選參考訊號代碼、和對應於該候選參考訊號代碼的一運動類型指示符;該候選參考訊號代碼代表源自該運動參數訊號結構的一候選參考訊號;以及該運動類型指示符指示一無效運動類型和一第二運動類型的其中之一,該第二運動類型包含於該複數運動類型中;以及該處理單元基於該運動參數訊號結構和該候選參考訊號代碼來確定該候選參考訊號。
  7. 如請求項6所述的運動辨識裝置,其中:該身體運動包含一第一運動部分、和相鄰於該第一運動部分的一第二運動部分;該第一和該第二運動部分分別形成一第一運動循環、和相鄰於該第一運動循環的一第二運動循環;該處理單元基於該候選參考訊號來從該運動參數訊號結構中獲得一運動特徵值資料單元,其中該運動特徵值資料單元包含與該第一和該第二運動部分分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分和一第二運動特徵值資料單元部 分;該處理單元基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分來產生一差異資料單元;該處理單元判斷該差異資料單元是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第一判斷結果;當該第一判斷結果為肯定時,該處理單元辨識出該有效參考訊號是該候選參考訊號,並基於該候選參考訊號代碼來判斷該運動類型指示符是否指示該複數運動類型的其中之一、以做出一第二判斷結果;當該第二判斷結果為肯定時,該處理單元基於該運動類型指示符來辨識出該第一運動類型是該第二運動類型,並獲得代表該第一運動類型的一運動類型代碼;該第二運動部分晚於該第一運動部分;該運動特徵值資料單元包含複數特定運動特徵值;該處理單元預先提供一特徵函數代碼資料單元,其中:該特徵函數代碼資料單元基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,並相關於該候選參考訊號代碼、一第一辨識值區域、和相鄰於該第一辨識值區域的一第二辨識值區域;以及該第一和該第二辨識值區域分別指示一第三運動類型和一第四運動類型,該第三和該第四運動類型皆包含於該複數運動類型中;以及當該第二判斷結果為否定時,該處理單元基於該特徵函數代碼資料單元和該運動特徵值資料單元來執行一計算 以產生一辨識值,確定該辨識值屬於在該第一和該第二辨識值區域中的一有效辨識值區域,辨識出該第一運動類型是由該有效辨識值區域所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域的該運動類型代碼。
  8. 一種運動辨識方法,包含下列步驟:因應一第一身體運動而產生一運動參數訊號結構,其中該第一身體運動於一使用者身體上的一特定位置發生,並屬於一第一運動類型;以及基於該運動參數訊號結構來產生代表該特定位置的一特定位置代碼,並藉此辨識該特定位置,以確定用於辨識該第一運動類型的一有效參考訊號,其中該運動參數訊號結構包含一融合訊號,該融合訊號包含一加速度計訊號及一陀螺儀訊號。
  9. 如請求項8所述的運動辨識方法,更包含提供一運動辨識裝置的步驟,其中:該運動辨識裝置被配置以具有一定向、一重力方向、和用於確定該定向的一附體座標系統,並被配戴於該特定位置;該第一運動類型是選擇自複數運動類型;該複數運動類型是相關於該特定位置而預定的,並分別具有相關於該附體座標系統的複數主運動軸方向,其中該複數主運動軸方向被預先偵測以產生與該複數主運動軸方向分別對應的複數主運動軸方向資料單元;以及該運動辨識方法更包含下列步驟: 在該定向是指向相關於該重力方向的一預定方向的狀態中;基於該特定位置代碼來獲得一辨識參考資料單元,其中:該辨識參考資料單元是基於該複數主運動軸方向資料單元而預定的,並包含一候選參考訊號代碼資料單元和一運動類型指示符資料單元;該候選參考訊號代碼資料單元包含一第一候選參考訊號代碼,該第一候選參考訊號代碼代表源自該運動參數訊號結構的一第一候選參考訊號;該運動類型指示符資料單元包含對應於該第一候選參考訊號代碼的一運動類型指示符;以及該運動類型指示符指示一無效運動類型和一第二運動類型的其中之一,該第二運動類型包含於該複數運動類型中;以及基於該運動參數訊號結構和該第一候選參考訊號代碼來確定該第一候選參考訊號。
