CN108095697A - 姿态提示装置 - Google Patents

姿态提示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108095697A
CN108095697A CN201810048608.XA CN201810048608A CN108095697A CN 108095697 A CN108095697 A CN 108095697A CN 201810048608 A CN201810048608 A CN 201810048608A CN 108095697 A CN108095697 A CN 108095697A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
posture
control panel
singlechip control
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810048608.XA
Other languages
English (en)
Inventor
元祺龙
周林
杨士林
卢清华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan University
Original Assignee
Foshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan University filed Critical Foshan University
Priority to CN201810048608.XA priority Critical patent/CN108095697A/zh
Publication of CN108095697A publication Critical patent/CN108095697A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7455—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means characterised by tactile indication, e.g. vibration or electrical stimulation
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种姿态提示装置，包括外壳，所述外壳中设有单片机控制板，所述单片机控制板中包括有IMU惯性测量单元以及无线通讯模块，所述外壳中还包括振动模块，所述振动模块与单片机控制板电连接，所述外壳中还包括电源模块，所述电源模块与单片机控制板以及振动模块电连接，所述外壳外设有佩戴机构。本发明通过在外壳中的集合姿态感知及动作更正振动信号于一体，可以以很低的成本实现姿态测量及正确姿态提示的功能，适用于广泛的日常生活范围，而且直接佩戴在人体上，实时性好，成本低廉，可提示的信息充足且及时，可以不借助电脑等其他设备独立实现正确姿势提示与更正。

