CN118044895A - 元件位置校正系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种元件位置校正系统及方法，该校正系统包含：一控制器；多个元件底座，其与该控制器电性连接，每一元件底座设定有一底座身分资讯；以及多个生医元件，每一生医元件设定有一元件身分资讯，该生医元件执行下列步骤：接收该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯；以及当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，将该生医元件的该元件身分资讯变更为该底座身分资讯；由此，本发明能让使用者不需依照顺序而能随意安装生医元件于元件底座上，提供使用者的更多便利，还可进行二次校正，以确保感测资讯或刺激讯号能对应到正确的量测位置或刺激位置以供后续分析、训练或治疗。

Description

元件位置校正系统及方法
技术领域
本发明关于一种元件位置校正系统及方法，特别关于一种用于人体讯号侦测及/或生医刺激的元件位置校正系统及方法。
背景技术
随着科技日新月异，穿戴装置已能应用于各种场域及功能，包含但不限于运动产业、医疗产业、休闲产业等。智慧穿戴装置、智慧帽等穿戴装置可用于侦测与收集人体各种肌电讯号、心电讯号、脑电波讯号等，搭配利用大数据或分析功能可以协助进行医疗诊断、治疗、追踪等，或是利用各种人体讯号提供娱乐或体能、运动上的各种训练与分析或是后续生医刺激调整或治疗。
无论是在运动休闲或是医疗场域，针对安装在穿戴装置上的多个生医元件，例如感测器或刺激器，通常都是依照编号或设定逐一安装，这样各个生医元件侦测到的讯号或是要进行的刺激才能对应到正确的位置。然而，使用上相当不方便且不亲民，亟需更多便利使用者的产品问世。
发明内容
本发明的目的在于提供一种元件位置校正系统及方法，其能克服现有技术的缺陷，可让让使用者不需依照顺序而能随意安装生医元件于元件底座上，提供使用者的更多便利，还可进行二次校正，以确保感测资讯或刺激讯号能对应到正确的量测位置或刺激位置以供后续分析、训练或治疗。
为实现上述目的，本发明公开了一种元件位置校正系统，其特征在于包含：
一控制器，设置于一智慧穿戴装置上；
多个元件底座，设置于该智慧穿戴装置上，该元件底座与该控制器电性连接，每一元件底座设定有一底座身分资讯，其中每一个元件底座对应于一身体量测位置或一身体刺激位置；以及
多个生医元件，每一生医元件设定有一元件身分资讯，该生医元件执行下列步骤：
接收该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯；以及
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，将该生医元件的该元件身分资讯变更为该底座身分资讯。
其中，该元件底座包含一切换开关，当该元件身分资讯对应该底座身分资讯时，触发该切换开关以连通该生医元件至该控制器的线路，以将该元件身分资讯传输至该控制器。
其中，该控制器进一步确认该生医元件的该元件身分资讯对应该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯。
其中，该控制器执行下列步骤：
输出一查询命令至该生医元件，该查询命令包含该生医元件的该元件身分资讯；
接收该生医元件的查询结果，该查询结果包含该元件身分资讯及该生医元件所在对应的该底座身分资讯；
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，输出一变更命令，该变更命令包含该底座身分资讯；以及
接收一确认结果，该确认结果包含一变更确认资讯。
其中，该确认结果进一步包含该底座身分资讯。
还公开了一种元件位置校正方法，其特征在于包含：
接收一生医元件所在的一元件底座所设定的一底座身分资讯，其中该生医元件设定有一元件身分资讯，该元件底座设置于一智慧穿戴装置上，其中每一个元件底座对应于一身体量测位置或一身体刺激位置；以及
