RU2752373C1 - Method for measuring duration of individual steps of left and right feet - Google Patents

Abstract

FIELD: computer technology.SUBSTANCE: present invention relates to the field of computer technology. The result is achieved due to the fact that by means of an accelerometer and a microphone contained in a computing device, the acceleration and sound level are recorded when walking in a straight line, performed by the user for a predetermined time; two sequences of recorded data are formed and their subsequent joint processing is carried out by means of a computing device, and the sequences of recorded data are synchronously recorded readings of values from the accelerometer and microphone sensors; a two-dimensional correlation function of the signal from the vertical axis of the accelerometer and the reference step model is formed; the signal from the microphone of the computing device is processed to clarify the time coordinates corresponding to the detected local maxima of the two-dimensional correlation function; the sequences of collected data from the accelerometer and the microphone are superimposed on each other; on the basis of the superimposed data, the durations of individual steps are calculated as time intervals between adjacent boundaries.EFFECT: increased accuracy of determining the durations of individual steps based on signals from the sensors of a mobile device by more accurately detecting the boundaries of steps in the time domain.5 cl, 1 dwg

Description

Translated fromRussian

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к областям вычислительной техники и медицины, а именно неврологии, травматологии и ортопедии, в частности, к способам измерения длительности шагов левой и правой ноги пользователя. Изобретение может быть использовано для диагностики нарушений и заболеваний опорно-двигательного аппарата и центральной нервной системы.The present invention relates to the fields of computing and medicine, namely neurology, traumatology and orthopedics, in particular, to methods of measuring the duration of the steps of the left and right legs of the user. The invention can be used to diagnose disorders and diseases of the musculoskeletal system and the central nervous system.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, RU 2657194 C1. Данное решение относится к области медицины, а именно травматологии и ортопедии, и может использоваться для диагностики сколиоза В данном решении раскрыт способ диагностики сколиоза, заключающийся в регистрации с помощью акселерометров, находящихся в мобильном телефоне, установленном на теле пациента, ускорения движения пациента при ходьбе по прямой, осуществляемой пациентом не менее 10-15 сек, при этом ускорение движущегося пациента регистрируют в 3-х плоскостях: горизонтальной, фронтальной и сагиттальной, отличающийся тем, что телефон устанавливают в области передней поверхности крыла подвздошной кости, и, используя компьютерную программу, установленную в телефон, формируют 3 последовательности зарегистрированных данных, характеризующих изменение ускорения движения пациента во времени при ходьбе в каждой из трех плоскостей, после чего преобразуют сформированные 3 последовательности в три последовательности данных, характеризующих зависимость амплитуды колебаний тела пациента от частоты в каждой из трех плоскостей, и выявляют значения частот, соответствующих максимальным значениям амплитуды колебаний тела пациента в каждой из трех преобразованных последовательностей, и при отличии максимального значения частоты колебаний тела пациента, полученного во фронтальной плоскости, от полученных максимальных значений частот колебаний, выявленных в двух других плоскостях, более чем на 0,1 Гц диагностируют сколиоз.A solution is known from the prior art, which is chosen as the closest analogue, RU 2657194 C1. This solution relates to the field of medicine, namely traumatology and orthopedics, and can be used to diagnose scoliosis.This solution discloses a method for diagnosing scoliosis, which consists in registering with the help of accelerometers located in a mobile phone installed on the patient's body, accelerating the patient's movement when walking on straight, carried out by the patient for at least 10-15 seconds, while the acceleration of a moving patient is recorded in 3 planes: horizontal, frontal and sagittal, characterized in that the phone is installed in the area of the front surface of the wing of the ilium, and using a computer program installed into the telephone, 3 sequences of registered data are formed, characterizing the change in the acceleration of the patient's movement in time when walking in each of the three planes, after which the formed 3 sequences are converted into three data sequences characterizing the dependence of the amplitude of the patient's body oscillations on the frequency in each of the three planes, and the values of frequencies corresponding to the maximum values of the amplitude of oscillations of the patient's body in each of the three transformed sequences are detected, and when the maximum value of the oscillation frequency of the patient's body, obtained in the frontal plane, differs from the obtained maximum values of the oscillation frequencies detected in two other planes, more than 0.1 Hz, scoliosis is diagnosed.

