CN109770453A - 一种基于多种柔性传感器的体感服饰 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于多种柔性传感器的体感服饰，包括服饰本体，服饰本体上集成有一个或者多个柔性传感器、导电基座以及安装在导电基座上的控制器模块，柔性传感器与控制器模块之间通过柔性导线电性连接。在服饰上增设柔性传感器、控制器模块，可实时获取身体主要部位的尺寸数据以及全面的运动监测数据和人体生理体征信息，另外通过结合其他计算设备和云端服务器，可将用户身体各监测部位的动态数据通过驱动模块中的通信单元实时的传送到各智能终端，并结合软件实现与智能空间、虚拟环境的互动体验，同时通过结合云端的大数据分析和AI算法模型及时给出反馈，为健身者制定个性化的健身解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及体感服饰技术领域，特别涉及一种基于多种柔性传感器的体感服饰。
背景技术
随着社会和经济的不断发展，人们对身体素质和健康目标的要求日益增高，对生命质量的重视程度也越来越高，越来越多的人投入运动和健身中，并且开始使用智能设备来监测运动状态。然而，传统的运动监测技术，比如心率带，智能手表，健康手环等，往往仅能提供有限的运动监测数据，鲜有一种穿戴设备能将互动体感与健身运动结合，既能增加健身的趣味性，又能全面直观的掌握各种运动数据。并适应场景的各种变化，来满足人们移动化、个人化的健身需求。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其通过柔性传感器实时获取身体主要部位的尺寸、姿态、位移以及形变，进而获取全面的运动监测数据和人体生理体征信息。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于多种柔性传感器的体感服饰，包括服饰本体，所述服饰本体上集成有一个或者多个用于采集人体各个部位的姿态、位移、形变等动态信息的柔性传感器、导电基座以及安装在导电基座上用于驱动柔性传感器的控制器模块，所述柔性传感器与控制器模块之间通过柔性导线电性连接，所述柔性传感器集成在服饰本体上的位置对应于人体的胸部、腰部、颈部、肩部、手臂、臀部、腿部或膝盖。
进一步，所述柔性传感器包括柔性拉伸传感器、位移传感器、以及应变传感器的一种或多种。
进一步，所述柔性拉伸传感器为电阻型、电容型、电感型的一种或多种组合传感器。
进一步，所述控制器模块包括锂电池、充电电路、模拟前端电路、数字信号处理单元以及数据存储和加密单元和人体运动检测单元；所述充电电路分别与模拟前端电路和数字信号处理单元连接，所述柔性传感器的输出端连接至模拟前端电路的输入端，所述模拟前端电路的输出端连接数字信号处理单元的输入端；
所述锂电池用于给模拟前端电路和数字信号处理单元供电；
所述模拟前端电路用于将所述柔性拉伸传感器测得的电阻、电容以及电感的变化转换为脉冲宽度变化的编码信号；
所述数字信号处理单元用于将所述编码信号转换为原始的感应变化量，并对所述感应变化量做数值域的滤波，以输出对应于一个或者多个柔性传感器的多种量纲变化指标。
进一步，所述控制器模块还包括其他集成传感器，所述其他集成传感器包括GPS模块、ECG模块、惯性传感单元以及温度湿度压力传感器等的一种或多种组合。
进一步，所述控制器模块还包括通信单元，所述通信单元由无线或者有线通讯接口向计算设备输出相应指标，计算设备包括移动智能终端、电脑主机、云服务器，所述计算设备在显示终端上呈现运动、身体各部位形状特征变化量以及使用所述变化量来构成一个交互式的应用场景；
显示终端为便携式计算机，平板电脑，智能手机或具有合适的通信和显示能力的常规显示屏，亦可集成或嵌入到穿衣镜或户外LED大屏中构成一个智能显示终端；
输出终端为包含有嵌入式微处理器或控制器的智能终端，如：智能音箱、语音助手、车载智能音响、智能家居等具有声光交互控制功能的智能终端设备。
进一步，所述服饰本体包括长袖、短袖、无袖上衣、长裤、短裤、内裤、胸罩、手套、腕带、肘带、臂带、腰带、束腹带、头饰、帽子、面罩、护膝带或袜子。
进一步，所述柔性导线包括柔性导电纤维、柔性导电纱线或柔性导电织物。
本发明的有益效果为：在服饰上增设柔性传感器、控制器模块，可实时获取身体主要部位的尺寸数据以及全面的运动监测数据和人体生理体征信息，另外通过结合其他计算设备和云端服务器，可将用户身体各监测部位的动态数据通过驱动模块中的通信单元（如蓝牙，wifi或以太网线缆等）实时的传送到各智能终端，并结合软件实现与智能空间、虚拟环境的互动体验，同时通过结合云端的大数据分析和AI算法模型及时给出反馈，为健身者制定个性化的健身解决方案，实现健身训练的“千人千面”。
附图说明
图1为本发明的电路控制原理图。
图2为本发明的结构示意图一。
图3为本发明的结构示意图二。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，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。
如附图所示，一种基于多种柔性传感器的体感服饰，包括服饰本体，所述服饰本体上集成有一个或者多个用于采集人体各个部位的姿态、位移、形变等动态信息的柔性传感器、导电基座以及安装在导电基座上用于驱动柔性传感器的控制器模块，所述柔性传感器与控制器模块之间通过柔性导线电性连接，所述柔性传感器集成在服饰本体上的位置对应于人体的胸部、腰部、颈部、肩部、手臂、臀部、腿部或膝盖。
所述柔性传感器包括柔性拉伸传感器、位移传感器、以及应变传感器的一种或多种。
所述柔性拉伸传感器为电阻型、电容型、电感型的一种或多种组合传感器。
所述控制器模块包括锂电池、充电电路、模拟前端电路、数字信号处理单元以及数据存储和加密单元和人体运动检测单元；所述充电电路分别与模拟前端电路和数字信号处理单元连接，所述柔性传感器的输出端连接至模拟前端电路的输入端，所述模拟前端电路的输出端连接数字信号处理单元的输入端；
所述锂电池用于给模拟前端电路和数字信号处理单元供电；
所述模拟前端电路用于将所述柔性拉伸传感器测得的电阻、电容以及电感的变化转换为脉冲宽度变化的编码信号；
所述数字信号处理单元用于将所述编码信号转换为原始的感应变化量，并对所述感应变化量做数值域的滤波，以输出对应于一个或者多个柔性传感器的多种量纲变化指标。
所述控制器模块还包括其他集成传感器，所述其他集成传感器包括GPS模块、ECG模块、惯性传感单元以及温度湿度压力传感器等的一种或多种组合。
所述控制器模块还包括通信单元，所述通信单元由无线或者有线通讯接口向计算设备输出相应指标，计算设备包括移动智能终端、电脑主机、云服务器，所述计算设备在显示终端上呈现运动、身体各部位形状特征变化量以及使用所述变化量来构成一个交互式的应用场景；显示终端为便携式计算机，平板电脑，智能手机或具有合适的通信和显示能力的常规显示屏，亦可集成或嵌入到穿衣镜或户外LED大屏中构成一个智能显示终端；输出终端为包含有嵌入式微处理器或控制器的智能终端，如：智能音箱、语音助手、车载智能音响、智能家居等具有声光交互控制功能的智能终端设备。
所述服饰本体包括长袖、短袖、无袖上衣、长裤、短裤、内裤、胸罩、手套、腕带、肘带、臂带、腰带、束腹带、头饰、帽子、面罩、护膝带或袜子。
所述柔性导线包括柔性导电纤维、柔性导电纱线或柔性导电织物。
该装置使用过程中，服饰本体包括裤子，内衣，内裤，抹胸，文胸，袜子，丝袜，头箍，手套以及头套等，上述服饰本体可采用柔性一体化设计，其包括：由可拉伸织物材料制成的服饰，和在该服饰上集成的由一个或多个新型柔性传感器、导电基座，以及一块包含了锂电池、充电电路、上电复位、模拟前端电路、惯性传感单元、数字信号处理器、数据存储和加密单元以及通信单元的可分离无线电子驱动模块所组成的实时拉伸、形变等变化量的所述控制器模块；本专利申请的体感服饰能够准确实时测量穿戴者身体相应部分的尺寸、形变和姿态变化，误差范围小于1%，为穿戴者的运动健身提供准确的数据支持。另外，所述体感服饰还可以包括运动衣，运动裤，运动内衣，运动内裤，运动抹胸，运动文胸，运动袜子，运动丝袜，运动头箍，运动护腿，运动护碗，运动手套，运动头套等。此时，控制器模块还能通过pcba板上的其他集成传感器（ECG模块，计步器等）辅助监测身体体征状态，通过传感器融合算法处理，该体感服饰能够准确实时获取穿戴者身体相应部分的尺寸变化，三维动态，运动姿态习惯监测，及心率，运动轨迹等信息为穿戴者的个人健康状态提供参考，帮助佩戴者了解自己的身体状况，及时调整运动类型和方式，达到真正意义上科学的运动效果。所述控制器模块与服饰本体上集成的导电基座为可分离设计，这样设计的控制器模块就可自动适配不同服饰上的导电基座。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：包括服饰本体，所述服饰本体上集成有一个或者多个用于采集人体各个部位的姿态、位移、形变等动态信息的柔性传感器、导电基座以及安装在导电基座上用于驱动柔性传感器的控制器模块，所述柔性传感器与控制器模块之间通过柔性导线电性连接，所述柔性传感器集成在服饰本体上的位置对应于人体的胸部、腰部、颈部、肩部、手臂、臀部、腿部或膝盖。
2.根据权利要求1所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述柔性传感器包括柔性拉伸传感器、位移传感器、以及应变传感器的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述柔性拉伸传感器为电阻型、电容型、电感型的一种或多种组合传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述控制器模块包括锂电池、充电电路、模拟前端电路、数字信号处理单元以及数据存储和加密单元和人体运动检测单元；所述充电电路分别与模拟前端电路和数字信号处理单元连接，所述柔性传感器的输出端连接至模拟前端电路的输入端，所述模拟前端电路的输出端连接数字信号处理单元的输入端；
所述锂电池用于给模拟前端电路和数字信号处理单元供电；
所述模拟前端电路用于将所述柔性拉伸传感器测得的电阻、电容以及电感的变化转换为脉冲宽度变化的编码信号；
所述数字信号处理单元用于将所述编码信号转换为原始的感应变化量，并对所述感应变化量做数值域的滤波，以输出对应于一个或者多个柔性传感器的多种量纲变化指标。
5.根据权利要求1所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述控制器模块还包括其他集成传感器，所述其他集成传感器包括GPS模块、ECG模块、惯性传感单元以及温度湿度压力传感器等的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述控制器模块还包括通信单元，所述通信单元由无线或者有线通讯接口向计算设备输出相应指标，计算设备包括移动智能终端、电脑主机、云服务器，所述计算设备在显示终端上呈现运动、身体各部位形状特征变化量以及使用所述变化量来构成一个交互式的应用场景；
显示终端为便携式计算机，平板电脑，智能手机或具有合适的通信和显示能力的常规显示屏，亦可集成或嵌入到穿衣镜或户外LED大屏中构成一个智能显示终端；
输出终端为包含有嵌入式微处理器或控制器的智能终端，如：智能音箱、语音助手、车载智能音响、智能家居等具有声光交互控制功能的智能终端设备。
7.根据权利要求1所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述服饰本体包括长袖、短袖、无袖上衣、长裤、短裤、内裤、胸罩、手套、腕带、肘带、臂带、腰带、束腹带、头饰、帽子、面罩、护膝带或袜子。
8.根据权利要求1所述的一种基于多种柔性传感器的体感服饰，其特征在于：所述柔性导线包括柔性导电纤维、柔性导电纱线或柔性导电织物。
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