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，将该生医元件的该元件身分资讯变更为该底座身分资讯。
其中，当该元件身分资讯对应该底座身分资讯时，触发该元件底座的一切换开关以连通该生医元件至一控制器的线路，以将该元件身分资讯传输至该控制器。
其中，进一步包含下列步骤：
接收一查询命令，该查询命令包含该生医元件的该元件身分资讯；
输出该生医元件的查询结果至该控制器，该查询结果包含该元件身分资讯及该生医元件所在对应的该底座身分资讯；
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，接收一变更命令，该变更命令包含该底座身分资讯；以及
输出一确认结果至该控制器，该确认结果包含一变更确认资讯。
其中，进一步包含：该控制器进一步校正使该生医元件的该元件身分资讯对应该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯。
其中，该控制器的校正包含下列步骤：
输出一查询命令至该生医元件，该查询命令包含该生医元件的该元件身分资讯；
接收该生医元件的查询结果，该查询结果包含该元件身分资讯及该生医元件所在对应的该底座身分资讯；
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，输出一变更命令，该变更命令包含该底座身分资讯；以及
接收一确认结果，该确认结果包含一变更确认资讯。
由此，本发明所提供的元件位置校正系统及方法可以让使用者在使用多个生医元件的智慧穿戴装置上随意装设生医元件，系统能自动校正生医元件，使感测资讯能正确对应到量测的位置或是使刺激讯号能正确对应到要刺激的位置。此外，本发明能更进一步进行二次校正，以确保感测资讯或刺激讯号能对应到正确的量测位置或刺激位置以供后续分析、训练或治疗。
附图说明
图1为本发明实施例的元件位置校正系统应用场景示意图。
图2为本发明实施例的元件位置校正系统方块图。
图3为本发明实施例的元件位置校正方法流程图。
图4为本发明实施例的元件位置校正方法中的二次校正流程图。
具体实施方式
有关于本发明其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域中的技术人员所通常理解相同的含义。
如本文所用，冠词「一」、「一个」以及「任何」是指一个或多于一个(即至少一个)的物品的文法物品。例如，「一个元件」意指一个元件或多于一个元件。
如本文所用，关于描述结构组合关系的「设置」的用语，泛指多个结构在组合后不会轻易的分离或掉落，可以是固定连接，也可以是可拆式的连接，亦可以是一体成型地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接的物理相连，亦也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个件内部的连通，例如：使用螺纹、缝线、卡榫、扣具、钉子、粘着剂、热融合或高周波任一方式结合者。
如本文所用，关于描述结构组合关系的「连通」或「电性连接」的用语，系指使用电线、电路板、网路线、蓝芽或无线网路任一方式进行通电或网路通讯的结合。
如本文所用，关于「远端主机」的用语，系指不与智慧穿戴装置直接物理接触的处理装置，包含但不限于电脑、伺服器、手机、平板、智慧手表等。
