CN108114399B - 跑步姿势矫正系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跑步姿势矫正系统与基于该矫正系统实现的矫正方法。跑步姿势矫正系统，包括处理器，以及与处理器连接的无线通讯装置、存储器、足部采集反馈组件、腰臀部采集反馈组件、脊椎采集反馈组件、头部采集反馈组件。提供了一种切实可行的跑步姿势调整设备与实施步骤，能够实时采集跑步者在跑步中各部位的关键数据，并针对跑步者的实时数据进行各部位的相应震动和语音提醒，实现实时反馈，相应部位提示精准快速，矫正效果良好。

Description

跑步姿势矫正系统及方法

技术领域

本发明属于传感器及互联网技术领域，涉及一种跑步姿势矫正系统及方法。

背景技术

随着人们物质条件的日益改善，生活品质已经成为大多数城市人的追求，而健康则是保证生活品质的重要基石。在调整饮食结构，排解精神压力的同时，越来越多的人进行健身运动来提升身体的活力，维持身体状态的平衡。跑步对场地要求低，可独自进行，也正因为此，，大部分人都会选择跑步运动。

但很多人在跑步一段时间后会出现膝盖疼痛的现象，去医院检查会发现半月板或髌骨关节磨损严重，究其原因是由于大部分人缺乏专业的指导，采用了不正确的跑步姿势。经专利查询我们发现，现有技术中虽然有针对跑步姿势矫正方面的研究，但都是通过采集跑步者图像与标准跑步图像来进行比对与矫正，这种方式只能在跑步采集图像之后再进行分析，缺少及时反馈，效率极其低下，而且对于跑步者来说没有落实在身体各部位的直观印象，只能再次跑步后再次比对。而且，图像式的比对太过于呆板，每个人的身形，各部位的比例都有区别，简单地套用标准图像并进行各部位位置的模仿反而可能对跑步者身体健康不利。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种跑步姿势矫正系统与基于该矫正系统实现的矫正方法，针对人体各个关键部位进行关键信息采集，并实时进行计算后在需要矫正的相应位置给予矫正提示。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

跑步姿势矫正系统，包括处理器，以及与处理器连接的无线通讯装置、存储器、足部采集反馈组件、腰臀部采集反馈组件、脊椎采集反馈组件、头部采集反馈组件；

所述足部采集反馈组件为两组，分别与两足相对应，每组足部采集反馈组件包括第一足部压力感应反馈组、第二足部压力感应反馈组、第三足部压力感应反馈组；所述第一足部压力感应反馈组包括设置在脚尖位置的前左侧压力传感器、前右侧压力传感器，以及与前左侧压力传感器、前右侧压力传感器位置相对应的前左侧震动芯片、前右侧震动芯片；所述第二足部压力感应反馈组包括设置在脚掌中部位置的中左侧压力传感器、中部压力传感器、中右侧压力传感器，以及与中左侧压力传感器、中右侧压力传感器位置相对应的中左侧震动芯片、中右侧震动芯片，所述第三足部压力感应反馈组包括设置在脚跟位置的后左侧压力传感器、后右侧压力传感器，以及与后左侧压力传感器、后右侧压力传感器位置相对应的后左侧震动芯片、后右侧震动芯片；足部采集反馈组件还包括GPS定位芯片，所述GPS定位芯片设置在脚掌中部位置；

所述腰臀部采集反馈组件包括设置在腰椎处的腰椎倾斜度采集装置和腰椎震动芯片；所述脊椎采集反馈组件包括设置在脊椎中部的脊中倾斜度采集装置以及设置脊椎上部的脊顶倾斜度采集装置，以及与脊中倾斜度采集装置和脊顶倾斜度采集装置位置相应的脊中震动芯片和脊顶震动芯片；所述头部采集反馈组件包括设置在额头位置的头部倾斜度采集装置，所述头部采集反馈组件还包括语音播放器；