Вышеуказанное техническое решение направлено на решение проблемы повышения точности диагностики сколиоза при регистрации ускорения движения пациента. Однако стоит отметить, что в известном уровне техники отсутствует количественная оценка длительностей отдельных шагов.The above technical solution is aimed at solving the problem of increasing the accuracy of diagnosing scoliosis when registering the acceleration of the patient's movement. However, it should be noted that the prior art does not provide a quantitative estimate of the durations of individual steps.

Предлагаемое решение направлено на устранение недостатков современного уровня техники и отличается от известных решений тем, что не требует использования специализированного оборудования и визита пользователя в медицинское учреждение, при этом обеспечивая качественное определение длительностей отдельных шагов по сигналам с датчиков мобильного устройства, за счёт более точного детектирования границ шагов во временной области.The proposed solution is aimed at eliminating the shortcomings of the current level of technology and differs from the known solutions in that it does not require the use of specialized equipment and a user's visit to a medical institution, while providing a qualitative determination of the duration of individual steps according to signals from the sensors of a mobile device, due to more accurate detection of boundaries steps in the time domain.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное решение, является создание способа измерения длительности шагов левой и правой ноги пользователя. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах изобретения.The technical problem to be solved by the claimed solution is the creation of a method for measuring the duration of the user's left and right foot steps. Additional embodiments of the present invention are presented in the dependent claims.

Технический результат заключается в повышении точности определения длительностей отдельных шагов по сигналам с датчиков мобильного устройства за счёт более точного детектирования границ шагов во временной области.The technical result consists in increasing the accuracy of determining the duration of individual steps according to signals from the sensors of the mobile device due to more accurate detection of the boundaries of steps in the time domain.

Заявленный результат достигается за счет осуществления способа измерения длительности шагов левой и правой ноги пользователя, который содержит этапы, на которых: The claimed result is achieved by implementing a method for measuring the duration of steps of the user's left and right legs, which contains the stages at which:

посредством акселерометра и микрофона, содержащихся в вычислительном устройстве, осуществляют регистрацию ускорения и уровня звука при ходьбе по прямой линии, выполняемой пользователем в течение заранее заданного времени;by means of an accelerometer and a microphone contained in the computing device, registering the acceleration and sound level when walking in a straight line performed by the user for a predetermined time;

осуществляют формирование двух последовательностей зарегистрированных данных и их последующую совместную обработку, посредством вычислительного устройства, причем последовательности регистрируемых данных представляют собой синхронно зарегистрированные отсчеты значений с датчиков акселерометра и микрофона;the formation of two sequences of recorded data and their subsequent joint processing by means of a computing device is carried out, and the sequences of recorded data are synchronously recorded readings of values from the accelerometer and microphone sensors;

формируют двумерную корреляционную функцию сигнала с вертикальной оси акселерометра и модели эталонного шага;form a two-dimensional correlation function of the signal from the vertical axis of the accelerometer and the model of the reference step;

осуществляют обработку сигнала с микрофона вычислительного устройства для уточнения временных координат, соответствующих обнаруженным локальным максимумам двумерной корреляционной функции;processing the signal from the microphone of the computing device to refine the time coordinates corresponding to the detected local maxima of the two-dimensional correlation function;

последовательности собранных данных с акселерометра и микрофона накладываются друг на друга;sequences of collected data from the accelerometer and microphone are superimposed on each other;

на основе наложенных друг на друга данных, вычисляются длительности отдельных шагов как интервалы времени между смежными границами.based on the superimposed data, the durations of the individual steps are calculated as the time intervals between adjacent boundaries.

В частном варианте реализации описываемого решения, значения с акселерометра снимаются с частотой не ниже 40 Гц с его вертикально расположенной оси и дополняются метками времени в микросекундах, прошедшего с начала снятия данных.In a particular embodiment of the described solution, the values from the accelerometer are taken with a frequency of at least 40 Hz from its vertically located axis and are supplemented with timestamps in microseconds that have passed since the beginning of data collection.

