[发明专利]基于压力传感器的跑步机控速方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于压力传感器的跑步机控速方法及装置，通过采集跑步机压力传感器的数据，过运动位置识别算法计算出使用者处于跑步机上的二维具体位置。基于位置及位置变化，通过运动趋势识别算法处理判断使用者的运动状态变化及运动倾向，进而基于运动状态变化及运动倾向控制跑步机电机控制器提供不同的速度，分析根据使用者使用时向前和向后的运动趋势，控制电机速度的加减；根据使用时左右运动倾向性给予安全区间提示或者停止。本发明利用可靠的自适应跑步机控速方法得到跑步机上运动者的运动状态变化及运动倾向，能有效的控制并调节跑步机的速度，并对使用者给予提醒和建议。

技术领域

本发明涉及跑步机领域，尤其涉一种基于压力传感器的跑步机控速方法及装置。

背景技术

跑步机目前越来越受大众欢迎和喜爱，因为不受时间和地点的制约，只要在家里安置一台跑步机，想什么时候跑步就什么时候跑步。大多数跑步机属于半自动控制方式，利用表头按键等控制速度和坡度等，或者利用APP通信的方式去给予跑步机以不同的速度和坡度。随着使用者越来越高的体验要求，市场上需要一种可以自动调速的跑步机，能够根据使用者的跑步倾向和跑步处于的位置自动识别、控制跑步机速度和坡度等，可以满足使用者越来越高的跑步体验标准，让使用者跑步过程变得更舒服更方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于压力传感器的跑步机跑智能控速方法及装置，该装置通过记录和分析使用者跑步时在跑步机上的二维位置信息的变化△，利用自适应软件算法判断使用者的运动状态及趋势，从而给予跑步机不同的速度控制策略和予必要的提醒和应急策略，以求达到更好的跑步体验。为此，本发明采用以下技术方案：

一种基于压力传感器的跑步机控速方法，主要包含如下几个步骤：

a)使用时，跑步机的传感器数据采集模块采集跑板下方各个压力传感器的数据，

b)使用限幅递推平均滤波法对步骤(a)中得到的数据进行滤波、去噪、校零，得到处理后的压力数据；

c)基于使用者处理后的压力数据，通过运动位置识别算法计算出使用者处于跑步机上的二维具体位置；

d)通过c)中得到的使用者的位置及位置变化，通过运动趋势识别算法处理判断使用者的运动状态变化及运动倾向，进而基于运动状态变化及运动倾向控制跑步机电机控制器提供不同的速度；

e)跑步机循环实时监测压力数据，重复上述a)--d)所有步骤。

进一步的，上述步骤c)及d)的运动位置识别算法和运动趋势识别算法实现步骤如下：

1)传感器数据采集模块端通过AD采集到跑步机四个角位置的压力传感器数据，将左前方的压力数据、右前方的压力数据、左后方的压力数据、右后方的压力数据设分别为F1、F2、F3、F4；

2)根据杠杆受力原理，通过四个位置的压力数据，计算出使用者位于跑步机跑台上的二维位置信息,以左后方的压力传感器位置作为原点，运动位置信息定义为(X，Y)，跑步机跑台的长宽分别定义为L,W，跑步机总受力大小为SUM：

跑台上杠杆受力原理为：

F1＝(L-X)*Y/(L*W)*SUM；

F2＝X*Y/(L*W)*SUM；

F3＝(L-X)*(M-Y)/(L*W)*SUM；

F4＝X*(M-Y)/(L*W)*SUM；

通过杠杆原理的转换及优化，得出以下可运动者二维位置信息(X，Y)的计算公式：

X＝F2*L*Qx1/(F1+F2)；w

X＝F4*L*Qx2/(F3+F4)；