CN110375910A - 检测装置、检测系统和数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测装置、检测系统和数据采集方法。检测装置用于检测头戴设备并包括：中空的头模，包括检测部位和连接所述检测部位的非检测部位，所述检测部位用于承载所述头戴设备，所述检测部位的刚度小于非检测部位的刚度；和设置在所述检测部位的内表面的压力传感器，所述压力传感器用于检测所述检测部位受到的压力。本申请实施方式的检测装置、检测系统和数据采集方式中，检测部位的刚度小于非检测部位的刚度，使得检测部位相较于费检测部位容易变形，从而使得设置在检测部位的内表面压力传感器可以准确地检测检测部位受到的压力。

Description

检测装置、检测系统和数据采集方法

技术领域

本申请涉及电子装置领域，特别涉及一种检测装置、检测系统和数据采集方法。

背景技术

头戴设备一般通过各类型结构装置固定在头部，为保证头戴设备的佩戴稳定性，各类型结构都需要收紧紧固在人体的头部，从而对头部区域产生压力，如果压力太大，会造成佩戴不适，影响体验。因此，往往需要模拟并采集头戴设备对人体头部的压力数据，以为头戴设备的设计提供基础。据此，如何较准确地模拟并采集头戴设备对人体头部的压力数据成为待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种检测装置、检测系统和数据采集方法。

本申请实施方式的检测装置用于检测头戴设备并包括：

中空的头模，包括检测部位和连接所述检测部位的非检测部位，所述检测部位用于承载所述头戴设备，所述检测部位的刚度小于非检测部位的刚度；和

设置在所述检测部位的内表面的压力传感器，所述压力传感器用于检测所述检测部位受到的压力。

本申请实施方式的检测系统包括上述的检测装置和连接所述压力传感器的数据采集设备，所述数据采集设备用于采集所述压力传感器输出的数据。

本申请实施方式的数据采集方法包括：

提供一检测装置，所述检测装置包括中空的头模和设置在所述检测部位的内表面的压力传感器，所述头模包括检测部位和连接所述检测部位的非检测部位，所述检测部位的刚度小于非检测部位的刚度；

将头戴设备承载于所述头模；

采集所述压力传感器输出的数据。

本申请实施方式的检测装置、检测系统和数据采集方式中，检测部位的刚度小于非检测部位的刚度，使得检测部位相较于费检测部位容易变形，从而使得设置在检测部位的内表面压力传感器可以准确地检测检测部位受到的压力，进而可以较准确地模拟并采集头戴设备对人体头部的压力数据。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的检测装置的立体示意图；

图2是本申请实施方式的检测装置的局部剖面示意图；

图3是本申请实施方式的压力传感器的结构示意图；

图4是本申请实施方式的检测系统的结构示意图；

图5是本申请实施方式的数据采集方法的流程示意图；

图6是本申请实施方式的数据采集方法的另一流程示意图；

图7是本申请实施方式的数据采集方法的又一流程示意图。

主要元件符号说明：

检测装置100、头戴设备200、头模10、检测部位11、非检测部位12、额头部13、后脑部14、头顶部15、鼻梁部16；压力传感器20、压力传感部21、检测系统300、数据采集设备310、运动设备320、装载台321、驱动组件322

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1及图2，本申请实施方式的检测装置100用于检测头戴设备200，检测装置100包括中空的头模10和压力传感器20，头模10包括检测部位11和非检测部位12。非检测部位12连接检测部位11。检测部位11用于承载头戴设备200。检测部位11的刚度小于非检测部位12的刚度。压力传感器20设置在检测部位11的内表面。压力传感器20用于检测检测部位11受到的压力。

本申请实施方式的检测装置100中，检测部位11的刚度小于非检测部位12的刚度，使得检测部位11相较于费检测部位11容易变形，从而使得设置在检测部位11的内表面压力传感器20可以准确地检测检测部位11受到的压力，进而可以较准确地模拟并采集头戴设备200对人体头部的压力数据。

具体地，检测装置100可以用于检测头戴设备200对头模10产生的压力，从而模拟头戴设备200对人体头部产生的压力，以为头戴设备200的设计提供基础，防止头戴设备200佩戴于人体头部时过松而容易掉落，或者过紧而导致人体的头部压力过大而影响用户体验。