В частном варианте реализации описываемого решения, значения с микрофона снимаются с частотой не менее 8 кГц и записываются в звуковой файл.In a particular implementation of the described solution, the values from the microphone are taken at a frequency of at least 8 kHz and recorded in a sound file.

В другом частном варианте реализации описываемого решения, заранее заданное время это по меньшей мере 30 секунд.In another particular embodiment of the described solution, the predetermined time is at least 30 seconds.

В другом частном варианте реализации описываемого решения, модель эталонного шага представляет собой зависимость вертикального ускорения от времени на интервале одного шага пользователя без нарушений двигательной активности.In another particular embodiment of the described solution, the model of the reference step is the dependence of the vertical acceleration on time over the interval of one step of the user without disturbances in motor activity.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:The implementation of the invention will be described in the following in accordance with the accompanying drawings, which are presented to clarify the essence of the invention and in no way limit the scope of the invention. The following drawings are attached to the application:

Фиг. 1, иллюстрирует схему вычислительного устройства.FIG. 1 illustrates a schematic diagram of a computing device.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту будет очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.In the following detailed description of an implementation of the invention, numerous implementation details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be obvious to one skilled in the art how the present invention can be used with or without these implementation details. In other instances, well-known techniques, procedures, and components have not been described in detail so as not to obscure the details of the present invention.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.In addition, it will be clear from the above description that the invention is not limited to the above implementation. Numerous possible modifications, alterations, variations and substitutions, while retaining the spirit and form of the present invention, will be apparent to those skilled in the art.

Способ измерения отдельных длительностей шагов левой и правой ноги заключается в регистрации с помощью акселерометра и микрофона мобильного устройства, установленного на поясе испытуемого, ускорения и уровня звука при ходьбе по прямой линии, осуществляемой испытуемым в течение нескольких секунд, и использовании программы в мобильном устройстве для формирования двух последовательностей зарегистрированных данных и их последующей совместной обработки.The method for measuring individual step durations of the left and right legs consists in registering, using an accelerometer and a microphone of a mobile device installed on the subject's belt, the acceleration and sound level when walking in a straight line, carried out by the subject for several seconds, and using the program in the mobile device to form two sequences of registered data and their subsequent joint processing.

Две последовательности регистрируемых данных представляют собой записываемые синхронно отсчеты значений с датчиков акселерометра и микрофона. Значения с акселерометра снимаются с частотой не ниже 40 Гц с его вертикально расположенной оси и дополняются метками времени в микросекундах, прошедших с начала записи.Two sequences of recorded data represent synchronously recorded readings of values from accelerometer and microphone sensors. The values from the accelerometer are taken at a frequency of at least 40 Hz from its vertically located axis and are supplemented with timestamps in microseconds that have passed since the beginning of the recording.

Значения с микрофона снимаются с частотой не менее 8 кГц и записываются в звуковой файл.The values from the microphone are taken at a frequency of at least 8 kHz and recorded in a sound file.

Следующим этапом производится обработка последовательностей, зарегистрированных данных.The next step is the processing of the recorded data sequences.

В первую очередь формируется двумерная корреляционная функция сигнала с вертикальной оси акселерометра и модели эталонного шага. Модель эталонного шага представляет собой зависимость вертикального ускорения от времени на интервале одного шага человека без нарушений двигательной активности. Первым измерением двумерной корреляционной функции является временной сдвиг модели эталонного шага относительно начала сигнала акселерометра, вторым измерением – временной масштаб модели эталонного шага. На двумерной корреляционной функции осуществляется обнаружение множества координат локальных максимумов в измерении временного сдвига модели.First of all, a two-dimensional correlation function of the signal from the vertical axis of the accelerometer and the reference step model is formed. The model of the reference step is the dependence of the vertical acceleration on time over the interval of one step of a person without disturbances in motor activity. The first measurement of the two-dimensional correlation function is the time shift of the reference step model relative to the beginning of the accelerometer signal, the second dimension is the time scale of the reference step model. On the two-dimensional correlation function, a set of coordinates of local maxima are detected in the measurement of the time shift of the model.