  10. 如請求項9所述的運動辨識方法,其中:該第一身體運動屬於該第一運動類型的一片段動作;該特定位置是選擇自在該使用者身體上的複數不同位置;因應該第一身體運動而產生該運動參數訊號結構的該步驟包含下列子步驟:因應該第一身體運動而產生相關於該附體坐標系 統的一感測訊號,其中該感測訊號包含該加速度計訊號和該陀螺儀訊號;以及處理該感測訊號以產生該運動參數訊號結構,其中該運動參數訊號結構包含該加速度計訊號和該陀螺儀訊號的一融合訊號;該預定方向基於該特定位置而被確定;該預定方向和該重力方向之間具有一第一角度;該融合訊號是與該第一角度相關之一估計角度的訊號;以及產生該特定位置代碼的該步驟包含下列子步驟:在該狀態中,判斷一觸發訊號是否被偵測到、以做出一判斷結果;以及當該判斷結果為肯定時,基於該估計角度來產生該特定位置代碼。
  11. 如請求項9所述的運動辨識方法,其中:該運動參數訊號結構包含複數運動參數訊號;該第一身體運動包含一第一運動部分、和相鄰於該第一運動部分的一第二運動部分;該第一和該第二運動部分分別形成一第一運動循環、和相鄰於該第一運動循環的一第二運動循環;該運動參數訊號結構包含與該第一和該第二運動部分分別對應的一第一運動參數訊號結構部分和一第二運動參數訊號結構部分;該第一候選參考訊號包含與該第一運動部分和該第二 運動部分分別對應的一第一候選參考訊號部分和一第二候選參考訊號部分;該辨識參考資料單元更包含一代表性訊號代碼,該代表性訊號代碼代表包含於該複數運動參數訊號中的一代表性訊號;該運動辨識方法更包含下列步驟:基於該第一候選參考訊號來從該運動參數訊號結構中獲得一第一運動特徵值資料單元,其中:該第一運動特徵值資料單元包含與該第一和該第二運動部分分別對應的一第一運動特徵值資料單元部分和一第二運動特徵值資料單元部分;以及獲得該第一運動特徵值資料單元的該步驟包含下列子步驟:基於該第一候選參考訊號部分來從該第一運動參數訊號結構部分中獲得該第一運動特徵值資料單元部分;以及基於該第二候選參考訊號部分來從該第二運動參數訊號結構部分中獲得該第二運動特徵值資料單元部分;基於該第一和該第二運動特徵值資料單元部分來產生一差異資料單元;判斷該差異資料單元是否滿足用於一週期運動起始判斷的一第一特定條件、以做出一第一判斷結果;當該第一判斷結果為肯定時,辨識出該有效參考 訊號是該第一候選參考訊號,確定該第一身體運動滿足一預定週期運動起始條件,並基於該第一候選參考訊號代碼來判斷該運動類型指示符是否指示該複數運動類型的其中之一、以做出一第二判斷結果;以及當該第二判斷結果為肯定時,基於該運動類型指示符來辨識出該第一運動類型是該第二運動類型,並獲得代表該第一運動類型的一運動類型代碼;產生該差異資料單元的該步驟包含下列子步驟:藉由比較該第一和該第二運動特徵值資料單元部分來獲得在該第一和該第二運動特徵值資料單元部分之間的一代表性極值偏差;基於該運動參數訊號結構和該代表性訊號代碼來確定該代表性訊號,其中:該第一運動特徵值資料單元部分包含對應於該代表性訊號的一第一運動特徵值資料單元子部分,其中該第一運動特徵值資料單元子部分具有一第一極大值、一第一極小值、和在該第一極大值和該第一極小值之間的一第一差異;以及該第二運動特徵值資料單元部分包含對應於該代表性訊號的一第二運動特徵值資料單元子部分,其中該第二運動特徵值資料單元子部分具有一第二極大值、一第二極小值、和在該第二極大值和該第二極小值之間的一第二差異;以及從該第一和該第二差異中獲得一代表性值差異, 