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一种使用磁定位技术的抽筋检测报警方法及其装置

阅读：1017发布：2020-07-21

专利汇可以提供一种使用磁定位技术的抽筋检测报警方法及其装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及安全报警技术领域，尤其为一种基于磁定位技术的游泳抽筋检测方法及其装置，包括腿部固定装置，腿部固定装置包括膝关节绑带和小腿绑带，第一防水袋的内部放置有三轴磁传感器，第二防水袋内部放置有小磁体。该基于磁定位技术的游泳抽筋检测方法及其装置，通过设置的腿部固定装置能够将三轴磁传感器定位在膝关节一侧，并将小磁体定位在小腿腓肠肌一侧，便于对腿部运动进行检测，同时腿部固定装置整体采用弹性材料制成，整体大小可调，适合不同人群使用，且不会影响游泳效果，通过实时监测腓肠肌等容易在运动中发生痉挛的肌肉的收缩加速度或者小腿线速度突变对应的膝关节角度来判断是否发生痉挛，痉挛一旦发生，立即向救生员发出警报。，下面是一种使用磁定位技术的抽筋检测报警方法及其装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，包括腿部固定装置(1)，其特征在于：所述腿部固定装置(1)包括膝关节绑带(11)和小腿绑带(12)，所述膝关节绑带(11)内表面安装有第一防水袋(13)，所述第一防水袋(13)的内部放置有三轴磁传感器(14)，所述小腿绑带(12)的内表面安装有第二防水袋(15)，所述第二防水袋(15)内部放置有小磁体(16)，所述膝关节绑带(11)和所述小腿绑带(12)之间设置有多个连接带(19)，所述膝关节绑带(11)一侧通过膝关节绑带连接布(17)和所述连接带(19)固定连接，所述小腿绑带(12)一侧通过小腿绑带连接布(18)和所述连接带(19)固定连接。
2.根据权利要求1所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述膝关节绑带(11)和所述小腿绑带(12)均呈圆环状。
3.根据权利要求1所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述膝关节绑带(11)的尺寸大于所述小腿绑带(12)的尺寸。
4.根据权利要求1所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述三轴磁传感器(14)的尺寸和所述第一防水袋(13)的尺寸相适配。
5.根据权利要求1所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述小磁体(16)的尺寸和所述第二防水袋(15)的尺寸相适配。
6.根据权利要求1所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述连接带(19)的尺寸和所述膝关节绑带连接布(17)的尺寸相适配，所述连接带(19)的尺寸和所述小腿绑带连接布(18)的尺寸相适配。
7.根据权利要求1所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述三轴磁传感器(14)内还设置有永磁定位模块和报警模块，所述永磁定位模块通过无线传输模块和所述报警模块实现数据传输。
8.根据权利要求7所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述永磁定位模块包括坐标定位模块、磁场定位模块、连续定位模块以及数据处理模块；
所述坐标定位模块用于定位膝关节和小腿的坐标和方向；
所述磁场定位模块用于确定永磁体的空间位置和磁矩矢量；
所述连续定位模块用于在腿部运动过程中，连续对膝关节和小腿进行定位；
所述数据处理模块用于对膝关节和小腿的坐标和方向的数据进行整合和输出。
9.根据权利要求7所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其特征在于：所述报警模块包括信号截取模块、积分算法模块、正常值范围算法模块、报警值判定模块和语音报警模块；
所述信号截取模块用于对永磁定位模块测量的信号按时间进行截取；
所述积分算法模块用于对截取的信号进行积分处理；
所述正常值范围算法模块用于确定正常值得范围；
所述报警值判定模块用于确定报警值的范围；
所述语音报警模块用于当超出报警值时发出语音警报。
10.一种基于磁定位技术的游泳抽筋检测方法，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的基于磁定位技术的游泳抽筋检测装置，其具体使用步骤如下：
S1、腿部固定装置(1)佩戴：使用者将腿部从膝关节绑带(11)一侧穿入，并使得使用者的脚部从小腿绑带(12)处穿出，将膝关节绑带(11)绑紧在使用者的膝关节一侧，使得第一防水袋(13)内部的三轴磁传感器(14)贴在膝关节一侧，并将小腿绑带(12)绑紧在使用者的小腿腓肠肌处，使得第二防水袋(15)内的小磁体(16)贴在小腿腓肠肌一侧，通过设置的腿部固定装置(1)能够将三轴磁传感器(14)定位在膝关节一侧，并将小磁体(16)定位在小腿腓肠肌一侧；
S2、腿部运动检测：通过坐标定位模块定位膝关节和小腿的坐标和方向，通过磁场定位模块确定永磁体的空间位置和磁矩矢量，通过连续定位模块在腿部运动过程中，连续对膝关节和小腿进行定位，通过数据处理模块对膝关节和小腿的坐标和方向的数据进行整合和输出；
S3、报警模块工作：通过无线传输模块将永磁定位模块检测的腿部运动信号传输至报警模块内，通过信号截取模块对永磁定位模块测量的信号按时间进行截取，通过积分算法模块对截取的信号进行积分处理，通过正常值范围算法模块确定正常值得范围，通过报警值判定模块确定报警值的范围，通过语音报警模块用于当超出报警值时发出语音警报。