Далее происходит обработка сигнала с микрофона мобильного устройства для уточнения временных координат, соответствующих обнаруженным локальным максимумам. Для этого для каждой обнаруженной координаты временного сдвига извлекаются отсчеты сигнала с микрофона мобильного устройства, попадающие во временной диапазон шириной 50 мс с центром в значении временного сдвига, и определяется значение времени, соответствующего абсолютному максимуму в извлеченной последовательности отсчетов с микрофона. Интервалы между полученными значениями времени соответствуют искомым длительностям отдельных шагов. Обработка последовательностей зарегистрированных данных может осуществляться непосредственно на вычислительном устройстве, либо сторонней ЭВМ. Further, the signal from the microphone of the mobile device is processed to clarify the time coordinates corresponding to the detected local maxima. To do this, for each detected coordinate of the time shift, samples of the signal from the microphone of the mobile device are extracted that fall within the time range of 50 ms wide centered on the time shift value, and the time value corresponding to the absolute maximum in the extracted sequence of samples from the microphone is determined. The intervals between the obtained time values correspond to the required durations of individual steps. The processing of sequences of registered data can be carried out directly on a computing device, or on a third-party computer.

Корреляционная функция строится по двум сигналам: записанный сигнал с вертикальной оси акселерометра и модель эталонного шага. Для измерения функции используются: временной сдвиг модели и временной масштаб модели. При формировании двумерной корреляционной функции одним из измерений, является временной сдвиг двух коррелируемых сигналов относительно друг друга. То есть временной сдвиг – это аргумент двумерной корреляционной функции. По результатам поиска координат ее локальных максимумов определяются значения соответствующих им аргументов функции (аргументы = координаты), т.е. значения временного сдвига.The correlation function is built on two signals: the recorded signal from the vertical axis of the accelerometer and the model of the reference step. To measure the function, the time shift of the model and the time scale of the model are used. When forming a two-dimensional correlation function, one of the measurements is the time shift of the two correlated signals relative to each other. That is, the time shift is the argument of the two-dimensional correlation function. Based on the search results for the coordinates of its local maxima, the values of the corresponding function arguments (arguments = coordinates) are determined, i.e. time offset values.

Осуществление способа.Implementation of the method.

Мобильное устройство с датчиками (акселерометр и микрофон) жестко фиксируется на поясе испытуемого. Это обосновано тем, что колебание устройства относительно таза вносит дополнительные помехи в сигнал ускорения. Кроме этого, такое колебание вызывает трение, которое вносит помехи в сигнал с микрофона.A mobile device with sensors (accelerometer and microphone) is rigidly fixed on the subject's belt. This is due to the fact that the oscillation of the device relative to the pelvis introduces additional interference into the acceleration signal. In addition, this vibration causes friction, which interferes with the microphone signal.

Пользователь жестко фиксирует на поясе мобильное (вычислительное) устройство с установленной программой, выполненной с возможностью одновременного считывания данных с акселерометра и микрофона устройства. При реализации способа необходимо использование обуви с твердым каблуком, либо размещение на подошве твердого элемента, формирующего в процессе ходьбы звук при соприкосновении пятки с поверхностью земли. В программе на мобильном устройстве испытуемый нажимает кнопку начала записи и после специального сигнала программы начинает самостоятельную ходьбу по прямой линии без помощи других людей, устройств или приспособлений. Через 40 секунд (допустимо не менее 30 секунд), после следующего специального сигнала программы, испытуемый прекращает ходьбу.The user rigidly fixes a mobile (computing) device on his belt with an installed program capable of simultaneously reading data from an accelerometer and a microphone of the device. When implementing the method, it is necessary to use shoes with a hard heel, or to place a solid element on the sole that forms a sound during walking when the heel touches the ground. In the program on the mobile device, the subject presses the button to start recording and after a special signal from the program begins independent walking in a straight line without the help of other people, devices or devices. After 40 seconds (at least 30 seconds is allowed), after the next special signal of the program, the subject stops walking.