头戴设备200例如为头盔、眼镜或者头戴式显示设备(Head Mount Display，HMD)，头戴式显示设备可以通过计算系统与光学系统的配合，在用户在佩戴头戴式显示设备后，可向用户的眼睛发送光学信号，从而实现虚拟现实(Virtual Reality，VR)、增强现实(Augmented Reality，AR)和混合现实(Mixed Reality，MR)等不同效果。

本实施方式中，以头戴设备200为头戴式显示设备作具体的描述。

本实施方式中，头模10(头部模型)是中空的，指的是头模10为一个空心的结构，头模10是一个壳体类物体。头模10具有一定的壁厚，头模10各个部位的壁厚可以根据需求设计呈不同的尺寸。

头模10可以采用单一的材料制成，例如，头模10的材料为硬质塑料、碳纤维或者薄型金属片材。硬质塑料例如为聚碳酸酯(PC)，硬质塑料容易成型，从而可以通过注塑的同一形成头模10。当然，头模10可以采用多种材料连接形成，例如，头模10的一部分材料为碳纤维，另一部分材料为硅胶等柔性材料。

可以理解，头模10具有外表面，头戴设备200位于头模10的外表面。

检测部位11用于承载头戴设备200，或者说，头戴设备200设置在检测部位11上，检测部位11可以为头戴设备200提供支撑力，以防止头戴设备200从检测部位11上脱落。头戴设备200可以通过绑带和/或支架等支撑结构设置在检测部位11上。

可以理解，刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。检测部位11的刚度小于非检测部位12的刚度，也即是说，检测部位11相较于非检测部位12更加容易变形，从而使得压力传感器20也可以产生形变而形成压力数据。

压力传感器20可以通过贴合的方式设置在检测部位11的内表面。例如，压力传感器20可以通过胶水贴设在检测部位11的内表面。在一个例子中，可以先在检测部位11的内表面涂设胶水，然后将压力传感器20粘贴在检测部位11的内表面。

压力传感器20可以压阻式传感器，也可以为压电式传感器。本实施方式中，压力传感器20为压阻式传感器。进一步地，压力传感器20为高分子聚合物电阻式传感器。高分子聚合物电阻式传感器具有灵敏度高、抗温漂能力强，因此，采用高分子聚合物电阻式传感器可以有效地采集检测部受到的压力，即使检测部产生微量的变化，压力传感器20可以捕获到。

请参阅图1，在某些实施中，检测部位11包括头模10的额头部13、后脑部14、头顶部15及鼻梁部16中的至少一个。例如，检测部位11包括额头部13和后脑部14。又如，检测部位11包括额头部13、鼻梁部16和后脑部14。也即是说，头模10的额头部13、后脑部14及鼻梁部16中的至少一个的内表面设置有压力传感器20。

一般地，头戴设备200佩戴于人体头部时，头戴设备200对人体的额头部13、后脑部14、头顶部15及鼻梁部16中的至少一个形成压力。因此，在头模10的额头部13、后脑部14及鼻梁部16中的至少一个的内表面设置压力传感器20，这样可以检测头模10的额头部13、后脑部14及鼻梁部16中的至少一个受到的压力，从而模拟人体头部受到的压力状况，为设计头戴设备200提供可靠的基础。

在某些实施方式中，检测部位11和非检测部位12的材质相同，检测部位11的厚度小于非检测部位12的厚度。例如，检测部位11和非检测部位12的材料均为硬质塑料，这样使得头模10可以通过一体成型的工艺制造形成。

检测部位11的厚度小于非检测部位12的厚度，这样使得检测部位11的刚度小于非检测部位12的刚度，从而使得检测部位11更加容易产生变形。在一个例子中，检测部位11可以通过去除材料的方式形成。例如，从头模10的内表面去除部分材料，从而使得检测部位11的厚度小于非检测部位12的厚度。

在某些实施方式中，检测部位11采用柔性材料制成。例如，柔性材料为硅胶。也即是说，采用柔性材料制成的检测部位11，这样使得检测部位11的刚度较小，以使检测部位11可以仿真人体头部的刚度，从而使得压力传感器20检测的数据更加可靠。

当然，在其他实施方式中，柔性材料也可以为弹簧等容易变形的材料。

请参阅图3，在某些实施方式中，压力传感器20包括多个压力传感部21，多个压力传感部21间隔排布。如此，压力传感器20采用多点式检测，这样使得压力传感器20更加灵敏，即使检测部位11产生微小的变形都可以被检测得到。