Description

姿态提示装置
技术领域
本发明涉及一种智能监控设备，特别是人体的姿态的监控提示设备。
背景技术
人在日常工作，学习和体育锻炼中，姿势的正确性对人的身体健康和生活质量有着非常关键的作用。“坐如钟，站如松”都是在说明姿态正确的重要性。办公人员的坐姿，颈部、脊椎及头部姿态的正确性，对保持好的健康状态有非常重要的意义。运动锻炼当中，如瑜伽、体操等活动保证正确的姿态，同样非常重要。
很多场景中，人会不自然地就进入了不利于健康的姿势，而一直由教练或者他人提醒是不实际的。现有技术中，为了达到纠正人的不正确姿势，一般会采用器械强制纠正的方法或者是姿态提醒方法。器械强制纠正就是利用弹性的材料，通过特定的形状设计，然后将其佩戴在人体上，利用该器械的本身弹性，就人体的姿势进行强行的修复纠正。这种方法的效率的低下的，而且往往给使用者造成较大的痛苦伤害，而且一旦卸下该器械，人可能就会恢复错误的动作。通过姿态提醒装置进行姿势的调整修改是行之有效的方法。但是，现有的姿态提醒装置的结构复杂，实时性较差，而且成本高昂，难以推广。
因此如果有一种价格低廉的自动化设备，可以测量用户姿势，同时实时的提示用户姿势是否错误，并给出更正意见，这无疑对广大民众的日常生活是有很大帮助的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种克服现有技术不足，实时性好，成本低廉的姿态提示装置。
本发明解决其技术问题的解决方案是：姿态提示装置，包括外壳，所述外壳中设有单片机控制板，所述单片机控制板中包括有IMU惯性测量单元以及无线通讯模块，所述外壳中还包括振动模块，所述振动模块与单片机控制板电连接，所述外壳中还包括电源模块，所述电源模块与单片机控制板以及振动模块电连接，所述外壳外设有佩戴机构。
作为上述技术方案的进一步改进，所述振动模块包括微型马达组。
作为上述技术方案的进一步改进，所述单片机控制板还包括控制单元，所述控制单元控制微型马达组的振动频率与强度。
作为上述技术方案的进一步改进，所述微型马达组包括有两个以上的马达单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电源模块包括有储电池与充电电路。
作为上述技术方案的进一步改进，所述佩戴机构包括绑带。
作为上述技术方案的进一步改进，所述佩戴机构包括魔术贴。
本发明的有益效果是：本发明通过在外壳中的将姿态感知及动作更正振动信号结合于一体，可以以很低的成本实现姿态测量及正确姿态提示的功能，适用于广泛的日常生活范围，而且可以直接佩戴在人体上，实时性好，成本低廉，可提示的信息充足且及时，可以不借助电脑等其他设备独立实现正确姿势提示与更正。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的整体示意图；
图2是本发明的IMU惯性测量单元的工作示意图；
图3是本发明的工作原理图；
图4是本发明的使用状态图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1，姿态提示装置，包括外壳1，所述外壳1中设有单片机控制板3，所述单片机控制板3中包括有IMU惯性测量单元2以及无线通讯模块5，所述外壳1中还包括振动模块4，所述振动模块4与单片机控制板3电连接，所述外壳1中还包括电源模块，所述电源模块与单片机控制板3以及振动模块4电连接，所述外壳1外设有佩戴机构。通过在外壳中的单片机控制板与IMU惯性测量单元连接，通过单片机中的控制程序，读取IMU的原始数据，并通过相应的姿态测量程序，算出设备实时的空间方位姿态。因此根据IMU的测量结果，通过程序可以计算出被测量身体部分的姿态。同时，根据基准正确姿态参考数据，可以通过动作分析算法确定正确的姿态调整步骤，即人应该怎样调整身体以达到正确的姿态，进而以相应的方式驱动振动模块振动动作，以此提示人员进行改善姿态。
参见图2-图3，本发明的其工作原理如下：
以R0代表物体坐标系，Rs代表传感器自身参考坐标系。Rm代表传感器坐标系相对于物体坐标系的位姿。
据IMU的输出欧拉角Yaw，Pitch，Roll，计算传感器姿态：
Rs＝rotz(Yaw)roty(Pitch)rotx(Roll) (1)
由于Rs＝Ro·Rm因此物体的姿态计算如下：
Ro＝Rs·(Rm)-1＝Rs·(Rm)T (2)
在传感器佩戴牢固后，Rm是一个常数矩阵，它的值需要通过初始标定时获得。
传感器姿态标定
初始化时，根据物体的朝向，可以定义确定物体的初始位姿R00，这时，IMU有初始化位姿读数RS0(可以通过读多个值，平均值滤波)Rm＝(Ro0)T·Rs0由于这个Rm矩阵在传感器固定后，视作常量，因此，可以实时的运用公式1、2计算物体的姿态Ro。
当然对于人体运动而言，物体就是对应的肢体。因此根据IMU的测量结果，通过程序可以计算出被测量身体部分的姿态。同时，根据基准正确姿态参考数据，可以通过动作分析算法确定正确的姿态调整步骤，即人应该怎样调整身体以达到正确的姿态。进而以相应的方式驱动振动微型马达组产生振动动作。
进一步作为优选的实施方式，所述振动模块4包括微型马达组。所述微型马达组包括有两个以上的马达单元。所述单片机控制板3还包括控制单元，所述控制单元控制微型马达组中的各个不同马达的振动频率与强度。
振动模块可以是微型马达组(此处以手机振动电机为例)，由此产生相应的振动信号。振动单元组由数个振动单元组成，每个振动单元与被测部分身体接触，使人容易感知振动信号。多个微型振动马达，根据不同的调整要求，产生相应的振动信号。根据振动点的不同，振动强度，以及振动频率的不同，提示人向相应的方向以适宜的速度和调整角度调整姿态，以达到正确的姿势。而且采用微型马达，再配合电路板芯片，可以将整个提示装置做到很小，设备整体尺寸最小可以控制在5cm x 3cm，非常便于携带。
进一步作为优选的实施方式，所述电源模块包括有储电池与充电电路。通过储电池以及充电路，可以实现电源模块的充放电。而且利用电源模块，可以使得姿态提示装置的使用更加方便。
进一步作为优选的实施方式，所述佩戴机构可以采用绑带或者魔术贴固定在人体上。
参见图4，以背部测量及更正过程为例，首先进行初始化。初始状态时，人体坐姿端正。此时IMU读取出初始化的数据，并通过标定算法计算出，人背部相对于传感器的姿态。初始化后，当人的坐姿错误导致背部姿势出现明显偏差，IMU会观测到背部姿态错误，并以相应的振动信号提示用户进行姿态更正，指导用户恢复到合适的姿态。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.姿态提示装置，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)中设有单片机控制板(3)，所述单片机控制板(3)中包括有IMU惯性测量单元(2)以及无线通讯模块(5)，所述外壳(1)中还包括振动模块(4)，所述振动模块(4)与单片机控制板(3)电连接，所述外壳(1)中还包括电源模块，所述电源模块与单片机控制板(3)以及振动模块(4)电连接，所述外壳(1)外设有佩戴机构。
2.根据权利要求1所述的姿态提示装置，其特征在于：所述振动模块(4)包括微型马达组。
3.根据权利要求2所述的姿态提示装置，其特征在于：所述单片机控制板(3)还包括控制单元，所述控制单元控制微型马达组的振动频率与强度。
4.根据权利要求3所述的姿态提示装置，其特征在于：所述微型马达组包括有两个以上的马达单元。
5.根据权利要求1所述的姿态提示装置，其特征在于：所述电源模块包括有储电池与充电电路。
6.根据权利要求1所述的姿态提示装置，其特征在于：所述佩戴机构包括绑带。
7.根据权利要求1所述的姿态提示装置，其特征在于：所述佩戴机构包括魔术贴。
CN201810048608.XA 2018-01-18 2018-01-18 姿态提示装置 Pending CN108095697A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810048608.XA CN108095697A (zh) 2018-01-18 2018-01-18 姿态提示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810048608.XA CN108095697A (zh) 2018-01-18 2018-01-18 姿态提示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108095697A true CN108095697A (zh) 2018-06-01