После нажатия на кнопку начала записи реальные данные начинают записываться не сразу, а только спустя фиксированное время (возможно установление любого времени для подготовки), чтобы пользователь после нажатия на кнопку успел принять положение для начала ходьбы, прежде чем начнется фиксация данных через акселерометр и микрофон. По истечении заранее заданного фиксированного времени, раздается звуковой сигнал, который сигнализирует пользователю о том, что данные с датчиков начали записываться. Данные с акселерометра и микрофона синхронно записываются в два соответствующих файла (один – файл данных с акселерометра, второй – звуковой файл с микрофона).After pressing the button to start recording, the real data does not start recording immediately, but only after a fixed time (it is possible to set any time for preparation), so that the user, after pressing the button, has time to take the position to start walking, before the data is recorded through the accelerometer and microphone. After a predetermined fixed time has elapsed, an audible signal sounds, which signals to the user that data from the sensors has begun to be recorded. The data from the accelerometer and the microphone are synchronously recorded in two corresponding files (one is the data file from the accelerometer, the second is the sound file from the microphone).

Производится одновременная запись сигналов с датчиков акселерометра и микрофона мобильного устройства. Акселерометр должен обладать диапазоном измерения значений ускорений от -2g до +2g для оси, размещаемой во время записи вертикально. Звук щелчка, формируемый во время касания каблука поверхности, носит локализованный во времени и, соответственно, широкий по частоте характер – для записи такого сигнала подходят микрофоны мобильных устройств без предъявления специальных технических требований.Simultaneous recording of signals from the sensors of the accelerometer and the microphone of the mobile device is performed. The accelerometer must have an acceleration measurement range of -2g to + 2g for an axis that is vertically positioned during recording. The click sound generated when the heel touches the surface is localized in time and, accordingly, wide in frequency - microphones of mobile devices are suitable for recording such a signal without presenting special technical requirements.

Полученный сигнал с акселерометра представляет из себя зависимость проекции ускорения, придаваемого устройству во время ходьбы пользователя, на вертикальную пространственную ось от времени. Сигнал с микрофона — уровень звука, который доходит до микрофона устройства в зависимости от времени. Оба сигнала при этом должны быть синхронизированы во времени.The received signal from the accelerometer is the dependence of the projection of the acceleration imparted to the device while the user is walking on the vertical spatial axis on time. Microphone signal - the level of sound that reaches the device microphone over time. Both signals must be synchronized in time.

Во время ходьбы по прямой, в течение не менее 30 секунд, при помощи программы формируется две последовательности данных: данные вертикального ускорения и данные уровня звука. Формируемые последовательности данных должны быть синхронизированы во времени. В этом случае при помощи сигнала с микрофона можно выделить точные моменты начала циклов шагов в сигнале с акселерометра. Это позволяет сформировать модель шага, в которой начальные отсчеты соответствуют начальной фазе шага.While walking in a straight line, for at least 30 seconds, the program generates two data sequences: vertical acceleration data and sound level data. The generated data sequences must be synchronized in time. In this case, using the signal from the microphone, you can select the exact moments of the beginning of the step cycles in the signal from the accelerometer. This allows you to form a step model in which the initial counts correspond to the initial phase of the step.

Из сигнала с акселерометра формируется последовательность данных числовых отсчётов вертикальных ускорений, из сигнала с микрофона — последовательность данных числовых отсчётов уровня звука.From the signal from the accelerometer, a sequence of data of numerical readouts of vertical accelerations is formed, from the signal from the microphone - a sequence of data of numerical readouts of the sound level.

Корреляционным алгоритмом на основе расположения локальных максимумов двумерной корреляционной функции выделяются границы шагов в последовательности данных с акселерометра. После этого последовательности данных акселерометра и микрофона накладываются друг на друга, и происходит уточнение границ шагов на основе локальных максимумов в последовательности данных с микрофона.The correlation algorithm, based on the location of the local maxima of the two-dimensional correlation function, identifies the boundaries of steps in the sequence of data from the accelerometer. After that, the data sequences of the accelerometer and the microphone are superimposed on each other, and the step boundaries are refined based on the local maxima in the data sequence from the microphone.