如本文所用，关于「生医元件」的用语，系指能接收生医讯号或能进行生医刺激的电子元件，包含但不限于惯性感测器、肌电感测器、心电感测器、脑电波感测器、肌肉刺激器、经皮神经刺激器等。惯性感测器(Inertial Measurement Unit,IMU)为用以侦测生物体或其部分位置与动作的电子元件。肌电感测器(Electromyography Detector,EMGDetector)为用以接收或侦测生物体肌肉出力时产生的肌电讯号的电子元件，其系透过欲侦测肌肉上皮肤所贴的电极捕捉讯号。心电感测器(Electrocardiography Detector,ECGDetector)用以接收或侦测生物体心脏生理活动经过皮肤所贴的电极而捕捉到的电讯号。脑电波感测器(Electroencephalography Detector,EEG Detector)用以接收或侦测生物体脑生理活动经过头皮所贴的电极而捕捉的电讯号。肌肉刺激器(Electro MuscleStimulation,EMS)用以透过电极对肌肉进行放电刺激。经皮神经刺激器(TranscutaneousElectrical Nerve Stimulator，TENS)将电流利用生物体皮肤上的粘贴电极传到生物体体内对神经系统进行刺激，能达到肌肉放松、酸痛舒缓及减轻不适症状的效果。
如图1所示，本发明实施例应用的智慧穿戴装置100包含：服饰以及本发明实施例的元件位置校正系统。服饰包含但不限于穿戴装置、帽子、衣服或裤子。该元件位置校正系统包含：一控制器10、多个生医元件20以及多个元件底座30。在一具体实施情境中，智慧穿戴装置100能与远端主机50无线通讯(例如WiFi通讯或行动通讯)，并于使用者运动期间，将肌电感测器由电极21撷取的肌电讯号传送到远端主机50进行后续分析与记录，以供运动或医疗上的分析评估，甚至可以搭配肌肉刺激器与电极21进行肌肉的刺激与训练。电极21可分肌肉电讯号侦测(收讯)，与肌肉电刺激(放电刺激)两种，并由排线11与元件底座30电性连接。肌电感测器或肌肉刺激器透过线路连接电极21，电极21接触皮肤，以接收肌肉电讯号或放电刺激肌肉。
请同时参考图2，控制器10与多个元件底座30系设置于服饰上，且元件底座30及控制器10之间以排线11互相电性连接，并通过I2C串列通讯汇流排提供生医元件20与控制器10的讯号传递，控制器10可管理并统整所有生医元件20的资讯及状态并控制其作动。排线11可以为软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)用以衔接多个元件底座30上的FPC连接器(FPC Connector)、电极21或控制器10以提供元件底座30之间、元件底座30与电极21之间或元件底座30与控制器10之间的电性连结与讯号传递。
元件底座30基本由电路板及座体组成，结构上用以置放生医元件20，电路上则由弹簧连接柱(pogo pin)等电性接点与生医元件20接触并提供电性连结与讯号传递。元件底座30至少包含一记忆体31、一切换开关32及至少一连接器33，切换开关32与生医元件20电性连接，用于改变线路使生医元件20连通至连接器33或是连通至记忆体31。记忆体31可以为电子抹除式可复写唯读记忆体(Electrically-Erasable Programmable Read-OnlyMemory,EEPROM)。连接器33可以是FPC连接器，用以连接软性印刷电路板。每一元件底座30设定有一底座身分资讯，并储存于记忆体31中。
在一具体实施例中，将所有元件底座30分别依序编码底座身分资讯为71、72、73…等，元件底座30数量可以与生医元件20数量相等。每个元件底座30可以对应一个身体量测位置或刺激位置，例如左上臂、右前臂等，安装在元件底座30的惯性感测器可以撷取元件底座30所在身体量测位置的感测资讯，例如转动资讯或加速度资讯等。安装在元件底座30的肌电感测器可以撷取元件底座30附近电极21所在身体量测位置的感测资讯，例如肌电讯号。安装在元件底座30的肌肉刺激器可以刺激元件底座30附近电极21所在身体位置的肌肉。
生医元件20可以用以撷取并输出一感测资讯或用以输出一刺激讯号。每个生医元件20可设定有一元件身分资讯，例如将所有生医元件20依序编码得到元件身分资讯依序为71、72、73…等，并储存于生医元件20的记忆体，且元件身分资讯可以与底座身分资讯对应。对应系指底座身分资讯与元件身分资讯相等或是彼此有互相可以对照的关系，不对应系指底座身分资讯与元件身分资讯不相等或是彼此没有互相可以对照的关系。
