CN111986460A - 基于加速度传感器的智能报警鞋垫 - Google Patents

基于加速度传感器的智能报警鞋垫 Download PDF

Info

Publication number
CN111986460A
CN111986460A CN202010750299.8A CN202010750299A CN111986460A CN 111986460 A CN111986460 A CN 111986460A CN 202010750299 A CN202010750299 A CN 202010750299A CN 111986460 A CN111986460 A CN 111986460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insole
processor
insole body
memory
acceleration sensor
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
CN202010750299.8A
Other languages
English (en)
Inventor
梅华威
刘迪
李鑫垚
姜铁民
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.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power 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 North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN202010750299.8A priority Critical patent/CN111986460A/zh
Publication of CN111986460A publication Critical patent/CN111986460A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/008—Alarm setting and unsetting, i.e. arming or disarming of the security system
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/016—Personal emergency signalling and security systems

Abstract

本发明属于智能穿戴技术领域，具体涉及一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，其包括鞋垫本体，鞋垫本体中，处理器、第一存储器、第二存储器、发射器、加速度传感器和通信接口通过总线互相通信；处理器读取第一存储器中存储的程序代码和数据执行以下操作：通过加速度传感器采集用户足部动作；通过读取第二存储器的神经网络模型数据建立可识别足部动作的神经网络；使用神经网络识别用户足部动作是否为报警触发动作；如果识别用户足部动作为报警触发动作，则通过发射器发出报警信号。本发明提供的智能报警穿戴设备由用户穿戴后，当其遇到危险而且不方便拿起手机进行求救时，可以在不惊动不法分子的情况下通过特定的隐蔽动作，间接的触发报警信号。

Description

基于加速度传感器的智能报警鞋垫
技术领域
本发明属于智能穿戴技术领域，具体涉及一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫。
背景技术
现在市面上常见的智能定位防丢鞋，主要针对幼龄儿童，面向群体单一。采用GPS定位结合安全围栏触发报警信号，GPS网络覆盖地方都可实现定位，监护人通过与智能定位防丢鞋通讯连接的终端可以掌握孩子的位置信息，并以孩子的实际位置为中心设置安全围栏，当孩子走出安全围栏时，监护者会收到手机短信和APP报警的双重提醒。
现有技术存在一个方面的问题在于，缺乏主动性。如果用户是上小学的儿童或者初中学生，他们已经具备了一定的自我防范意识和独立意识，可能会很反感被家长实时监控，而且当他们意识到自己处于危险之时是无法主动利用智能定位防丢鞋进行主动报警和自救的。现有技术存在另一个方面的问题在于，可移植性差，市面上的智能定位防丢鞋不可拆卸，在鞋子损坏但是核心定位原件未损坏的情况下，只能丢弃旧鞋并通过购买新的鞋子以便继续使用该功能，这样造成浪费。
发明内容
本发明目的在于提供一种智能报警穿戴设备，用户穿戴该智能报警穿戴设备后，当遇到危险而且我们不方便拿起手机进行求救时，用户可以在不惊动不法分子的情况下通过特定的隐蔽动作，间接的触发报警信号。
本发明提供的技术方案是一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，包括鞋垫本体，
所述鞋垫本体具有：
处理器；
第一存储器，用于存储处理器可执行程序代码；
第二存储器，用于存储神经网络模型数据；
通信接口；
加速度传感器；
发射器及电源模块；
所述处理器、所述第一存储器、所述第二存储器、所述发射器、所述加速度传感器和所述通信接口通过总线互相通信；
所述处理器读取所述第一存储器中存储的程序代码和数据，其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令致使所述处理器执行以下操作：
通过所述加速度传感器采集用户足部动作；
通过读取所述第二存储器的神经网络模型数据建立可识别足部动作的神经网络；
使用所述神经网络识别所述用户足部动作是否为报警触发动作；
如果识别所述用户足部动作为报警触发动作，则通过所述发射器发出报警信号。
在一些可能的设计中，所述加速度传感器包括沿所述鞋垫本体长轴方向安装的第一加速度传感器和第二加速度传感器，其中所述第一加速度传感器设置在所述鞋垫本体靠足尖一端，所述第二加速度传感器设置在所述鞋垫本体靠足根一端。
在一些可能的设计中，所述鞋垫本体包括接收器；
所述处理器还用于执行以下操作：
在所述接收器与一移动终端通信连接时，通过该接收器接收该移动终端提供的神经网络模型数据，并将其存储至所述第二存储器中。
在一些可能的设计中，所述鞋垫本体的处理器还用于执行以下操作：
当所述发射器与一移动终端连接时，通过该发射器向该移动终端发送携带报警触发动作信息的数据，该数据用于在该移动终端训练生成所述神经网络模型数据。
在一些可能的设计中，所述智能报警鞋垫包括一移动终端；所述移动终端包括：
处理器；
存储器，用于存储处理器可执行程序代码；
接收器，与所述鞋垫本体的发射器无线通信连接；
发射器；及，
定位模块；
所述处理器、所述存储器、所述接收器、所述发射器和所述定位模块通过总线互相通信；
其中，所述处理器读取所述存储器中存储的程序代码和数据，其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令致使所述处理器执行以下操作：
通过所述定位模块获取该移动终端的地理位置信息；
当通过所述接收器接收到所述鞋垫本体发出的报警信号时，通过所述发射器发出求救信息，所述求救信息包含所述地理位置信息。
在一些可能的设计中，智能报警鞋垫的移动终端的处理器还用于执行以下操作：
获取其接收器与所述鞋垫本体的发射器的通信连接状态；
当所述通信连接状态为保持连接，且该移动终端移动至新位置时，通过其发射器发出新的求救信息，所述新的求救信息包含新位置的地理位置信息。
在一些可能的设计中，所述电源模块包括压电转换单元、充电控制单元和可充电电池；其中所述压电转换单元用于将所述鞋垫本体的机械形变转换为电能，所述充电控制单元用于利用所述电能为所述可充电电池充电，所述可充电电池用于为所述鞋垫本体供电。
在一些可能的设计中，所述鞋垫本体的处理器还用于执行以下操作：
通过该鞋垫本体的通信接口读取另一鞋垫本体的第二存储器中存储的神经网络模型数据，并存储于该鞋垫本体的第二存储器中；或者，
通过该鞋垫本体的通信接口向另一鞋垫本体发送该鞋垫本体的第二存储器中存储的神经网络模型数据。
在一些可能的设计中，所述处理器通过所述加速度传感器采集用户足部动作的采样频率不高于20Hz。这些设计目的在于通过减少用户足部动作的采集数据量减少需要的第二存储器的容量，以便缩短总线读取时间等必要的计算操作量进而减少整体功耗。
在一些可能的设计中，所述鞋垫本体包括定位模块，所述鞋垫本体的处理器还用于执行以下操作：在报警信号中包含从该定位模块获取的鞋垫本体的地理位置信息。
本发明多个技术方案带来的有益效果分别包括但不限于：
1、穿戴本发明鞋垫的用户可以在遇到紧急情况时主动、隐蔽的发出求救信号，即使手机被抢夺，在一个有效的通信距离内，仍然可以利用无线连接的手机等移动端发出求救信号；
2、报警触发动作可以采用内置设定好的动作，也可以由自己设定，并利用自身动作采集到的数据训练触发动作模型。
3、触发报警信号后，每当用户离开当前位置到达一个直线距离的新位置时，再次发送求救信息，可以大大提高获救成功率。
4、鞋垫本体用于识别足部动作的数据可以随时移植到其他码数合适的鞋子中。
附图说明
图1为本发明实施例中智能报警鞋垫与接收报警信号的终端设备连接的一种架构图；
图2为本发明实施例中智能报警鞋垫的一种系统框图；
图3为本发明实施例中智能报警鞋垫的另一种系统框图；
图4为本发明实施例中智能报警鞋垫的一种结构示意图；
图5为本发明实施例中智能报警鞋垫的另一种结构示意图；
图6为本发明实施例中智能报警鞋垫的另一种结构示意图；
图7为本发明实施例中智能报警鞋垫与接收报警信号的终端设备连接的另一种架构图；
图8为本发明实施例中智能报警鞋垫与接收求救信息的终端设备连接的一种架构图；
图9为本发明实施例中智能报警鞋垫的另一种系统框图；
图10为本发明实施例中智能报警鞋垫的另一种系统框图；
图11为本发明实施例中智能报警鞋垫与提供神经网络模型数据的移动终端连接的一种架构图；
图12为本发明实施例中智能报警鞋垫用于识别足部信息的一种神经网络的结构示意图；
图13为本发明实施例中用户足部动作信号示意图；
图14为本发明实施例中智能报警鞋垫一种电源模块系统框图；
图15为本发明实施例中智能报警鞋垫一种压电部件安装方式的结构示意图；
图16为本发明实施例中智能报警鞋垫另一种压电部件安装方式的结构示意图；
图17为本发明实施例中智能报警鞋垫一种更换过程通信连接方式示意图；
其中，100、鞋垫本体，101、第一存储器，102、第二存储器，103、通信接口，104、发射器，105、接收器，106、定位模块，107，处理器，
110、电源模块，111、压电转换单元，112、充电控制单元、113、可充电电池，114、压电部件，
120、加速度传感器，121、第一加速度传感器，122、第二加速度传感器
130、移动终端，132、存储器、133、通信接口，134、发射器，135、接收器，137、处理器，
200、中继网络，201、移动终端，
300、终端设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本文中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本文中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分不到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本发明实施例方案的目的。
本发明各个实施例提供了一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，由用户放置于鞋中随身穿戴，其鞋垫本体设有加速度传感器、处理器、发射器和电源模块，处理器根据神经网络算法对加速度传感器采集的用户足部动作进行判断其是否为预设的报警触发动作，如果是，则发出报警信号，以便接收报警信号的终端设备获得报警。