说明书全文

一种使用磁定位技术的抽筋检测报警方法及其装置

技术领域

[0001] 本发明涉及安全报警技术领域，具体为一种使用磁定位技术的抽筋检测报警方法及其装置。

背景技术

[0002] 抽筋，即肌肉痉挛。肌肉痉挛是一种牵张反射高兴奋性所致的、以速度依赖的、紧张性牵张反射增强伴腱反射逾常为特征的运动障碍。肌肉发生痉挛时，肌肉硬度明显增强
且发生形变，常常伴有强烈的疼痛感。小腿腓肠肌的痉挛，常由于急剧运动或工作疲劳或胫
部剧烈扭拧引起，痉挛发生时，腓肠肌形变明显，肌肉较正常时明显凸出。游泳作为一项普
及率非常高的运动，对健康的益处数不胜数，但与此同时，一旦在游泳过程中发生腿部的抽
筋又无法得到及时的救援时，很容易威胁游泳者的生命安全。相对于专业的游泳运动员，初
学者和孩童在游泳时抽筋的几率会更大，且水性也更弱，是容易因抽筋而丧失生命的高危
人群。目前，游泳场所规定必须配备救生安全员，但由于救生员的粗心大意、擅离职守，导致
游泳者抽筋溺水不能获得及时救援而死亡的事件时有发生。因此在抽筋发生的第一时间向
救生员和其他工作人员发出警报提醒是极大减少由于突然抽筋而导致游泳溺亡的重要举
措。鉴于此，我们提出一种基于磁定位技术的抽筋检测方法及其装置。

发明内容

[0003] 对以上问题，本发明的目的在于提供一种腿部抽筋的报警方法及实现该方法的装置，通过实时监测腓肠肌等容易在运动中发生痉挛的肌肉的收缩加速度或者小腿线速度突
变对应的膝关节角度来判断是否发生痉挛，痉挛一旦发生，立即向救生员发出警报。该系统
适用于游泳者在游泳时的抽筋检测与报警。

[0004] 为实现上述目的，一方面，本发明提供一种基于磁定位技术的抽筋检测装置，包括腿部固定装置，所述腿部固定装置包括膝关节绑带和小腿绑带，所述膝关节绑带内表面安
装有第一防水袋，所述第一防水袋的内部放置有三轴磁传感器，所述小腿绑带的内表面安
装有第二防水袋，所述第二防水袋内部放置有小磁体，所述膝关节绑带和所述小腿绑带之
间设置有多个连接带，所述膝关节绑带一侧通过膝关节绑带连接布和所述连接带固定连
接，所述小腿绑带一侧通过小腿绑带连接布和所述连接带固定连接。

[0005] 作为本发明的优选，所述膝关节绑带和所述小腿绑带均呈圆环状。

[0006] 作为本发明的优选，所述膝关节绑带的尺寸大于所述小腿绑带的尺寸。

[0007] 作为本发明的优选，所述三轴磁传感器的尺寸和所述第一防水袋的尺寸相适配。

[0008] 作为本发明的优选，所述小磁体的尺寸和所述第二防水袋的尺寸相适配。

[0009] 作为本发明的优选，所述连接带的尺寸和所述膝关节绑带连接布的尺寸相适配，所述连接带的尺寸和所述小腿绑带连接布的尺寸相适配。

[0010] 作为本发明的优选，所述三轴磁传感器内还设置有永磁定位模块和报警模块，所述永磁定位模块通过无线传输模块和所述报警模块实现数据传输。

[0011] 作为本发明的优选，所述永磁定位模块包括坐标定位模块、磁场定位模块、连续定位模块以及数据处理模块；

[0012] 所述坐标定位模块用于定位膝关节和小腿的坐标和方向；

[0013] 所述磁场定位模块用于确定永磁体的空间位置和磁矩矢量；

[0014] 所述连续定位模块用于在腿部运动过程中，连续对膝关节和小腿进行定位；

[0015] 所述数据处理模块用于对膝关节和小腿的坐标和方向的数据进行整合和输出。

[0016] 作为本发明的优选，所述报警模块包括信号截取模块、积分算法模块、正常值范围算法模块、报警值判定模块和语音报警模块；

[0017] 所述信号截取模块用于对永磁定位模块测量的信号按时间进行截取；

[0018] 所述积分算法模块用于对截取的信号进行积分处理；

[0019] 所述正常值范围算法模块用于确定正常值得范围；

[0020] 所述报警值判定模块用于确定报警值的范围；

[0021] 所述语音报警模块用于当超出报警值时发出语音警报。

[0022] 另一方面，本发明还提供一种基于磁定位技术的抽筋检测方法，包括上述任意一项所述的基于磁定位技术的抽筋检测装置，其具体使用步骤如下：

[0023] S1、腿部固定装置佩戴：使用者将腿部从膝关节绑带一侧穿入，并使得使用者的脚部从小腿绑带处穿出，将膝关节绑带绑紧在使用者的膝关节一侧，使得第一防水袋内部的
三轴磁传感器贴在膝关节一侧，并将小腿绑带绑紧在使用者的小腿腓肠肌处，使得第二防
水袋内的小磁体贴在小腿腓肠肌一侧，通过设置的腿部固定装置能够将三轴磁传感器定位
在膝关节一侧，并将小磁体定位在小腿腓肠肌一侧；

[0024] S2、腿部运动检测：通过坐标定位模块定位膝关节和小腿的坐标和方向，通过磁场定位模块确定永磁体的空间位置和磁矩矢量，通过连续定位模块在腿部运动过程中，连续
对膝关节和小腿进行定位，通过数据处理模块对膝关节和小腿的坐标和方向的数据进行整
合和输出；

[0025] S3、报警模块工作：通过无线传输模块将永磁定位模块检测的腿部运动信号传输至报警模块内，通过信号截取模块对永磁定位模块测量的信号按时间进行截取，通过积分
算法模块对截取的信号进行积分处理，通过正常值范围算法模块确定正常值得范围，通过
报警值判定模块确定报警值的范围，通过语音报警模块用于当超出报警值时发出语音警
报。

[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果：

[0027] 1、该基于磁定位技术的抽筋检测方法及其装置，通过设置的腿部固定装置能够将三轴磁传感器定位在膝关节一侧，并将小磁体定位在小腿腓肠肌一侧，便于对腿部运动进
行检测，同时腿部固定装置整体采用弹性材料制成，整体大小可调，适合不同人群使用，且
不会影响游泳效果。

[0028] 2、该基于磁定位技术的抽筋检测方法及其装置，通过实时监测腓肠肌等容易在运动中发生痉挛的肌肉的收缩加速度或者小腿线速度突变对应的膝关节角度来判断是否发
生痉挛，痉挛一旦发生，立即向救生员发出警报。
附图说明

[0029] 图1为本发明的腿部固定装置结构示意图；

[0030] 图2为本发明的整体模块图；

[0031] 图3为本发明的无线传输模块电路图；

[0032] 图4为本发明的永磁定位模块示意图；

[0033] 图5为本发明的磁场定位模型图；

[0034] 图6为本发明的LM算法流程图；

[0035] 图7为本发明的报警模块示意图。

[0036] 图中：1、腿部固定装置；11、膝关节绑带；12、小腿绑带；13、第一防水袋；14、三轴磁传感器；15、第二防水袋；16、小磁体；17、膝关节绑带连接布；18、小腿绑带连接布；19、连接
带。

具体实施方式

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0039] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0040] 实施例1

[0041] 一方面，本发明提供一种基于磁定位技术的抽筋检测装置，如图1所示，包括腿部固定装置1，腿部固定装置1包括膝关节绑带11和小腿绑带12，膝关节绑带11内表面安装有
第一防水袋13，第一防水袋13的内部放置有三轴磁传感器14，小腿绑带12的内表面安装有
第二防水袋15，第二防水袋15内部放置有小磁体16，膝关节绑带11和小腿绑带12之间设置
有多个连接带19，膝关节绑带11一侧通过膝关节绑带连接布17和连接带19固定连接，小腿
绑带12一侧通过小腿绑带连接布18和连接带19固定连接，膝关节绑带11和小腿绑带12均呈
圆环状，膝关节绑带11的尺寸大于小腿绑带12的尺寸，三轴磁传感器14的尺寸和第一防水
袋13的尺寸相适配，小磁体16的尺寸和第二防水袋15的尺寸相适配，连接带19的尺寸和膝
关节绑带连接布17的尺寸相适配，连接带19的尺寸和小腿绑带连接布18的尺寸相适配。

[0042] 本实施例中，膝关节绑带11和小腿绑带12均采用弹性布材质制成，其材质具有良好的弹性，且透气效果好，通过膝关节绑带11绑紧在使用者的膝关节处，通过小腿绑带12绑
紧在使用者的小腿处，实现腿部固定装置1固定在使用者的腿部位置。

[0043] 进一步的，第一防水袋13和第二防水袋15均采用PVC塑料薄膜材质制成，其材质具有防水特性，且材质轻便，耐磨损效果好。

[0044] 具体的，第一防水袋13和膝关节绑带11粘连固定，便于将第一防水袋13安装在膝关节绑带11一侧，第二防水袋15和小腿绑带12粘连固定，便于将第二防水袋15安装在小腿
绑带12一侧。

[0045] 此外，连接带19采用弹性布材质制成，使得连接带19具有良好的弹性，便于调节连接带19的长度，进而调节膝关节绑带11和小腿绑带12之间的距离。

[0046] 除此之外，膝关节绑带连接布17和连接带19的固定方式可采用现有技术中任意一种固定方式，本实施例中优选采用针线缝合固定，且膝关节绑带连接布17的另一侧通过针
线缝合固定在膝关节绑带11上，便于将连接带19 固定在膝关节绑带11一侧。

[0047] 值得说明的是，小腿绑带连接布18和连接带19的固定方式可采用现有技术中任意一种固定方式，本实施例中优选采用针线缝合固定，且小腿绑带连接布18的另一侧通过针
线缝合固定在小腿绑带12上，便于将连接带19固定在小腿绑带12一侧。

[0048] 本实施例中的基于磁定位技术的抽筋检测装置对腿部固定装置1进行佩戴时，使用者将腿部从膝关节绑带11一侧穿入，并使得使用者的脚部从小腿绑带12处穿出，将膝关
节绑带11绑紧在使用者的膝关节一侧，使得第一防水袋13内部的三轴磁传感器14贴在膝关
节一侧，并将小腿绑带12绑紧在使用者的小腿腓肠肌处，使得第二防水袋15内的小磁体16
贴在小腿腓肠肌一侧，通过设置的腿部固定装置1能够将三轴磁传感器14定位在膝关节一
侧，并将小磁体16定位在小腿腓肠肌一侧，便于对腿部运动进行检测，同时腿部固定装置1
整体采用弹性材料制成，整体大小可调，适合不同人群使用，且不会影响游泳效果。

[0049] 实施例2

[0050] 作为本发明的第二种实施例，为了便于实现永磁定位模块和报警模块之间的数据传输，本发明人员设置无线传输模块，作为一种优选实施例，如图2 所示，三轴磁传感器14
内还设置有永磁定位模块和报警模块，永磁定位模块通过无线传输模块和报警模块实现数
据传输。

[0051] 本实施例中，无线传输模块由STC12C5A60S2单片机与nRF24L01无线收发芯片构成的发送端和接收端组成，其电路如图3所示，发送端通过单片机进行A/D变换和无线传输，接
收端通过nRF24L01接收数据，再送至 STC12C5A60S2单片机进行显示与分析，无线模块
nRF24L01所有配置工作都是通过SPI完成，共有30B的配置字，一般采用
EnhancedShockBurstTM收发模式，这种工作模式下，系统的程序编制会更加简单，并且稳定
性也会更高， EnhancedShockBurstTM的配置字使nRF24L01能够处理射频协议，配置完成
后，在nRF24L01工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容就可以实现接收模式和
发送模式之间的切换。

[0052] 实施例3

[0053] 作为本发明的第三种实施例，为了便于对膝关节和小腿的坐标和方向进行定位，本发明人员设置永磁定位模块，作为一种优选实施例，永磁定位模块包括坐标定位模块、磁
场定位模块、连续定位模块以及数据处理模块，坐标定位模块用于定位膝关节和小腿的坐
标和方向，磁场定位模块用于确定永磁体的空间位置和磁矩矢量，连续定位模块用于在腿
部运动过程中，连续对膝关节和小腿进行定位，数据处理模块用于对膝关节和小腿的坐标
和方向的数据进行整合和输出。