所述处理器用于获取各采集反馈组件采集到的数据，经过计算后启动相应的震动芯片进行震动提醒和/或通过语音播放器播放相应的语音提示。

进一步的，还包括与处理器连接的手臂采集反馈组件和腿部采集反馈组件，所述手臂采集反馈组件包括设置在肘部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片，所述腿部采集反馈组件包括设置在膝部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片。

进一步的，所述腰臀部采集反馈组件还包括设置在尾椎处的骨盆倾斜度采集装置。

进一步的，所述脊顶倾斜度采集装置设置在第7颈椎棘突位置处。

进一步的，所述倾斜度采集装置为角度传感器、倾角计、陀螺仪或是GPS定位芯片。

本发明还提供了跑步姿势矫正方法，包括如下步骤：

测量跑步者的身体数据，计算得到推荐的步幅、推荐的摆臂角度和推荐的抬腿角度，将这些数值输入处理器中，在系统处理器中输入足部压力最大阈值、足部平衡报警阈值、脊椎倾斜度正常阈值范围、骨盆倾斜度正常阈值范围；

跑步者装备矫正系统，将两组足部采集反馈组件分别装备在跑步者左足底和右足底；将腰臀部采集反馈组件中腰椎倾斜度采集装置设置在跑步者背部腰椎处，将骨盆倾斜度采集装置设置在跑步者骶骨下端；将脊椎采集反馈组件中脊中倾斜度采集装置设置在脊椎中部，将脊顶倾斜度采集装置设置在脊椎上部；将头部倾斜度采集装置设置在额头中部，并在头部佩戴语音播放器；

足部采集反馈组件采集双足各个采集点的压力值数据及压力值产生时间，并传输至处理器，处理器针对足部各压力值进行如下判断：

当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第二和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动前部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地部位需要调整；

当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第一和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器在语音播放器中进行语音播放提示触地正确；

当第二足部压力感应反馈组中三个压力传感器采集到的压力均值大于足部压力最大阈值时，则处理器启动中部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地力度过大；

当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第一和第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动后左侧和后右侧震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地部位需要调整；

当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值中，前左侧和前右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；

当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值中，中左侧和中右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；

当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值中，后左侧和后右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；

腰臀部采集反馈组件和脊椎采集反馈组件采集脊椎倾斜度数据并传输至处理器，处理器获取实时脊顶倾斜角度以及脊中倾斜角度，并与脊椎倾斜度正常阈值范围进行比对，当实时脊顶倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊顶位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整脊顶位置；当实时脊中倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊中位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整脊中位置；

头部采集反馈组件将头部倾斜度数据传输至处理器中，处理器判断头部倾斜度超出头部倾斜度正常阈值范围时，处理器通过语音播放器进行语音播放提示需要调整头部前倾角度；

骨盆倾斜度采集装置采集骶骨下端倾斜度数据并传输至处理器中，处理器根据该数据，结合腰椎倾斜度数据计算得到实时骨盆倾斜角度，当实时骨盆倾斜角度超出骨盆倾斜度正常阈值范围时，处理器触发腰椎位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整腰椎位置；

脚掌中部位置的GPS定位芯片将每次落脚时位置数据发送至处理器，处理器通过计算相邻落脚点之间的距离算出当前步幅，当步幅持续超过或低于推荐的步幅±允许误差范围值一段时间时，则处理器通过语音播放器进行语音播放提示需要调整步幅；

手臂采集反馈组件将肘部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的肘部倾角，得到每次上臂摆动的角度，当上臂摆动的角度持续超过推荐摆臂角度±允许误差范围值一段时间时，则处理器启动肘部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放提示需要调整手臂摆动幅度；

腿部采集反馈组件将膝部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的膝部倾角，得到每次大腿抬起的角度，当大腿摆动的角度持续超过推荐抬腿角度±允许误差范围值一段时间时，则处理器启动膝部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放提示需要调整腿部抬起幅度。