Далее на основе выделенных границ вычисляются длительности отдельных шагов как интервалы времени между смежными границами.Further, based on the selected boundaries, the durations of individual steps are calculated as time intervals between adjacent boundaries.

На Фиг. 1 далее будет представлена общая схема вычислительного устройства (100), обеспечивающего обработку данных, необходимую для реализации заявленного решения.FIG. 1, a general diagram of a computing device (100) that provides data processing necessary for the implementation of the claimed solution will be presented below.

В общем случае устройство (100) содержит такие компоненты, как: один или более процессоров (101), по меньшей мере одну память (102), средство хранения данных (103), интерфейсы ввода/вывода (104), средство В/В (105), средства сетевого взаимодействия (106).In general, the device (100) contains such components as: one or more processors (101), at least one memory (102), data storage means (103), input / output interfaces (104), I / O means ( 105), means of networking (106).

Процессор (101) устройства выполняет основные вычислительные операции, необходимые для функционирования устройства (100) или функциональности одного или более его компонентов. Процессор (101) исполняет необходимые машиночитаемые команды, содержащиеся в оперативной памяти (102).The processor (101) of the device performs the basic computational operations necessary for the operation of the device (100) or the functionality of one or more of its components. The processor (101) executes the necessary computer readable instructions contained in the main memory (102).

Память (102), как правило, выполнена в виде ОЗУ и содержит необходимую программную логику, обеспечивающую требуемый функционал.Memory (102), as a rule, is made in the form of RAM and contains the necessary program logic that provides the required functionality.

Средство хранения данных (103) может выполняться в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти, оптических накопителей информации (CD, DVD, MD, Blue-Ray дисков) и т.п. Средство (103) позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, вышеупомянутых файлов с наборами данных пользователей, базы данных, содержащих записи измеренных для каждого пользователя временных интервалов, идентификаторов пользователей и т.п.The data storage medium (103) can be performed in the form of HDD, SSD disks, raid array, network storage, flash memory, optical information storage devices (CD, DVD, MD, Blue-Ray disks), etc. The means (103) allows performing long-term storage of various types of information, for example, the aforementioned files with user data sets, a database containing records of time intervals measured for each user, user identifiers, etc.

Интерфейсы (104) представляют собой стандартные средства для подключения и работы с серверной частью, например, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS/2, Lightning, FireWire и т.п.Interfaces (104) are standard means for connecting and working with the server side, for example, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS / 2, Lightning, FireWire, etc.

Выбор интерфейсов (104) зависит от конкретного исполнения устройства (100), которое может представлять собой персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п.The choice of interfaces (104) depends on the specific implementation of the device (100), which can be a personal computer, mainframe, server cluster, thin client, smartphone, laptop, etc.

В качестве средств В/В данных (105) в любом воплощении системы, реализующей описываемый способ, должна использоваться клавиатура, либо любое средство позволяющее взаимодействовать с интерфейсом. Аппаратное исполнение клавиатуры может быть любым известным: это может быть, как встроенная клавиатура, используемая на ноутбуке или нетбуке, так и обособленное устройство, подключенное к настольному компьютеру, серверу или иному компьютерному устройству. Подключение при этом может быть, как проводным, при котором соединительный кабель клавиатуры подключен к порту PS/2 или USB, расположенному на системном блоке настольного компьютера, так и беспроводным, при котором клавиатура осуществляет обмен данными по каналу беспроводной связи, например, радиоканалу, с базовой станцией, которая, в свою очередь, непосредственно подключена к системному блоку, например, к одному из USB-портов. Помимо клавиатуры, в составе средств В/В данных также может использоваться: джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, трекбол, световое перо, динамики, микрофон и т.п.As means of I / O data (105) in any embodiment of the system that implements the described method, a keyboard should be used, or any means that allows you to interact with the interface. The hardware design of the keyboard can be any known: it can be either a built-in keyboard used on a laptop or netbook, or a stand-alone device connected to a desktop computer, server or other computer device. In this case, the connection can be either wired, in which the connecting cable of the keyboard is connected to the PS / 2 or USB port located on the system unit of the desktop computer, or wireless, in which the keyboard exchanges data via a wireless communication channel, for example, a radio channel, with base station, which, in turn, is directly connected to the system unit, for example, to one of the USB ports. In addition to the keyboard, I / O data can also include: joystick, display (touch screen), projector, touchpad, mouse, trackball, light pen, speakers, microphone, etc.

Средства сетевого взаимодействия (106) выбираются из устройства, обеспечивающего сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карта, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем и т.п. С помощью средств (105) обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интранет, Интернет, WLAN, WMAN или GSM.Networking means (106) are selected from a device providing network reception and transmission of data, for example, Ethernet card, WLAN / Wi-Fi module, Bluetooth module, BLE module, NFC module, IrDa, RFID module, GSM modem, etc. The means (105) provide the organization of data exchange via a wired or wireless data transmission channel, for example, WAN, PAN, LAN, Intranet, Internet, WLAN, WMAN, or GSM.

Компоненты устройства (100) сопряжены посредством общей шины передачи данных (110).The components of the device (100) are interconnected via a common data bus (110).

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.In the present application materials, a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution was presented, which should not be used as limiting other, particular embodiments of its implementation, which do not go beyond the scope of the claimed scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.

Claims (11)

Translated fromRussian

1. Способ измерения длительности шагов левой и правой ног пользователя, содержащий этапы, на которых:1. A method for measuring the duration of steps of the user's left and right legs, comprising the steps at which:посредством акселерометра и микрофона, содержащихся в вычислительном устройстве, осуществляют регистрацию ускорения и уровня звука при ходьбе по прямой линии, выполняемой пользователем в течение заранее заданного времени;by means of an accelerometer and a microphone contained in the computing device, registering the acceleration and sound level when walking in a straight line performed by the user for a predetermined time;осуществляют формирование двух последовательностей зарегистрированных данных и их последующую совместную обработку, посредством вычислительного устройства, причем последовательности регистрируемых данных представляют собой синхронно зарегистрированные отсчеты значений с датчиков акселерометра и микрофона;the formation of two sequences of recorded data and their subsequent joint processing by means of a computing device is carried out, and the sequences of recorded data are synchronously recorded readings of values from the accelerometer and microphone sensors;формируют двумерную корреляционную функцию сигнала с вертикальной оси акселерометра и модели эталонного шага;form a two-dimensional correlation function of the signal from the vertical axis of the accelerometer and the model of the reference step;осуществляют обработку сигнала с микрофона вычислительного устройства для уточнения временных координат, соответствующих обнаруженным локальным максимумам двумерной корреляционной функции;processing the signal from the microphone of the computing device to refine the time coordinates corresponding to the detected local maxima of the two-dimensional correlation function;последовательности собранных данных с акселерометра и микрофона накладываются друг на друга;sequences of collected data from the accelerometer and microphone are superimposed on each other;на основе наложенных друг на друга данных вычисляются длительности отдельных шагов как интервалы времени между смежными границами.based on the superimposed data, the durations of individual steps are calculated as time intervals between adjacent boundaries.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения с акселерометра снимаются с частотой не ниже 40 Гц с его вертикально расположенной оси и дополняются метками времени в микросекундах, прошедшего с начала снятия данных.2. The method according to claim 1, characterized in that the values from the accelerometer are taken with a frequency of at least 40 Hz from its vertically located axis and are supplemented with time stamps in microseconds that have elapsed since the beginning of data collection.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения с микрофона снимаются с частотой не менее 8 кГц и записываются в звуковой файл.3. The method according to claim 1, characterized in that the values from the microphone are taken at a frequency of at least 8 kHz and recorded in a sound file.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заранее заданное время составляет по меньшей мере 30 секунд.4. The method of claim 1, wherein the predetermined time is at least 30 seconds.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что модель эталонного шага представляет собой зависимость вертикального ускорения от времени на интервале одного шага пользователя без нарушений двигательной активности.5. The method according to claim 1, characterized in that the model of the reference step is the dependence of the vertical acceleration on time over the interval of one step of the user without disturbing motor activity.

Images