[0054] 本实施例中，坐标定位模块以三轴磁传感器14为坐标原点，利用对相应的小磁体16进行定位，定位结果包括坐标和方向，三轴磁传感器14放置在膝关节处，对小磁体16进行
空间定位，已知小磁体16与三轴磁传感器14之间距离为h0，以三轴磁传感器14为坐标原点，
求解出小磁体16的空间位置 (x0，y0，z0)，磁体A的坐标为(a0，b0，c0)，方向为(α0，β0，γ0)。

[0055] 进一步的，磁场定位模块如图5所示，M为永磁体的位置，R为永磁体磁矩，根据磁偶极子模型，空间中观测点A(x，y，z)处的磁感应强度为：

[0056]

[0057]

[0058]

[0059] 式中，

[0060] 具体的，连续定位模块采用LM算法，代码如下设定：

[0061] cal_func(x，t，y，func)；//f＝y-f(x，t)

[0062] cal_jacob(x，t，jacob)；//j＝f'(x，t)

[0063] cal_hessian(jacob，hessian)；//A＝j(T)*j

[0064] cal_grad(jacob，func，grad)；//g＝j(T)*f

[0065] bFound＝(cal_max(grad)<＝e1)；//结束标志一般初值为0除非初始解为最优化解

[0066] miu＝cal_max2(hessian)*1e-6；//下降长度的初值

[0067] for(n＝0；n<500&&！bFound；n++)

[0068] {

[0069] cal_hess_miu(hessian，miu，hess_miu)；//A'＝A+miu*I

[0070] gauss_jordan(hess_miu，grad，h_lm)；//h_lm＝h^-1*grad

[0071] if(cal_norm(h_lm)<＝e2*(e2+cal_norm(x)))

[0072] bFound＝true；

[0073] else

[0074] {

[0075] for(i＝0；i

[0076] x_new[i]＝x[i]+h_lm[i]；//x_new＝x+h_lm

[0077] objFi＝cal_objFi(func)；//φ＝∑f^2

[0078] cal_func(x_new，t，y，fun_new)；//f_new＝y-f(x_new，t)

[0079] objFi_new＝cal_objFi(fun_new)；//φ_new＝∑f_new^2

[0080] rou＝(objFi-objFi_new)/cal_l(h_lm，grad，miu)；

[0081] if(rou>0)

[0082] {

[0083] for(i＝0；i

[0084] x[i]＝x_new[i]；

[0085] cal_func(x，t，y，func)；//f＝y-f(x，t)

[0086] cal_jacob(x，t，jacob)；//j＝f'(x，t)

[0087] cal_hessian(jacob，hessian)；//A＝j(T)*j

[0088] cal_grad(jacob，func，grad)；//g＝j(T)*f

[0089] bFound＝cal_max(grad)<＝e1；

[0090] miu*＝(1.0f/3.0f)>(1-pow(2*rou-1，3))？(1.0f/3.0f):(1-pow(2*rou-1 ，3))；

[0091] v＝2；

[0092] cout<

[0093] }

[0094] else

[0095] {

[0096] miu*＝v；

[0097] v*＝2；

[0098] cout<

[0099] }

[0100] }

[0101] }

[0102] 值得说明的是，LM算法流程如图6所示，步骤如下：

[0103] (1)、定义函数给定初始值x(0)，设定误差限ε，迭代参数μ，缩放因子β，最大迭代次数kmax，当前迭代次数k＝1。

[0104] (2)、计算步长h，计算x(k+1)＝x(k)+h，计算

[0105] (3)、更新μ。若F(x(k+1))＞F(x(k))，则表明最近的一个解离最优解较远，这时增大μ值，μ＝μβ，使算法更接近最快速下降法，保证全局收敛性；若 F(x(k+1))＜F(x(k))，则表明最
近的一个解距离最优解较近，这时减小μ值，使算法更接近Gauss-Newton法，加快收
敛速度。

[0106] (4)、当k＝kmax或时，算法终止；否则，k＝k+1，返回步骤2。

[0107] 本实施例中的基于磁定位技术的抽筋检测装置对腿部运动检测时，通过坐标定位模块定位膝关节和小腿的坐标和方向，通过磁场定位模块确定永磁体的空间位置和磁矩矢
量，通过连续定位模块在腿部运动过程中，连续对膝关节和小腿进行定位，通过数据处理模
块对膝关节和小腿的坐标和方向的数据进行整合和输出。

[0108] 实施例4

[0109] 作为本发明的第四种实施例，为了便于在发生抽筋时，及时的发出警报提醒，本发明人员设置报警模块，作为一种优选实施例，如图7所示，报警模块包括信号截取模块、积分
算法模块、正常值范围算法模块、报警值判定模块和语音报警模块，信号截取模块用于对永
磁定位模块测量的信号按时间进行截取，积分算法模块用于对截取的信号进行积分处理，
正常值范围算法模块用于确定正常值得范围，报警值判定模块用于确定报警值的范围，语
音报警模块用于当超出报警值时发出语音警报。

[0110] 本实施例中，信号截取模块用于采集腓肠肌在垂直于小腿骨平面上空间位移数据信号，具体步骤如下：

[0111] (1)、将三轴磁传感器14所在位置作为坐标原点建立空间直角坐标系，得到小磁体16的空间位置为(a0，b0，c0)；

[0112] (2)、抽筋时，肌肉痉挛向中心收缩产生明显形变，向外凸出，小磁体 16在Z方向上的位移量明显增大，X和Y方向形变量十分微小，可近似忽略，此时小磁体16的空间位置为
(a1，b1，c1)；

[0113] (3)、以0.5s为间隔计算S＝x+y+z，当Sn+1-Sn|≥5％Sn时，开始对信号按t＝3s进行截取。

[0114] 进一步的，积分算法模块公式如下：

[0115]

[0116] 具体的，正常值范围算法模块通过多组实验数据分析可得到δ1、δ2、δ3的正常值范围，设δ∈(δL，δH)。

[0117] 值得说明的是，报警值判定模块表述为：当抽筋一旦发生，肌肉快速剧烈收缩，位移量明显变大，所得δ‘明显超出δ的正常范围。令|δ‘-δH|＝μ，计算得到μ1、μ2、μ3三组数据，对μ1、μ2、μ3进行加权求和得参数λ，当λ满足λ≥ε时，判定为发生抽筋，即为报警数值。

[0118] 本实施例中的基于磁定位技术的抽筋检测装置的报警模块工作时，通过无线传输模块将永磁定位模块检测的腿部运动信号传输至报警模块内，通过信号截取模块对永磁定
位模块测量的信号按时间进行截取，通过积分算法模块对截取的信号进行积分处理，通过
正常值范围算法模块确定正常值得范围，通过报警值判定模块确定报警值的范围，通过语
音报警模块用于当超出报警值时发出语音警报。

[0119] 另一方面，本发明还提供一种基于磁定位技术的抽筋检测方法，包括上述任意一项基于磁定位技术的抽筋检测装置，其具体使用步骤如下：

[0120] S1、腿部固定装置1佩戴：使用者将腿部从膝关节绑带11一侧穿入，并使得使用者的脚部从小腿绑带12处穿出，将膝关节绑带11绑紧在使用者的膝关节一侧，使得第一防水
袋13内部的三轴磁传感器14贴在膝关节一侧，并将小腿绑带12绑紧在使用者的小腿腓肠肌
处，使得第二防水袋15内的小磁体16贴在小腿腓肠肌一侧，通过设置的腿部固定装置1能够
将三轴磁传感器14定位在膝关节一侧，并将小磁体16定位在小腿腓肠肌一侧；

[0121] S2、腿部运动检测：通过坐标定位模块定位膝关节和小腿的坐标和方向，通过磁场定位模块确定永磁体的空间位置和磁矩矢量，通过连续定位模块在腿部运动过程中，连续
对膝关节和小腿进行定位，通过数据处理模块对膝关节和小腿的坐标和方向的数据进行整
合和输出；

[0122] S3、报警模块工作：通过无线传输模块将永磁定位模块检测的腿部运动信号传输至报警模块内，通过信号截取模块对永磁定位模块测量的信号按时间进行截取，通过积分
算法模块对截取的信号进行积分处理，通过正常值范围算法模块确定正常值得范围，通过
报警值判定模块确定报警值的范围，通过语音报警模块用于当超出报警值时发出语音警
报。

[0123] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明
的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种
变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所
附的权利要求书及其等效物界定。

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