CN106820450A - 一种智能的动态和静态脚型数据采集装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，包括袜子和数据处理模块，还包括多组用于测量脚型的变形状态和压力的智能适应性材料，各组所述智能适应性材料均嵌于所述袜子的经向线股内，所述数据处理模块设于所述袜子的袜口处；还包括电源电路，由所述电源电路为数据采集装置提供工作电源，各组智能适应性材料的输出端分别连接至数据处理模块的相应输入端。通过将智能适应性材料嵌入于袜子中以形成采集装置，能够最大程度地使采集装置贴合用户的脚部，以便用户精准的采集不同场景下的脚部数据，即脚部的三维模型和脚部各部位(脚底、脚趾、脚掌、足弓、脚跟和脚踝)的动态压力分布数据。
Description
技术领域
本发明涉及脚型测量领域，更具体地说涉及一种智能的动态和静态脚型数据采集装置及其方法。
背景技术
脚型数据是鞋子个性定制的重要参照，而脚型数据采集的精确度直接影响鞋子的个性定制。目前，脚型数据采集有人工测量、结构光测量、立体视觉测量和激光测量等依靠经验或技术来实现测量的方式，这些测量方式主要都是基于静态场景的数据采集。
例如，传统的脚型数据采集都是依靠经验，对脚掌、足弓、脚踝、脚跟等部位进行人工测量，其精准度较低，特别是对特殊脚型的测量存在局限性大、精准度较低的问题，并且，传统的采集方式也无法进行动态测量。
例如，申请号为：201120084573.9的中国专利公开了“一种基于足底压力的无线步态测量仪”，此无线步态测量仪采用薄膜压阻型压力传感器放置在左右两只鞋垫内的足底压力点，以采集步态压力的数据；由于薄膜压阻型压力传感器分布在压力点处只是抓住了关键点，然而每个人的脚型步态压力都有所不同，因此通过薄膜压阻性压力传感器采集的步态压力数据精准度不高，且实用性不高。
例如，申请号为：201510788582.9的中国专利公开了“一种脚型三维数据测量系统”，该测量系统通过两面反射镜，将投影仪投影的条纹光的一部分反射投影到待测脚部与投影仪相背的面上，在一个全局世界坐标系中实现从三个方向同时对待测脚部由脚背到脚底的周表面进行三维测量，然后将三个方向的测量数据直接进行数据融合，即可得到脚型的三维数据；由于测量基于一个全局世界坐标系，因此三个方向的测量数据不需要寻找匹配点进行数据拼接，故能够很大程度的提高测量的速度和精度，但是未能解决动态的三维脚型压力分布数据的采集。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，在不同场景下对用户的脚部数据进行采集，并对用户脚部的各部位的压力分布数据进行采集，以便生成用户脚型的三维模型和压力分布，且采集速度较快、数据精准度高。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，包括袜子和数据处理模块，还包括多组用于测量脚型的变形程度和压力分布的智能适应性材料，各组所述智能适应性材料均嵌于所述袜子的经向线股内，所述数据处理模块设于所述袜子的袜口处；
还包括电源电路，由所述电源电路为整个动态和静态脚型数据采集装置提供工作电源，各组所述智能适应性材料的输出端分别连接至所述数据处理模块的相应输入端。
各组所述智能适应性材料均包括按照常规方式相连接的压电陶瓷纤维和柔性的叉指电极，各组所述智能适应性材料沿袜子经向嵌入于所述袜子的复合纤维内，且各组所述智能适应性材料沿所述袜子的经向均匀分布。
所述智能适应性材料有180-200组，各组所述智能适应性材料通过梭织或针织工艺嵌入于所述袜子的经向线股内。
还包括控制按钮，所述控制按钮的输出端与数据处理模块的相应输入端电连接。
所述数据处理模块包括微处理器和存储器，所述微处理器对整个数据采集过程进行控制、计算，并整合生成脚型的三维模型；
所述微处理器与所述存储器双向电连接。
所述三维模型为OBJ文件格式或STL文件格式。
还包括指示灯，所述指示灯电连接于所述数据处理模块的相应输出端。
所述数据处理模块和所述电源电路集成于同一柔性电路板中。
采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：通过将智能适应性材料嵌入于袜子中以形成采集装置，能够最大程度地使采集装置贴合用户的脚部，以便用户精准的采集不同场景下的脚部数据。同时，通过数据处理模块对采集的数据进行分析计算，并生成未开始运动前和运动过程中的脚部的三维模型，以及计算分析得出在运动过程中同一组重复动作中脚部各部位(脚底、脚趾、脚掌、足弓、脚跟和脚踝)的动态压力分布数据，从而形成较为精准的鞋楦数据，满足用户对鞋子在何种运动场景下更加舒适的定制需求。
进一步地，由于智能适应性材料能够贴合于脚部，因此智能适应性材料能够全面、准确地感测脚部的各个部位，且采集数据快，数据精准度高。
附图说明
图1为本发明中的连接示意图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，借助袜子的形式，能够最大程度的贴合用户脚部，以便采集用户在不同运动场景下的压力分布数据，从而满足用户对鞋子更偏向于何种功能的定制目的。
如图1所示，包括袜子、数据处理模块和多组智能适应性材料，以及电源电路。
电源电路为整个动态和静态脚型数据采集装置提供工作电源。
各组智能适应性材料均用于测量脚型的变形程度和压力分布；数据处理模块对整个采集过程进行控制，同时接收智能适应性材料感测的数据，并对数据进行计算，从而得到脚型的三维数据，并生成脚型的三维模型。
具体的，各组智能适应性材料均包括压电陶瓷纤维和柔性的叉指电极，压电陶瓷纤维和叉指电极之间采用公知的手段相连接，各组智能适应性材料沿袜子经向嵌入于袜子的复合纤维内，使得各组智能适应性材料均构成传感元件，以达到感知脚部特征点的目的。作为优选地，袜子内嵌入有180-200组的智能适应性材料，且各组智能适应性材料通过常规的梭织或者针织工艺嵌入于袜子的经向股线内，同时各组智能适应性材料沿袜子的经向均匀分布，以使感测的脚部数据更加全面、准确。
数据处理模块设于袜子的袜口处，数据处理模块包括微处理器和存储器，微处理器与存储器进行双向电连接，微处理器的相应输入端通过导线与叉指电极的正负极电连接，通过此导线给压电陶瓷纤维通电极化和输出电信号。
进一步地，本发明还包括控制按钮，控制按钮的输出端与微处理器的相应输入端电连接，用于控制微处理器启动和关闭。
作为优选地，本发明还包括指示灯，指示灯电连接于微处理器的相应输出端，以便用户可直观地看出该采集装置的状态(开启或关闭)。
作为优选地，电源电路、数据处理模块、控制按钮和指示灯集成于同一柔性电路板中，且此柔性电路板设于袜子的袜口处。
此采集装置的工作过程为：
首先，当用户脚部穿戴该采集装置后，由于该采集装置是以袜子的形式体现，因此本采集装置能够拉伸变形并贴合于脚部的各部位，按下控制按钮，微处理器控制智能适应性材料开始工作，袜子的股线内的180-200段的智能适应性材料感测袜子跟随用户脚型变形的程度，并将感测的数据传输至微处理器中，微处理器对这些数据进行计算，并生成用户脚型的三维模型，此过程中用户的脚部处于未运动的状态。随后，微处理器将生成的三维模型以OBJ文件格式或STL文件格式的形式输出至存储器内进行保存。
其次，用户在穿戴采集装置的状态下进入相应的运动场景(例如；行走、跑步、打篮球、踢足球等)，此时智能适应性材料感测到运动过程中脚部的变形程度，并将脚部变形程度的数据输出至微处理器中，微处理器对这些数据进行计算、分析，并整合生成运动过程中脚型的三维模型，随后将运动过程中的脚型三维模型以OBJ文件格式或STL文件格式的形式输出至存储器内。同时，智能适应性材料对当前场景下脚底、脚趾、脚掌、足弓、脚跟和脚踝部位的压力分布(即脚型的变形程度)也一并采集，然后微处理器根据人体运动规律对采集到的脚部各部位的压力分布数据进行相应的分析计算，生成精准的脚型的动态压力分布数据，并将动态压力分布数据输出至存储器内。之后，用户可对脚型的三维模型和压力分布数据进行分析，从而形成鞋楦的数据，为个性定制的用户提供保障。在整个运动过程中，待袜子上的指示灯灯灭即为采集装置停止工作。
此微处理器的分析计算过程为：微处理器根据人体运动规律对重复的动作(即脚部变形程度相一致的数据)进行分析和标记，并通过众数算法对同一组重复动作的各脚部部位的数据值只保留一个数据(以A1为例)，这样，整个采集过程将会有A1、A2、A3、A4………An，之后将这些数据的压力分布(即用户运动过程中脚部的变形程度)进行分析，从而生成脚型的动态压力分布数据。其中，微处理器中编入有实现众数算法的程序。
在本发明中，微处理器和储存器均为现有常见的装置，且微处理器实现上述步骤、并进行计算分析获得三维数据，从而生成三维模型，以及分析计算得到压力分布数据，亦是本领域内常规的手段，故在此不再详细描述微处理器的内部结构。
作为优选地，存储器以存储卡的形式体现，以便于用户通过电脑或移动端预览脚型数据。
以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明的权利要求范围。
Claims (8)
1.一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，包括袜子和数据处理模块，其特征在于：还包括多组用于测量脚型的变形程度和压力分布的智能适应性材料，各组所述智能适应性材料均嵌于所述袜子的经向线股内，所述数据处理模块设于所述袜子的袜口处；
还包括电源电路，由所述电源电路为整个动态和静态脚型数据采集装置提供工作电源，各组所述智能适应性材料的输出端分别连接至所述数据处理模块的相应输入端。
2.根据权利要求1所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：各组所述智能适应性材料均包括按照常规方式相连接的压电陶瓷纤维和柔性的叉指电极，各组所述智能适应性材料沿袜子经向嵌入于所述袜子的复合纤维内，且各组所述智能适应性材料沿所述袜子的经向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：所述智能适应性材料有180-200组，各组所述智能适应性材料通过梭织或针织工艺嵌入于所述袜子的经向线股内。
4.根据权利要求1所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：还包括控制按钮，所述控制按钮的输出端与数据处理模块的相应输入端电连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：所述数据处理模块包括微处理器和存储器，所述微处理器对整个数据采集过程进行控制、计算，并整合生成脚型的三维模型；
所述微处理器与所述存储器双向电连接。
6.根据权利要求5所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：所述三维模型为OBJ文件格式或STL文件格式。
7.根据权利要求1或5所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：还包括指示灯，所述指示灯电连接于所述数据处理模块的相应输出端。
8.根据权利要求1所述的一种智能的动态和静态脚型数据采集装置，其特征在于：所述数据处理模块和所述电源电路集成于同一柔性电路板中。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN111011994A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-17 | 厦门大学 | 用于足部的三维重建设备 |
| CN112449576A (zh) * | 2018-07-05 | 2021-03-05 | 脚踏平衡系统有限公司 | 获得脚部分析数据的方法和系统 |
| CN112956784A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-15 | 湄洲湾职业技术学院 | 一种个性化鞋楦制作方法 |
| CN114996786A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-02 | 广东时谛智能科技有限公司 | 基于脚部动态数据进行鞋体模型设计的方法及装置 |
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2017
- 2017-03-29 CN CN201710196890.1A patent/CN106820450A/zh active Pending
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