进一步的，所述推荐的步幅计算公式如下：

Rs＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/K)*(肌肉比例/M)*Ss

其中，H为身高标准值，取常数，Y为年龄标准值，取常数，K为年龄调整常数，一般取50，M为肌肉比例标准值，取常数，Ss为步幅标准值；

所述推荐的摆臂角度计算公式如下：

Ra＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/J)*(肌肉比例/M)*As

As为摆臂角度标准值，J为年龄调整常数，一般取100；

所述推荐的抬腿角度计算公式如下：

Rl＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/M)*(肌肉比例/M)*Ls

Ls为抬腿角度标准值，M为年龄调整常数，一般取100。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明提供的跑步姿势矫正系统和方法，提供了一种切实可行的跑步姿势调整设备与实施步骤，能够实时采集跑步者在跑步中各部位的关键数据，并针对跑步者的实时数据进行各部位的相应震动和语音提醒，实现实时反馈，相应部位提示精准快速，矫正效果良好。

附图说明

图1为本发明提供的跑步姿势矫正系统结构框图，由于绘图空间限制，足部采集反馈组件中将压力传感器和震动芯片绘制在一个框图中。

图2为足部采集反馈组件中各部件在足底分布示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示的跑步姿势矫正系统，包括处理器，以及与处理器连接的跑步数据采集装置、无线通讯装置、存储器、以及各组采集反馈组件。具体的，采集反馈组件包括：足部采集反馈组件、腰臀部采集反馈组件、脊椎采集反馈组件、头部采集反馈组件。处理器用于接收各反馈组件中的数据采集装置(如各传感器)采集到的数据，经过相应的计算、判断后将反馈信息传输至各反馈组件中的提醒装置中(如震动芯片、语音播放器)。处理器可以通过云端服务器进行控制，也可以连接触摸显示屏，由跑步者直接在触摸显示屏上对处理器连接的各个部件进行相应的控制。跑步数据采集装置可采用智能手环等常规设备或能够实现相应功能的集成芯片，用于采集跑步者的常规跑步数据，如速度、计步数、距离等等。存储器用于存储处理器接收到和输出的各种数据，而无线通讯装置可采用能够与无线网络连接的一种或多种通讯芯片(如wifi芯片，移动网络通信芯片、蓝牙芯片等)，用于将存储器中的数据传输至云端服务器进行历史数据的存储，以供详细记录分析。此外，本系统还包括供电装置，处理器、存储器和无线通讯装置具有独立的供电电池，跑步数据采集装置具备独立供电电池，而各组采集反馈组件由于设置在人体的不同位置，也应具备各自独立的供电电池，并且，每组采集反馈组件中均应具备无线通讯装置，从而能够与处理器之间形成无线信息传输，每组采集反馈组件中的无线通讯装置也可采用wifi芯片，移动网络通信芯片、蓝牙芯片等。

其中，足部采集反馈组件为两组，分别与两足相对应，每只脚上设置有一组足部采集反馈组件。

每组足部采集反馈组件包括第一足部压力感应反馈组、第二足部压力感应反馈组、第三足部压力感应反馈组。如图2所示，其中，第一足部压力感应反馈组包括设置在脚尖位置的前左侧压力传感器1、前右侧压力传感器2，前左侧压力传感器设置在脚尖下方左侧，而前右侧压力传感器设置在脚尖下方右侧。在前左侧压力传感器处还设置有前左侧震动芯片3，在前右侧压力传感器位置处还设置有前右侧震动芯片4。震动芯片最好能够与脚尖皮肤或袜子相贴，以向跑步者产生准确的震动提醒。

第二足部压力感应反馈组包括设置在脚掌中部位置的中左侧压力传感器5、中部压力传感器6、中右侧压力传感器7，这里所指的脚掌中部并非脚掌正中心，而是脚前掌略靠近脚掌中部的位置，为正确的足部与地面第一接触点。中左侧压力传感器设置在脚掌中部位置的左侧，中部侧压力传感器设置在脚掌中部位置的中心，中右侧压力传感器设置在脚掌中部位置的右侧。在中左侧压力传感器处还设置有中左侧震动芯片8，在中右侧压力传感器处还设置有中右侧震动芯片9。脚掌中部位置还设置有GPS定位芯片，该定位芯片用于采集每次落脚点的准确位置，通过计算相邻落脚点之间的距离算出当前步幅。