压力传感部21可以具有电阻应变片，电阻应变片可以将形变转化为电信号输出，从而可以采集检测部位11的受压情况。多个压力传感部21可以单独地输出数据，例如，每个压力传感部21连接单独的导线以将信号输出。当然，多个压力传感部21也可以共同地输出信号，例如，多个压力传感部21共用一个导线，共用的导线输出的信号为多个压力传感部21输出的信号的总和。

需要指出是的，任意相邻两个压力传感部21之间的距离可以相同，也可以不同。

具体地，在一个例子中，多个压力传感部21呈矩形阵列式排布。例如，多个压力传感部21呈4*4矩阵排布。

当然，在其他实施方式中，多个压力传感部21也可以圆形、菱形等形状排布。

压力传感器20还包括连接多个传感部21的连接部22。如此，连接部22使得压力传感器20形成一个整体。

请参阅图4，本申请还提供了一种检测系统300，本申请实施方式的检测系统300包括检测装置100和数据采集设备310。数据采集设备310连接压力传感器20。数据采集设备310用于采集压力传感器20输出的数据。

如此，检测系统300可以采集压力传感器20输出的数据，从而为头戴设备200的设计提供客观的数据基础。

数据采集设备310例如为个人电脑、掌上电脑、平板电脑、手机或智能穿戴设备等可以接收数据的设备。如图4的示例中，数据采集设备310为笔记本电脑。

在某些实施方式中，检测系统300包括佩戴于头模10的头戴设备200，数据采集设备310用于根据压力传感器20输出的数据计算检测部位11的形变量，并根据形变量计算头戴设备200相对于头模10的位移量。

如此，通过对压力传感器20输出的数据分析，可以得到头戴设备200相对于头模10的位移量，从而获得佩戴在头模10上的穿戴设备对头模10的影响状况，从而可以得到模拟头戴设备200对人体头部的数据信息，以为头戴设备200的外观设计和结构设计提供参考。

在某些实施方式中，检测系统300包括运动设备320，头模10设置在运动设备320上，运动设备320用于驱动头模10运动。如此，运动设备320可以使得头模10模拟人体的行走、跑步等运动状态，从而可以获取压力传感器20在头模10处于运动状态中输出的数据，以从模拟人体状态的多个方面采集头戴设备200对头模10的影响，从而为头戴设备200的设计提供不同方面的数据。

在某些实施方式中，运动设备320包括装载台321和连接装载台321的驱动组件322。头模10可以设置在装载台321上。驱动组件322用于驱动装载台321振动和/或转动。如此，通过振动和/或转动的配合，可以模拟人体的各种状态，从而可以获取更加丰富的数据信息。

具体地，头模10可以固定在装载台321上，例如，装载台321可以设置有安装结构，头模10可以通过卡扣的方式与安装结构固定在一起。

驱动组件322可以为齿轮和/或连杆等机构。在一个例子中，驱动组件322包括电机，装载台321与电机的输出轴连接，从而使得电机可以驱动装载台321转动。在另一个例子中，驱动组件322包括多个液压缸，多个液压缸设置在装载台321的不同部位，从而可以通过液压缸驱动装载台321振动。

请参阅图5，本申请方式还提供了一种数据采集方法，数据采集方法包括步骤：

010，提供一检测装置100，检测装置100包括中空的头模10和设置在检测部位11的内表面的压力传感器20，头模10包括检测部位11和连接检测部位11的非检测部位12，检测部位11的刚度小于非检测部位12的刚度；

020，将头戴设备200承载于头模10；

030，采集压力传感器20输出的数据。

如此，通过采集压力传感器20输出的数据，这样可以为头戴设备200的设计提供数据基础，从而使得头戴设备200更加符合用户的需求和体验。

具体地，步骤010中的检测装置100请参考以上实施方式中的检测装置100，在此不再赘述。

在步骤020中，头戴设备200承载于检测部位11指的是检测部位11可以为头戴设备200提供承载力，以防止头戴设备200从头模10上脱落。

在步骤030中，步骤030可以在步骤020前执行，也可以在步骤020后执行，或者在步骤020前后均执行。在一个例子中，在未将头戴设备200佩戴于头模10前，采集压力传感器20输出的数据，在将头戴设备200佩戴于头模10后，再次采集压力传感器20输出的数据；这样可以多次采集压力传感器20输出的数据，可以分析头戴设备200佩戴于头模10前后的变化，以得到头戴设备200对头模10的影响。

步骤030中，可以在头模10处于静止的状态下采集压力传感器20输出的数据，这样可以在头模10处于静止状态下获取头戴设备200对头模10的压力影响。当然，也可以在头模10处于运动的状态下采集压力传感器20输出的数据。

在某些实施方式中，步骤030包括：

通过导线连接压力传感器20和数据采集设备310；

通过数据采集设备310采集数据。

如此，数据采集设备310可以通过导线采集压力传感器20输出的数据，并将压力传感器20输出的数据保存。

请参阅图6，在某些实施方式中，步骤030包括：

031，将检测装置100设置在运动设备320上；

032，控制运动设备320驱动检测装置100运动；

033，在检测装置100运动的过程中采集压力传感器20输出的数据。

如此，运动设备320可以使得头模10模拟人体的运动状态，从而可以从各个方面获取更多的压力传感器20输出的数据。

请参阅图7，在某些实施方式中，数据采集方法还包括：

040，根据压力传感器20输出的数据计算检测部位11的形变量；

050，根据形变量计算头戴设备200相对于头模10的位移量。

如此，通过对压力传感器20输出的数据分析，可以得到头戴设备200相对于头模10的位移量，从而获得佩戴在头模10上的穿戴设备对头模10的影响状况，从而可以得到模拟头戴设备200对人体头部的数据信息，以为头戴设备200的外观设计和结构设计提供参考。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种检测装置，用于检测头戴设备，其特征在于，所述检测装置包括：

中空的头模，包括检测部位和连接所述检测部位的非检测部位，所述检测部位用于承载所述头戴设备，所述检测部位的刚度小于非检测部位的刚度；和

设置在所述检测部位的内表面的压力传感器，所述压力传感器用于检测所述检测部位受到的压力。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测部位包括所述头模的额头部、后脑部、头顶部及鼻梁部中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测部位和所述非检测部位的材质相同，所述检测部位的厚度小于所述非检测部位的厚度。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测部位采用柔性材料制成。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述柔性材料包括硅胶。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述压力传感器包括高分子聚合物电阻式传感器。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述压力传感器包括多个压力传感部，所述多个压力传感部间隔排布。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述多个压力传感部呈矩形阵列式排布。

9.一种检测系统，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一项所述的检测装置；和

连接所述压力传感器的数据采集设备，所述数据采集设备用于采集所述压力传感器输出的数据。

10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括佩戴于所述头模的头戴设备，所述数据采集设备用于根据所述压力传感器输出的数据计算所述检测部位的形变量，并根据所述形变量计算所述头戴设备相对于所述头模的位移量。

11.根据权利要求10所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括运动设备，所述头模设置在所述运动设备上，所述运动设备用于驱动所述头模运动。

12.根据权利要求11所述的检测系统，其特征在于，所述运动设备包括装载台和连接所述装载台的驱动组件，所述头模设置在所述装载台上，所述驱动组件用于驱动所述装载台振动和/或转动。

13.一种数据采集方法，其特征在于，包括：

提供一检测装置，所述检测装置包括中空的头模和设置在所述检测部位的内表面的压力传感器，所述头模包括检测部位和连接所述检测部位的非检测部位，所述检测部位的刚度小于非检测部位的刚度；

将头戴设备承载于所述头模；

采集所述压力传感器输出的数据。

14.根据权利要求13所述的数据采集方法，其特征在于，所述采集所述压力传感器输出的数据包括：

通过导线连接所述压力传感器和数据采集设备；

通过所述数据采集设备采集所述数据。

15.根据权利要求13所述的数据采集方法，其特征在于，所述采集所述压力传感器输出的数据包括：

将所述检测装置设置在运动设备上；

控制所述运动设备驱动所述检测装置运动；

在所述检测装置运动的过程中采集所述压力传感器输出的数据。

16.根据权利要求13所述的数据采集方法，其特征在于，所述数据采集方法还包括：

根据压力传感器输出的数据计算所述检测部位的形变量；

根据所述形变量计算所述头戴设备相对于所述头模的位移量。