其中該差異資料單元包含該代表性極值偏差和該代表性值差異;該第一特定條件包含一第一子條件和一第二子條件;該第一子條件是該代表性極值偏差落在一第一預定值範圍內;該第二子條件是該代表性值差異落在一第二預定值範圍內;該第二運動部分晚於該第一運動部分;該第一運動特徵值資料單元包含複數特定運動特徵值;該運動辨識方法更包含下列步驟:藉由感測發生於該特定位置的複數身體運動來預先提供一第一特徵函數代碼資料單元,其中:該第一特徵函數代碼資料單元與該第一候選參考訊號代碼和一第一複數辨識值區域相關;該第一特徵函數代碼資料單元被採用以指示該第一複數辨識值區域的其中之一個;該第一複數辨識值區域包含一第一辨識值區域、相鄰於該第一辨識值區域的一第二辨識值區域、及在該第一和該第二辨識值區域之間的一第一信賴值區域;該第一和該第二辨識值區域分別指示一第三運動類型和一第四運動類型,該第三和該第四運動類型皆包含於該複數運動類型中;該複數身體運動被分割成複數運動群組,該 複數運動群組分別屬於該複數運動類型;以及該第一特徵函數代碼資料單元代表一運動類型切割函數,並基於該複數特定運動特徵值之間的一關係而被表示,其中該運動類型切割函數被採用以指示該第一複數辨識值區域的其中之該一個;當該第二判斷結果為否定時,基於該第一特徵函數代碼資料單元和該第一運動特徵值資料單元來執行一第一計算以產生一第一辨識值,並判斷該第一辨識值是否屬於該第一和該第二辨識值區域的其中之一、以做出一第三判斷結果;當該第三判斷結果為肯定時,確定該第一辨識值屬於在該第一和該第二辨識值區域中的一有效辨識值區域,辨識出該第一運動類型是由該有效辨識值區域所指示的一有效運動類型,並獲得對應於該有效辨識值區域的該運動類型代碼;基於該運動類型代碼來產生相關於該第一身體運動的運動測量資訊;預先提供與該第一候選參考訊號代碼和一第二複數辨識值區域相關的一第二特徵函數代碼資料單元,其中:該第二特徵函數代碼資料單元不同於該第一特徵函數代碼資料單元,並被採用以指示該第二複數辨識值區域的其中之一;該第二複數辨識值區域包含一第三辨識值區域、相鄰於該第三辨識值區域的一第四辨識值區域、及在 該第三和該第四辨識值區域之間的一第二信賴值區域;該第三和該第四辨識值區域分別指示一第五運動類型和一第六運動類型,該第五和該第六運動類型皆包含於該複數運動類型中;以及在一第二特定條件中,該第三和該第四辨識值區域的其中之一與該第一和該第二辨識值區域的其中之一至少部分地重疊;以及當該第三判斷結果為否定時,基於該第二特徵函數代碼資料單元和該第一運動特徵值資料單元來執行一第二計算以產生一第二辨識值,判斷該第二辨識值是否屬於該第三和該第四辨識值區域的其中之一,並藉此辨識該第一運動類型;該候選參考訊號代碼資料單元更包含代表至少一第二候選參考訊號的至少一第二候選參考訊號代碼,其中:該第二候選參考訊號代碼代表源自該運動參數訊號結構的該第二候選參考訊號;以及該第一候選參考訊號和該至少一第二候選參考訊號組成一候選參考訊號組合;以及該運動辨識方法更包含下列步驟:基於該運動參數訊號結構和該至少一第二候選參考訊號代碼來確定該至少一第二候選參考訊號;基於該至少一第二候選參考訊號來從該運動參數訊號結構中獲得對應於該至少一第二候選參考訊號的至少一第二運動特徵值資料單元;以及 當該第一運動特徵值資料單元被處理時,處理該至少一第二運動特徵值資料單元以判斷該候選參考訊號組合是否包含該有效參考訊號。
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