本发明各个实施例中发射器与接收器指通信连接中发送本发明携带指定信息的一方的设备和接收该信息的一方的对应设备，并非指两者仅存在单向的信号传输关系，如http获取服务器内容的通信过程中，客户端为接收方，服务端为发送方，但显然两者的握手过程为双向通信过程。
其中，需要特别说明的是，本发明实施例涉及的终端或称终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理没备。无线终端可以经无线接入网(RAN,Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信，无线终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(PCS，PersonalCommunication Service)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(WI-L，Wireless Local Loop)站、个人数字助理(PDA，Persona1 Digital Assistant)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobi1e)、远程站(Remote Station)、接入点(AccessPoint)、远程终端(Remote Terminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(UserTerminal)、终端设各、用户代理(User Agent)、用户设备(User Device)、或用户装备(UserEquipment)。
现有技术中，动作识别可以通过峰峰值判断、快速傅里叶变换对加速度传感器获得的多个时序序列进行分析获得，对于穿戴式设备，由于算力有限，一般只向外发送直接的加速度数据，并不进行处理识别，因此较少使用神经网络处理识别。
参照图1，本发明实施例提供一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，包括鞋垫本体100，其至少满足的一个应用场景是：鞋垫本体100根据获取的用户足部动作判断其是否为指定的报警触发动作，如果是，则向终端设备300发送报警信号。终端设备300一般位于警情处理端，如报警中心、安保中心、监护人处等，用于提供输出报警信号的人机接口或者用于产生与其他系统之间的联动信号。
基于该场景的，在如图2所示的一种设计中，鞋垫本体100中设置有：处理器107、用于存储处理器可执行程序代码的第一存储器101、用于存储神经网络模型数据的第二存储器102、通信接口103、发射器104、加速度传感器120、及电源模块；
所述处理器107、所述第一存储器101、所述第二存储器102、所述发射器104、所述加速度传感器120和所述通信接口103通过总线互相通信；
所述处理器107读取所述第一存储器101中存储的程序代码和数据，其中所述程序代码包括指令，当所述处理器107执行所述指令时，所述指令致使所述处理器107执行以下操作：
通过所述加速度传感器120采集用户足部动作；
通过读取所述第二存储器102的神经网络模型数据建立可识别足部动作的神经网络；
使用所述神经网络识别所述用户足部动作是否为报警触发动作；
如果识别所述用户足部动作为报警触发动作，则通过所述发射器104发出报警信号。
在该设计中，鞋垫本体100并不具备定位模块，而是通过中继网络200的中继节点进行定位的，如常用的基于多wifi节点或者GPRS节点的三角定位法，由周围三个以上不同地理位置的中继节点同时传输报警信号，终端设备300根据并行的多个传输路径的信号强弱和/或时间先后和或多普勒效应的频变，获得鞋垫本体100的地理位置。
基于该场景的，在如图3所示的另一种设计中，鞋垫本体100中设置有定位模块106，其具备计算能力，利用卫星信号或者室内外部的获得当前鞋垫本体100的包含相对位置或者绝对位置的位置信息，一些具体的设计中，定位模块106可以是北斗定位模块或者GPRS定位模块或者是室内NFC定位模块。处理器107获取鞋垫本体100的位置信息，并在报警信号中携带该位置信息。
基于上述说明，可以理解的是，对于本发明的一个鞋垫本体100，即可完成在判断报警触发动作后，发出报警信号，而通常提及“鞋垫”时，一般包括左右各一的一对鞋垫本体，本发明并未要求必须两只鞋垫本体均为鞋垫本体100才能实现本发明技术效果，而同时，由于一般佩戴的鞋垫可以是两只或者一只，如果是两只时，完全可以由可穿戴网络联网通讯，即左右两只鞋垫本体通过组合的方式完整实现本发明的功能，所以本发明的鞋垫本体可以是一只具备完整功能的鞋垫本体或者两只具备完整功能的鞋垫本体或者组合后具备完整功能的两只鞋垫本体。
可以理解的，对于一个鞋垫本体100，仅在其一个位置设置一个或者一组加速度传感器120，如图4所示足跟部，即可捕捉到足部一轴或者多轴移动的数据，并作为用户足部动作提供给处理器107，即可实现本发明的基本功能。在考虑更精确的动作捕捉的一些设计中，对于一个鞋垫本体100，可以在两个以上的位置设置多个加速度传感器120，如前后、左右，如图5的一种设计中，在一个鞋垫本体100中，沿其长轴方向前后的安装设置了两个加速度传感器120，分别是设置在鞋垫本体100靠足尖一端的第一加速度传感器121，设置在鞋垫本体100靠足根一端的第二加速度传感器122。这种设计，可以在多个位置捕捉组合的足部动作，如脚跟基本不动的翘足尖动作，脚尖基本不动的抬脚跟动作。在如图6所示的另一种设计中，第一加速度传感器121和第二加速度传感器122分别设置在两个鞋垫本体100中，两个鞋垫本体100通过无线总线通信，因此，该设计可以将双足的组合动作作为用户足部动作用于处理器107进行判断。
参照图7的，本发明实施例提供一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，包括鞋垫本体100，其至少满足的一个应用场景是：鞋垫本体100根据获取的用户足部动作判断其是否为指定的报警触发动作，如果是，则向鞋垫本体100附近的移动终端201发送报警信号，再由移动终端201通过中继网络200发送给终端设备300。该实施例中，移动终端201可以是随身携带，或者由附近的同行者佩戴，移动终端201仅负责作为中继网络200中的一个最近节点转发报警信号，这种转发是同态的或者压缩的，而不增加除满足必要中继通信的附加信息及报警信号本身以外的其他任何信息。
参照图8的，本发明实施例提供一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，包括鞋垫本体100，其至少满足的一个应用场景是：鞋垫本体100根据获取的用户足部动作判断其是否为指定的报警触发动作，如果是，则向鞋垫本体100附近的移动终端130发送报警信号，再由移动终端130通过中继网络200发送给终端设备300。与图7实施例不同的，该实施例中，移动终端130作为智能报警鞋垫的一个部分，配套的提供给用户，鞋垫本体100必须配合指定的经过具体硬件和软件配置的移动终端130，移动终端130根据配置可以是随身携带，或者由附近的同行者佩戴，移动终端130负责将报警信号转化为求救信息再经过中继网络200发送给终端设备300，这种转化是增加用户身份、地理位置、等具体信息的，在一些可能的设计中，移动终端130通过安装和执行App的方式为本发明的功能应用提供用户身份识别信息，或者提供付费ID用于识别用户是否具备相应授权。
可以理解的，在该类应用场景中，如图9的设计中，智能报警鞋垫除鞋垫本体100外还包括一移动终端130,该移动终端130包括：处理器137、存储器132、接收器135、发射器134。其中，接收器135与所述鞋垫本体100的发射器104无线通信连接。存储器132用于存储处理器可执行程序代码，在一些可能的设计中，这些代码不提供复杂的操作系统而仅提供运行必要的指令；在另一些可能的设计中，这些代码包括操作系统以及运行于该操作系统的应用软件。处理器137读取所述存储器132中存储的程序代码和数据，其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令致使所述处理器执行以下操作：当通过所述接收器接收到所述鞋垫本体发出的报警信号时，通过所述发射器134发送求救信息，所述求救信息包含地理位置信息。在该设计中，地理位置信息由鞋垫本体100的定位模块106提供并包含在报警信号中。
在一种可能的设计中，如图10所示，智能报警鞋垫的鞋垫本体100不必包含定位模块106，定位模块106为移动终端130中的定位模块，处理器137用于执行以下操作：通过所述定位模块106获取该移动终端130的地理位置信息；当通过所述接收器135接收到所述鞋垫本体100发出的报警信号时，通过所述发射器134发出求救信息，所述求救信息包含所述地理位置信息。
可以理解的，在上述设计中，移动终端130中处理器137、存储器132、接收器135、发射器134和定位模块106通过总线互相通信。
在一些设计中，如图11所示，所述鞋垫本体100包括接收器105；移动终端130包括用于与接收器105连接的通信接口133，处理器137还用于执行以下操作：在所述接收器105与移动终端130通信连接时，通过该接收器105接收该移动终端130提供的神经网络模型数据，并将其存储至所述第二存储器102中。该设计是一种动态配置，第二存储器102中存储的神经网络模型数据可以静态的初始化在第二存储器102中，也可以根据该设计进行动态的配置。一种进一步的改进，可以是发射器104向接受器135提供用于学习的足部动作，在移动终端130中训练获得神经网络模型数据，并将使用该神经网络模型数据对第二存储器102进行更新。在该优化的改进中，处理器137还用于执行以下操作：当所述发射器104与移动终端130连接时，通过发射器104向移动终端130发送携带报警触发动作信息的数据，该数据用于在该移动终端训练生成所述神经网络模型数据。
示范的，在一个实施例中，可识别足部动作的神经网络如图12所示BP神经网络结构，输入层LayerA的输入节点为12个，输出节点为8个，输出层LayerB想直接作为判别层，输入节点8个，输出节点为两个，其中LayerB的输出因为只有两个，所以直接对应于符合与不符合，具体的，该网络中可以选取tansig和/或logsig作为转移函数。该实施例中，可以在移动终端130中，通过多组对用户同一足部动作的数据对该网络进行训练，训练可选用traingdx作为训练函数，训练完毕后，该网络权重矩阵W、阈值矩阵b等数据将使得该网络可实现为对该足部动作的识别，即作为该用户足部动作的识别网络，这些网络权重矩阵W、阈值矩阵b等数据即为本发明中神经网络模型数据。可以理解的是，处理器107和处理器137实际上根据各自的指令，创建了同构的神经网络分别用于识别的和学习。可以理解的，BP神经网络只是作为一种神经网络模型数据，本领域技术人员可以使用现有技术中任何人工智能技术对此优化，如使用对抗网络训练获得神经网络模型数据，网络中增加分类器进行更灵活的分类。
进一步，作为更具体的应用的示范，上述实施例中，加速度传感器120采用一个设置在鞋垫本体100足跟部位的三轴加速度传感器，采样频率16Hz，可以每0.75s采样三组，每组12个数据点，如此一组数据作为用户足部动作，如图13所示，横轴为时间，纵轴为加速度值，0为静置状态。在移动终端130处于学习训练状态时，鞋垫本体100的处理器持续获得三轴加速度传感器的采样数据，并进行动作分割后供移动终端130进行学习获得神经网络模型数据。移动终端130将训练获得的神经网络模型数据下载到第二存储器102，供鞋垫本体100进行动作识别。一些考虑低功耗的设计中，处理器107通过加速度传感器120采集用户足部动作的采样频率不高于20Hz，一个足部动作的持续时间不超过1s。
本发明的鞋垫本体100包含电源模块110。一些设计中为可拆卸的锂电池，采用低功耗设计时，可以支持2年左右的正常运行；另一些设计中采用鞋垫本体100一体成型的加工方式，内部具备小型无线充电模组和充电电池，鞋垫本体配套通过具备紫外杀菌的无线充电平台进行充电；另一些设计中，如图14所示，电源模块110包括压电转换单元111、充电控制单元112和可充电电池113；其中压电转换单元111包括固定在鞋垫本体100中的具备压电能量回收(energy harvesting)作用的压电部件114，用于将所述鞋垫本体的机械形变转换为电能，充电控制单元112包括其内部的整流桥和电子泵元件用于利用该电能为可充电电池充电113，可充电电池113用于为所述鞋垫本体100的各个用电部件供电。压电部件114可以是如图15、16所述的固定在鞋垫本体100中的整块压电陶瓷，如PZT，一些设计中为鞋垫本体100提供强度，如图15中，压电部件114为与鞋垫本体平形的长条，在走路时会被脚掌轻微踩弯，以此获得电能，一些设计中为鞋垫本体100提供按摩或者姿态矫正，如图16中，压电部件114为与鞋垫本体垂直的柱体，在走路时会被脚掌纵向压缩，以此获得电能，一些设计中压电部件也可以为与鞋垫本体100材质混合编制的压电陶瓷线，如MIT公开的MFC陶瓷纤维。
一些可能的设计中，如图17所示，鞋垫本体100的处理器还用于执行以下操作：通过该鞋垫本体的通信接口读取另一鞋垫本体的第二存储器中存储的神经网络模型数据，并存储于该鞋垫本体的第二存储器中；或者，通过该鞋垫本体的通信接口向另一鞋垫本体发送该鞋垫本体的第二存储器中存储的神经网络模型数据。这种方式，考虑虽然鞋垫一般不必更换，但是考虑儿童的成长发育，通过同步新旧鞋垫的鞋垫本体中的神经网络模型数据，可以随时移植到其他码数合适的鞋垫中。
可以理解的是，本发明基于加速度传感器的智能报警鞋垫，也可以描述为包括安装于鞋垫的动作捕捉模块以及与所述动作捕捉模块通讯连接的移动终端；所述动作捕捉模块设有用于捕捉用户足部动作信息的加速度传感器；所述移动终端设有神经网络单元；所述神经网络单元用于根据第一请求携带的所述用户足部动作信息训练动作识别神经网络，根据第二请求携带的所述用户足部动作信息通过所述动作识别神经网络输出判别信号；所述移动终端根据所述判别信号输出报警信号。
一些可能的设计中，移动终端130的处理器137还用于执行以下操作：获取其接收器与所述鞋垫本体的发射器的通信连接状态；当所述通信连接状态为保持连接，且该移动终端移动至新位置时，通过其发射器发出新的求救信息，所述新的求救信息包含新位置的地理位置信息。本发明提供的基于加速度传感器的智能报警鞋垫，用户穿上配置有该智能报警鞋垫的鞋子后，当遇到危险而且不方便拿起手机等移动终端进行求救时，用户可以在不惊动不法分子的情况下通过脚部特定的隐蔽动作，间接的触发报警信号。一些设计中，用于触发报警信号的用户足部动作可由用户自定义，也可使用默认内置的几个动作。自定义动作可以三次快速连续跺脚等，定义以后，用户需要完成若干次自定义动作，以便手机端app内置的BP神经网络算法训练好模型并通过modbus协议将模型移植到智能报警鞋垫中，由个人动作数据训练模型，更可以提高动作识别率。本发明上述的一些设计中的鞋垫本体与手机端通过蓝牙等无线方式连接，触发报警信号后，通过蓝牙将信号传递给运行app的移动终端，即使手机被抢夺，在无线通讯的有效范围内，如10米，也可以通过移动终端向提前设定好的紧急求救号码发出求救信息。一些设计中，求救信息包括当前穿戴鞋垫用户所在位置的地名和准确的经度纬度，每当用户离开当前位置一个直线距离时，如50米，再次发送求救信息。这样，受害者被解救的可能性就会大大增加，从而达到保障穿戴者的生命安全的目的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于加速度传感器的智能报警鞋垫，包括鞋垫本体，其特征在于：
所述鞋垫本体具有：
处理器；
第一存储器，用于存储处理器可执行程序代码；
第二存储器，用于存储神经网络模型数据；
通信接口；
加速度传感器；
发射器及电源模块；
所述处理器、所述第一存储器、所述第二存储器、所述发射器、所述加速度传感器和所述通信接口通过总线互相通信；
所述处理器读取所述第一存储器中存储的程序代码和数据，其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令致使所述处理器执行以下操作：
通过所述加速度传感器采集用户足部动作；
通过读取所述第二存储器的神经网络模型数据建立可识别足部动作的神经网络；
使用所述神经网络识别所述用户足部动作是否为报警触发动作；
如果识别所述用户足部动作为报警触发动作，则通过所述发射器发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述加速度传感器包括沿所述鞋垫本体长轴方向安装的第一加速度传感器和第二加速度传感器，其中所述第一加速度传感器设置在所述鞋垫本体靠足尖一端，所述第二加速度传感器设置在所述鞋垫本体靠足根一端。
3.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述鞋垫本体包括接收器；
所述处理器还用于执行以下操作：
在所述接收器与一移动终端通信连接时，通过该接收器接收该移动终端提供的神经网络模型数据，并将其存储至所述第二存储器中。
4.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述处理器还用于执行以下操作：
当所述发射器与一移动终端连接时，通过该发射器向该移动终端发送携带报警触发动作信息的数据，该数据用于在该移动终端训练生成所述神经网络模型数据。
5.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：包括一移动终端；所述移动终端包括：
处理器；
存储器，用于存储处理器可执行程序代码；
接收器，与所述鞋垫本体的发射器无线通信连接；
发射器；及，
定位模块；
所述处理器、所述存储器、所述接收器、所述发射器和所述定位模块通过总线互相通信；
其中，所述处理器读取所述存储器中存储的程序代码和数据，其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令致使所述处理器执行以下操作：
通过所述定位模块获取该移动终端的地理位置信息；
当通过所述接收器接收到所述鞋垫本体发出的报警信号时，通过所述发射器发出求救信息，所述求救信息包含所述地理位置信息。
6.根据权利要求5所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述移动终端的处理器还用于执行以下操作：
获取其接收器与所述鞋垫本体的发射器的通信连接状态；
当所述通信连接状态为保持连接，且该移动终端移动至新位置时，通过其发射器发出新的求救信息，所述新的求救信息包含新位置的地理位置信息。
7.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述电源模块包括压电转换单元、充电控制单元和可充电电池；其中所述压电转换单元用于将所述鞋垫本体的机械形变转换为电能，所述充电控制单元用于利用所述电能为所述可充电电池充电，所述可充电电池用于为所述鞋垫本体供电。
8.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述鞋垫本体的处理器还用于执行以下操作：
通过该鞋垫本体的通信接口读取另一鞋垫本体的第二存储器中存储的神经网络模型数据，并存储于该鞋垫本体的第二存储器中；或者，
通过该鞋垫本体的通信接口向另一鞋垫本体发送该鞋垫本体的第二存储器中存储的神经网络模型数据。
9.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述处理器通过所述加速度传感器采集用户足部动作的采样频率不高于20Hz。
10.根据权利要求1所述的智能报警鞋垫，其特征在于：所述鞋垫本体包括定位模块，所述鞋垫本体的处理器还用于执行以下操作：在报警信号中包含从该定位模块获取的鞋垫本体的地理位置信息。
CN202010750299.8A 2020-07-30 2020-07-30 基于加速度传感器的智能报警鞋垫 Pending CN111986460A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010750299.8A CN111986460A (zh) 2020-07-30 2020-07-30 基于加速度传感器的智能报警鞋垫

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010750299.8A CN111986460A (zh) 2020-07-30 2020-07-30 基于加速度传感器的智能报警鞋垫

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111986460A true CN111986460A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73445899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010750299.8A Pending CN111986460A (zh) 2020-07-30 2020-07-30 基于加速度传感器的智能报警鞋垫

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111986460A (zh)

Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350853A (en) * 1980-11-18 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Alarm toe switch
DE19829377A1 (de) * 1998-07-01 2000-03-30 Weis Marita Mobile Notfallalarmierungsvorrichtung
US6700493B1 (en) * 1996-12-02 2004-03-02 William A. Robinson Method, apparatus and system for tracking, locating and monitoring an object or individual
CN101097252A (zh) * 2006-06-30 2008-01-02 佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司 具有省电功能的可携式电子装置及省电方法
TW201222486A (en) * 2010-11-16 2012-06-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electronic device and method for sending message for help
US20120322430A1 (en) * 2011-04-04 2012-12-20 Bluelibris Single button mobile telephone using server-based call routing
CN102866640A (zh) * 2012-08-23 2013-01-09 中国科学院深圳先进技术研究院 跌倒控制系统及使用该系统的康复鞋
US20130278076A1 (en) * 2013-03-04 2013-10-24 Hello Inc. Telemetry system with wireless power receiver and monitoring devices
CN103974218A (zh) * 2014-04-28 2014-08-06 法视网络传媒技术(北京)有限公司 可穿戴设备、移动终端、智能报险系统及智能报险方法
CN104348959A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 展讯通信（上海）有限公司 一种移动终端报警的方法和装置
CN204467090U (zh) * 2015-03-27 2015-07-15 曹雅楠 一种女性安全监护智能鞋垫
CN105122913A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 谷歌公司 对设备位置报告频率的动态确定
WO2016046614A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 B810 Societa' A Responsabilita' Limitata A self-defence system
EP3104253A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-14 LG Electronics Inc. Insole, mobile terminal and method of controlling therefor
CN206006220U (zh) * 2016-06-14 2017-03-15 周燦龍 一种手环
US9697721B1 (en) * 2016-07-08 2017-07-04 Samuel Akuoku Systems, methods, components, and software for detection and/or display of rear security threats
CN107331130A (zh) * 2017-06-27 2017-11-07 北京小米移动软件有限公司 求救方法、求救装置及智能鞋类物品
CN107343264A (zh) * 2017-07-03 2017-11-10 李凤麟 一种救援呼叫方法、装置及系统
CN107864473A (zh) * 2017-12-22 2018-03-30 李天瑜 一种基于pvdf的自助求救智能系统及其方法
CN107890166A (zh) * 2017-11-03 2018-04-10 温州鞋都网络科技有限公司 一种基于足底压力姿态识别的智能鞋垫
CN109035693A (zh) * 2018-09-04 2018-12-18 大连大学 多选择模式的位置可追踪的成人安全手环
CN109417692A (zh) * 2016-04-26 2019-03-01 快速求救公司 用于紧急通信的系统和方法
WO2019043421A1 (en) * 2017-09-04 2019-03-07 Solecall Kft. SYSTEM FOR DETECTING SIGNAL BODY GESTURE AND METHOD FOR SYSTEM LEARNING

Patent Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350853A (en) * 1980-11-18 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Alarm toe switch
US6700493B1 (en) * 1996-12-02 2004-03-02 William A. Robinson Method, apparatus and system for tracking, locating and monitoring an object or individual
DE19829377A1 (de) * 1998-07-01 2000-03-30 Weis Marita Mobile Notfallalarmierungsvorrichtung
CN101097252A (zh) * 2006-06-30 2008-01-02 佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司 具有省电功能的可携式电子装置及省电方法
TW201222486A (en) * 2010-11-16 2012-06-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electronic device and method for sending message for help
US20120322430A1 (en) * 2011-04-04 2012-12-20 Bluelibris Single button mobile telephone using server-based call routing
CN102866640A (zh) * 2012-08-23 2013-01-09 中国科学院深圳先进技术研究院 跌倒控制系统及使用该系统的康复鞋
US20130278076A1 (en) * 2013-03-04 2013-10-24 Hello Inc. Telemetry system with wireless power receiver and monitoring devices
CN105122913A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 谷歌公司 对设备位置报告频率的动态确定
CN104348959A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 展讯通信（上海）有限公司 一种移动终端报警的方法和装置
CN103974218A (zh) * 2014-04-28 2014-08-06 法视网络传媒技术(北京)有限公司 可穿戴设备、移动终端、智能报险系统及智能报险方法
WO2016046614A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 B810 Societa' A Responsabilita' Limitata A self-defence system
CN204467090U (zh) * 2015-03-27 2015-07-15 曹雅楠 一种女性安全监护智能鞋垫
EP3104253A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-14 LG Electronics Inc. Insole, mobile terminal and method of controlling therefor
CN109417692A (zh) * 2016-04-26 2019-03-01 快速求救公司 用于紧急通信的系统和方法
CN206006220U (zh) * 2016-06-14 2017-03-15 周燦龍 一种手环
US9697721B1 (en) * 2016-07-08 2017-07-04 Samuel Akuoku Systems, methods, components, and software for detection and/or display of rear security threats
CN107331130A (zh) * 2017-06-27 2017-11-07 北京小米移动软件有限公司 求救方法、求救装置及智能鞋类物品
CN107343264A (zh) * 2017-07-03 2017-11-10 李凤麟 一种救援呼叫方法、装置及系统
WO2019043421A1 (en) * 2017-09-04 2019-03-07 Solecall Kft. SYSTEM FOR DETECTING SIGNAL BODY GESTURE AND METHOD FOR SYSTEM LEARNING
CN107890166A (zh) * 2017-11-03 2018-04-10 温州鞋都网络科技有限公司 一种基于足底压力姿态识别的智能鞋垫
CN107864473A (zh) * 2017-12-22 2018-03-30 李天瑜 一种基于pvdf的自助求救智能系统及其方法
CN109035693A (zh) * 2018-09-04 2018-12-18 大连大学 多选择模式的位置可追踪的成人安全手环

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
松山贵之: "《一本书读懂人工智能》", 30 September 2018 *
韩启德: "《十万个为什么6版 能源与环境》", 31 October 2013 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8077030B2 (en) Tracking system with separated tracking device
EP1363258B1 (en) Wireless tag and monitoring center system for tracking the activities of individuals
EP1599847B1 (en) A tracking and monitoring apparatus and system
US20010024949A1 (en) Jacket with multiband transmitter-receiver function and system using the same
US8102316B1 (en) System and method for tracking lost subjects
CN103859721B (zh) 远程跌倒监护智能拐杖
CN103268419A (zh) 物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统与操作方法
KR102343580B1 (ko) 인지 장애인 및 이들의 부양자를 위한 개선된 위치 인지 및 위치 확인 시스템
CN203226323U (zh) 一种智能鞋系统
CN103340487A (zh) 可应用卫星遥感实时定位的功能鞋系统及其定位方法
EP3535983B1 (en) Activity monitoring
CN104537802A (zh) 一种定位报警装置、系统及定位报警方法
JP6316250B2 (ja) 移動物体の位置検索システム
CN102805615A (zh) 一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器
US20190175106A1 (en) Health and athletic monitoring system, apparatus and method
US20050186938A1 (en) System and apparatus for locating lost persons or animals
CN111986460A (zh) 基于加速度传感器的智能报警鞋垫
CN108433730A (zh) 一种老人看护系统
Zanaj et al. A wearable fall detection system based on lora lpwan technology
CN110840421A (zh) Sos互救系统
CN206400632U (zh) 具有人体参数测量功能的旅游团队人员管理系统
CN103054256A (zh) 一种自发电定位监护鞋
CN205106588U (zh) 一种可与手机相关联的智能皮带
CN207753867U (zh) 一种紧急救援定位装置
CN105872965A (zh) 一种利用穿戴式设备寻回可携式设备的系统及其方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201124