第三足部压力感应反馈组包括设置在脚跟位置的后左侧压力传感器10、后右侧压力传感器11。后左侧压力传感器设置在脚跟位置的左侧，后右侧压力传感器设置在脚跟位置的右侧。在后左侧压力传感器10处还设置有后左侧震动芯片12，在后右侧压力传感器11位置处还设置有后右侧震动芯片13。

腰臀部采集反馈组件包括设置在腰椎处的腰椎倾斜度采集装置和腰椎震动芯片；而脊椎采集反馈组件包括设置在脊椎中部的脊中倾斜度采集装置以及设置脊椎上部的脊顶倾斜度采集装置，脊中倾斜度采集装置设置在脊骨胸椎处，脊顶倾斜度采集装置设置在第7颈椎棘突位置处。在脊中倾斜度采集装置处还设置有脊中震动芯片，在脊顶倾斜度采集装置处还设置有脊顶震动芯片。倾斜度采集装置可采用角度传感器、倾角计、陀螺仪或是GPS定位芯片，前三者可直接得出倾斜度采集装置所在位置的倾角，当采用GPS定位芯片时，处理器可根据各定位(三维)位置计算腰椎、脊中、脊顶各点之间连线的倾斜角度。

此外，腰臀部采集反馈组件还包括设置在尾椎处的骨盆倾斜度采集装置，骨盆倾斜度采集装置设置在跑步者骶骨下端，可采用与上述腰臀部采集反馈组件中的倾斜度采集装置相同的元器件，采集骶骨下端倾斜度或位置，当采集位置时，可配合腰椎倾斜度采集装置算出骨盆倾斜角度。

头部采集反馈组件包括设置在额头位置的头部倾斜度采集装置。头部倾斜度采集装置可采用角度传感器、倾角计、陀螺仪，通过头部倾斜度采集装置可采集到头部倾斜角度。此外，在头部还设置有语音播放器。语音播放器可采用无线通讯耳机(如蓝牙耳机)。

各组采集反馈组件彼此独立控制，即可通过处理器开启或关闭相应的采集反馈组件的采集和反馈功能，以便跑步者针对各个部位进行分别矫正，以免反馈提醒信息过多而令跑步者无所适从，尤其适用于初期矫正者。

作为改进，本系统还包括与处理器连接的手臂采集反馈组件和腿部采集反馈组件，手臂采集反馈组件包括设置在肘部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片，肘部的加速度传感器能够采集到各个时点肘部的加速度，并获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的肘部倾角，从而得到每次上臂摆动的角度，倾斜度采集装置可采用角度传感器、倾角计、陀螺仪或是GPS定位芯片，前三者可直接得出倾斜度采集装置所在位置的倾角，当采用GPS定位芯片时，应在肩部设置另一GPS定位芯片，处理器可根据肘部和肩部GPS定位芯片采集到的位置信息，基于肘部、肩部位置连线计算上臂摆动角度。腿部采集反馈组件包括设置在膝部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片。同样的，膝部的加速度传感器能够采集到各个时点膝部的加速度，并获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的膝部倾角，从而得到每次大腿抬起的角度，倾斜度采集装置可采用角度传感器、倾角计、陀螺仪或是GPS定位芯片，前三者可直接得出倾斜度采集装置所在位置的倾角，当采用GPS定位芯片时，应在大腿根部设置另一GPS定位芯片，处理器可根据膝部和大腿根部GPS定位芯片采集到的位置信息，基于膝部、大腿根部位置连线计算大腿抬起角度。

基于上述系统，本发明还提供了切实可行的跑步姿势矫正方法，包括如下步骤：

测量跑步者的身高、体重、肌肉脂肪比例、上臂长度、大腿长度等关键数据，计算得到推荐的步幅、摆臂角度和抬腿角度，将这些数值输入系统处理器中。本例提供基础步幅计算公式如下：

Rs＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/K)*(肌肉比例/M)*Ss

其中，H为身高标准值，取常数，Y为年龄标准值，取常数，K为年龄调整常数，一般取50，M为肌肉比例标准值，取常数，Ss为步幅标准值，上述取值可根据需要调整，应根据性别有不同的标准值。

摆臂角度和抬腿角度计算公式分别如下：

Ra＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/J)*(肌肉比例/M)*As

As为摆臂角度标准值，J为年龄调整常数，一般取100，上述取值可根据需要调整，应根据性别有不同的标准值。

Rl＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/M)*(肌肉比例/M)*Ls

Ls为抬腿角度标准值，M为年龄调整常数，一般取100，上述取值可根据需要调整，，应根据性别有不同的标准值。

摆臂角度和抬腿角度也可以在专业指导者指导下，让跑步者摆出跑步姿势后，测量角度，输入系统处理器中。同时，在系统处理器中输入足部压力最大阈值、足部平衡报警阈值、脊椎倾斜度正常阈值范围、骨盆倾斜度正常阈值范围、头部倾斜度正常阈值范围。倾斜度数值也可以在专业指导者指导下，让跑步者摆出跑步姿势后，测量角度，输入系统处理器中。

跑步者装备矫正系统，将两组足部采集反馈组件分别装备在跑步者左足底和右足底；将腰臀部采集反馈组件中腰椎倾斜度采集装置设置在跑步者背部腰椎处，将骨盆倾斜度采集装置设置在跑步者骶骨下端；将脊椎采集反馈组件中脊中倾斜度采集装置设置在脊椎中部，将脊顶倾斜度采集装置设置在脊椎上部第7颈椎棘突位置处；将头部倾斜度采集装置设置在额头中部，并在头部佩戴语音播放器。为系统供电，通过操作处理器开启本次需要参与反馈矫正的采集反馈组件。

足部采集反馈组件采集双足各个采集点的压力值数据及压力值产生时间，并传输至处理器。在脚掌一次着力中，第一足部压力感应反馈组采集脚尖左右两侧压力值，第二足部压力感应反馈组采集脚掌中部左、中、右压力值，第三足部压力感应反馈组采集脚跟左右两侧压力值。处理器针对足部各压力值进行如下判断：

当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间(由于有前左侧和前右侧两个压力传感器，取其中最早的值)早于第二和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动前左侧和前右侧震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放：“脚尖先触地，需要调整足部触地部位”。

当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间(由于有三个中部压力传感器，取其中最早的值)早于第一和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器在语音播放器中进行语音播放：“足部触地部位正确”。当第二足部压力感应反馈组中三个压力传感器采集到的压力均值大于足部压力最大阈值时，则处理器启动三个中部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放：“脚掌中部触地力度过大”。

当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间(由于有后左侧和后右侧两个压力传感器，取其中最早的值)早于第一和第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动后左侧和后右侧震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放：“脚跟先触地，需要调整足部触地部位”。

当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值中，前左侧和前右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放：“脚尖部左侧压力过大”。或“脚尖部右侧压力过大”。

当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值中，中左侧和中右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放：“脚掌中部左侧压力过大”。或“脚掌中部右侧压力过大”。

当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值中，后左侧和后右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放：“脚跟左侧压力过大”。或“脚跟右侧压力过大”。

当同时播放多条语音提示时，需按顺序一条一条播放。

腰臀部采集反馈组件和脊椎采集反馈组件采集脊椎倾斜度数据并传输至处理器，处理器获取实时脊顶倾斜角度以及脊中倾斜角度，并与脊椎倾斜度正常阈值范围进行比对，当实时脊顶倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊顶位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放：“脊椎上部倾斜度过大，请向后调整脊顶位置”。或“脊椎上部倾斜度过小，请向前调整脊顶位置”。当实时脊中倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊中位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放：“脊椎下部倾斜度过大，请向后调整脊中位置”。或“脊椎下部倾斜度过小，请向前调整脊中位置”。

头部采集反馈组件将头部倾斜度数据传输至处理器中，处理器判断头部倾斜度超出头部倾斜度正常阈值范围时，处理器通过语音播放器进行相应的语音播放：“头部前倾角度过大，请调整”，或“头部前倾角度过小，请调整”。

骨盆倾斜度采集装置采集骶骨下端倾斜度数据并传输至处理器中，处理器根据该数据，结合腰椎倾斜度数据计算得到实时骨盆倾斜角度。当实时骨盆倾斜角度超出骨盆倾斜度正常阈值范围时，处理器触发腰椎位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放：“骨盆倾斜度过大，请向后调整腰椎位置”。或“骨盆倾斜度过小，请向前调整腰椎位置”。

脚掌中部位置的GPS定位芯片将每次落脚时位置数据发送至处理器，处理器通过计算相邻落脚点之间的距离算出当前步幅。当步幅持续超过或低于推荐的步幅±允许误差范围值一段时间时(例如30秒或10次)，则处理器通过语音播放器进行语音播放：“步幅过大，请调整”，或“步幅过小，请调整”。

手臂采集反馈组件将肘部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的肘部倾角，得到每次上臂摆动的角度。当上臂摆动的角度持续超过推荐摆臂角度±允许误差范围值一段时间时(例如30秒或10次)，则处理器启动肘部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放：“手臂摆动幅度过大，请调整”，或“手臂摆动幅度过小，请调整”。

腿部采集反馈组件将膝部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的膝部倾角，得到每次大腿抬起的角度。当大腿摆动的角度持续超过推荐抬腿角度±允许误差范围值一段时间时(例如30秒或10次)，则处理器启动膝部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放：“腿部抬起幅度过大，请调整”，或“腿部抬起幅度过小，请调整”。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.跑步姿势矫正系统的矫正方法，其特征在于：跑步姿势矫正系统包括处理器，以及与处理器连接的无线通讯装置、存储器、足部采集反馈组件、腰臀部采集反馈组件、脊椎采集反馈组件、头部采集反馈组件、手臂采集反馈组件和腿部采集反馈组件；

所述足部采集反馈组件为两组，分别与两足相对应，每组足部采集反馈组件包括第一足部压力感应反馈组、第二足部压力感应反馈组、第三足部压力感应反馈组；所述第一足部压力感应反馈组包括设置在脚尖位置的前左侧压力传感器、前右侧压力传感器，以及与前左侧压力传感器、前右侧压力传感器位置相对应的前左侧震动芯片、前右侧震动芯片；所述第二足部压力感应反馈组包括设置在脚掌中部位置的中左侧压力传感器、中部压力传感器、中右侧压力传感器，以及与中左侧压力传感器、中部压力传感器、中右侧压力传感器位置相对应的中左侧震动芯片、中部震动芯片、中右侧震动芯片，所述第三足部压力感应反馈组包括设置在脚跟位置的后左侧压力传感器、后右侧压力传感器，以及与后左侧压力传感器、后右侧压力传感器位置相对应的后左侧震动芯片、后右侧震动芯片；足部采集反馈组件还包括GPS定位芯片，所述GPS定位芯片设置在脚掌中部位置；

所述腰臀部采集反馈组件包括设置在腰椎处的腰椎倾斜度采集装置和腰椎震动芯片，还包括设置在尾椎处的骨盆倾斜度采集装置；所述脊椎采集反馈组件包括设置在脊椎中部的脊中倾斜度采集装置以及设置脊椎上部的脊顶倾斜度采集装置，以及与脊中倾斜度采集装置和脊顶倾斜度采集装置位置相应的脊中震动芯片和脊顶震动芯片；所述头部采集反馈组件包括设置在额头位置的头部倾斜度采集装置，所述头部采集反馈组件还包括语音播放器；

所述手臂采集反馈组件包括设置在肘部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片，所述腿部采集反馈组件包括设置在膝部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片；

所述处理器用于获取各采集反馈组件采集到的数据，经过计算后启动相应的震动芯片进行震动提醒和/或通过语音播放器播放相应的语音提示；

矫正方法包括如下步骤：

测量跑步者的身体数据，计算得到推荐的步幅、推荐的摆臂角度和推荐的抬腿角度，将这些数值输入处理器中，在系统处理器中输入足部压力最大阈值、足部平衡报警阈值、脊椎倾斜度正常阈值范围、骨盆倾斜度正常阈值范围；

跑步者装备矫正系统，将两组足部采集反馈组件分别装备在跑步者左足底和右足底；将腰臀部采集反馈组件中腰椎倾斜度采集装置设置在跑步者背部腰椎处，将骨盆倾斜度采集装置设置在跑步者骶骨下端；将脊椎采集反馈组件中脊中倾斜度采集装置设置在脊椎中部，将脊顶倾斜度采集装置设置在脊椎上部；将头部倾斜度采集装置设置在额头中部，并在头部佩戴语音播放器；

足部采集反馈组件采集双足各个采集点的压力值数据及压力值产生时间，并传输至处理器，处理器针对足部各压力值进行如下判断：

当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第二和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动前部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地部位需要调整；

当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第一和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器在语音播放器中进行语音播放提示触地正确；

当第二足部压力感应反馈组中三个压力传感器采集到的压力均值大于足部压力最大阈值时，则处理器启动中部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地力度过大；

当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第一和第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动后左侧和后右侧震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地部位需要调整；

当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值中，前左侧和前右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；

当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值中，中左侧和中右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；

当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值中，后左侧和后右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；

腰臀部采集反馈组件和脊椎采集反馈组件采集脊椎倾斜度数据并传输至处理器，处理器获取实时脊顶倾斜角度以及脊中倾斜角度，并与脊椎倾斜度正常阈值范围进行比对，当实时脊顶倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊顶位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整脊顶位置；当实时脊中倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊中位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整脊中位置；

头部采集反馈组件将头部倾斜度数据传输至处理器中，处理器判断头部倾斜度超出头部倾斜度正常阈值范围时，处理器通过语音播放器进行语音播放提示需要调整头部前倾角度；

骨盆倾斜度采集装置采集骶骨下端倾斜度数据并传输至处理器中，处理器根据该数据，结合腰椎倾斜度数据计算得到实时骨盆倾斜角度，当实时骨盆倾斜角度超出骨盆倾斜度正常阈值范围时，处理器触发腰椎位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整腰椎位置；

脚掌中部位置的GPS定位芯片将每次落脚时位置数据发送至处理器，处理器通过计算相邻落脚点之间的距离算出当前步幅，当步幅持续超过或低于推荐的步幅±允许误差范围值一段时间时，则处理器通过语音播放器进行语音播放提示需要调整步幅；

手臂采集反馈组件将肘部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的肘部倾角，得到每次上臂摆动的角度，当上臂摆动的角度持续超过推荐摆臂角度±允许误差范围值一段时间时，则处理器启动肘部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放提示需要调整手臂摆动幅度；

腿部采集反馈组件将膝部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的膝部倾角，得到每次大腿抬起的角度，当大腿摆动的角度持续超过推荐抬腿角度±允许误差范围值一段时间时，则处理器启动膝部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放提示需要调整腿部抬起幅度；

所述推荐的步幅计算公式如下：

Rs＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/K)*(肌肉比例/M)*Ss

其中，H为身高标准值，取常数，Y为年龄标准值，取常数，K为年龄调整常数，一般取50，M为肌肉比例标准值，取常数，Ss为步幅标准值；

所述推荐的摆臂角度计算公式如下：

Ra＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/J)*(肌肉比例/M)*As

其中，As为摆臂角度标准值，J为年龄调整常数，一般取100；

所述推荐的抬腿角度计算公式如下：

Rl＝(身高/H)*(1-|年龄-Y|/M)*(肌肉比例/M)*Ls

其中，Ls为抬腿角度标准值，M为年龄调整常数，一般取100。

2.根据权利要求1所述的跑步姿势矫正系统的矫正方法，其特征在于：所述脊顶倾斜度采集装置设置在第7颈椎棘突位置处。

3.根据权利要求1所述的跑步姿势矫正系统的矫正方法，其特征在于：所述倾斜度采集装置为角度传感器、倾角计、陀螺仪或是GPS定位芯片。