Family

ID=62219756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810048608.XA Pending CN108095697A (zh) 2018-01-18 2018-01-18 姿态提示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108095697A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111265221A (zh) * 2020-02-26 2020-06-12 山东大学 一种久坐式脊柱侧弯主动矫正康复辅具及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105120064A (zh) * 2015-07-14 2015-12-02 上海海漾软件技术有限公司 一种可穿戴设备对通信信息进行分类提醒的方法及装置
CN106510719A (zh) * 2016-09-30 2017-03-22 歌尔股份有限公司 一种用户姿态监测方法和可穿戴设备
CN106643708A (zh) * 2016-09-21 2017-05-10 苏州坦特拉自动化科技有限公司 一种基于imu的交互式坐姿矫正装置、坐姿矫正器及监测软件
CN206224378U (zh) * 2016-09-09 2017-06-06 广东乐源数字技术有限公司 一种手环消息节能提示的系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105120064A (zh) * 2015-07-14 2015-12-02 上海海漾软件技术有限公司 一种可穿戴设备对通信信息进行分类提醒的方法及装置
CN206224378U (zh) * 2016-09-09 2017-06-06 广东乐源数字技术有限公司 一种手环消息节能提示的系统
CN106643708A (zh) * 2016-09-21 2017-05-10 苏州坦特拉自动化科技有限公司 一种基于imu的交互式坐姿矫正装置、坐姿矫正器及监测软件
CN106510719A (zh) * 2016-09-30 2017-03-22 歌尔股份有限公司 一种用户姿态监测方法和可穿戴设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111265221A (zh) * 2020-02-26 2020-06-12 山东大学 一种久坐式脊柱侧弯主动矫正康复辅具及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105078450B (zh) 一种可实现脑电检测的健康服务机器人
CN107812373A (zh) 姿势训练矫正设备、姿势训练与矫正的控制方法
CN203989681U (zh) 智能哑铃
CN105068654A (zh) 基于can总线和惯性传感器的动作捕获系统及方法
CN205198908U (zh) 一种健身辅助系统
CN204303137U (zh) 一种身体姿态监测终端及系统
CN108154912A (zh) 一种应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统
CN105233487A (zh) 一种健身辅助系统及方法
CN205198906U (zh) 一种用于辅助健身的运动模式纠正系统
CN109541947A (zh) 智能家居设备的控制方法、装置、设备和智能家居设备
CN104998381A (zh) 基于可穿戴传感和触觉反馈的步态矫正系统
CN105082149A (zh) 一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人
CN105310686A (zh) 一种可实现心电检测的健康服务机器人
CN107260181A (zh) 八段锦训练运动轨迹采集装置及其分析方法
CN107292105A (zh) 一种饮水信息的生成方法及生成装置
CN108095697A (zh) 姿态提示装置
CN106307719B (zh) 一种电力系统维修用的绝缘手套
CN111870249A (zh) 一种基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统及其使用方法
CN107802273A (zh) 一种抑郁状态监测装置、系统及预测方法
CN109388226A (zh) 一种智能穿戴设备
CN207804991U (zh) 姿势训练矫正设备
CN208077115U (zh) 可穿戴运动设备和运动监测系统
CN204351978U (zh) 穿戴式腰部姿态检测和矫正装置
CN203802470U (zh) 一种人体颈部活动量检测装置
CN206332667U (zh) 节能手表

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication