适用于跑步训练的高精度可穿戴测速传感器研发

宋英健，彭劲阳，尹武涛，张辉

(无锡博智芯科技有限公司，江苏无锡，214026)

引言

科学的训练计划对于田径运动员以及跑步运动爱好者尤为重要，科学的训练可以使运动员减少受伤风险，更充分的备战各种级别的比赛，也便于跑步爱好者制定合适的强度运动计划，避免意外受伤。利用人体穿戴传感，采集跑步数据及智能化分析训练结果，不仅可以帮助运动员提高训练质量和运动能力还可以推进全民运动，让更多的人积极参与跑步运动提升全民身体素质。这种设备既可以为运动员定制合理强度的训练计划，也可以为运动爱好者提供更专业的实时数据以供参考，提升了的运动的趣味性，从而推动全民运动与健身。

训练强度的分配是制定训练计划的关键环节，而功率等同于训练强度。计算跑步速度是衡量跑步过程中功率消耗的重要环节，功率是由力和速度共同决定，跑步过程中外力恒定，除了地球施加的重力并无其他外力，因此速度越快等同于单位时间内做功越多，功率越大。所以高精度的测速设备对于田径运动员以及跑步爱好者尤为重要。20世纪90年代，Luinge等[11]和Bachmann等[12]对可穿戴式传感器的人体运动跟踪技术进行了研究[13]。但是可穿戴式传感器应用于实时监测人体速度的极少，Yang[9]开发了一种跑步测速算法且仅利用了单一传感器，实验结果良好，但是这对传感器精度和成本要求都很高；Sabatini[15]设计了一种估计人体行走速度的算法，但是缺少对高速段的实验验证。……