为了使多个生医元件20可随意安装于该些元件底座30，又还能使控制器10知道撷取的感测资讯(例如肌电讯号)所对应的量测位置以进行后续分析，或是能确认电刺激位置，本发明的解决方式是先将生医元件20的元件身分资讯校正成安装的元件底座30的底座身分资讯，然后并将这些资讯通知控制器10，以供控制器10确定不同的生医元件20是安装在哪个元件底座30，之后才能利用正确的感测资讯及相对应的位置做后续的分析及电刺激等相关控制。
请同时参考图3，生医元件20的微处理器可以执行下列元件位置校正方法以校正生医元件20的位置资讯。当生医元件20装设到元件底座30后，元件底座30通过I2C串列通讯汇流排供电至生医元件20。在这个时候，元件底座30的切换开关32通过I2C串列通讯汇流排与记忆体31相连。生医元件20发出命令读取其位置所在的元件底座30的记忆体31内容，其中记忆体31记载有元件底座30的底座身分资讯。
接着，生医元件20接收其所在的元件底座30的底座身分资讯(步骤S10)。生医元件20判断自身的元件身分资讯是否对应接收到的底座身分资讯(步骤S20)。当元件身分资讯对应底座身分资讯时，生医元件20由通用输入/输出埠(general-purpose input/output,GPIO)控制触发切换开关32，使其切换至连通生医元件20至连接器33的线路，以将元件身分资讯传输至控制器10(步骤S30)，此外进一步还可以同时传输感测资讯及/或底座身分资讯。当元件身分资讯不对应底座身分资讯时，生医元件20将自身的元件身分资讯变更为底座身分资讯(步骤S31)，再重新进行校正。
经由上述的元件位置校正方法，因为元件身分资讯对应底座身分资讯，底座身分资讯又对应量测位置或刺激位置，故控制器10所得到的元件身分资讯及感测资讯可供了解生医元件20量测到的感测资讯(例如肌电讯号)是哪个量测位置量测得到的，或者是控制器10能知道哪个元件身分资讯对应哪个刺激部位。无论使用者随意安装生医元件20也能准确将感测资讯及量测位置对应正确。由于元件底座30电路部分是简单的主机板，因此无法配合太复杂的校正程序，为了避免有未校正成功的状况，导致元件身分资讯重复，影响后续位置判断，本发明实施例的元件位置校正方法还可以进一步包含第二次校正流程，由从控制器10确认并校正所有生医元件20的元件身分资讯对应其所在的元件底座30的底座身分资讯，才确保感测资讯能完全正确的对应量测位置，又或是控制器10能正确控制到对应的刺激位置。
如图4所示，控制器10先输出一查询命令至生医元件20(步骤S40)以确认生医元件20的状态，查询命令包含但不限于生医元件20的元件身分资讯，还可以包含例如群组身分资讯、核对和资讯等，群组身分资讯代表查询命令是给智慧衣服还是智慧裤子。在一具体实施例中，查询命令的结构及设定可以如表1所示，例如查询命令为5A FE 08 03 00 00 7400，其中74代表欲查询元件身分资讯为74的生医元件状态。事实上，若一件智慧衣服上有8个生医元件，假设生医元件的元件身分资讯设定为71～78，控制器会发出8个不同的查询命令，每个查询命令带有不同的元件身分资讯。查询命令发出后，每个生医元件20都会接收到上述包含生医元件20的元件身分资讯的查询命令。
表1查询命令的资料结构、内容及资讯大小
然后，生医元件20只会回应携带有与其元件身分资讯相同的元件身分资讯的查询命令，因此当收到这样的查询命令时，生医元件20便输出其查询结果至控制器10，控制器10便接收生医元件20的查询结果(步骤S50)。查询结果包含但不限于元件身分资讯及生医元件20所在对应的底座身分资讯，还可以进一步包含群组身分资讯、感测类型、感测功能等资讯。在一具体实施例中，查询结果的结构及设定可以如表2所示，例如查询结果为FE 5A 0A04 00 74 74 FF 16 00，第一个74代表元件身分资讯，第二个74代表生医元件20所在对应的底座身分资讯。
表2查询结果的资料结构、内容及资讯大小
接着，控制器10确认元件身分资讯是否对应底座身分资讯(步骤S60)，当元件身分资讯不对应底座身分资讯时，例如查询结果是FE 5A 0A 04 00 74 75FF 16 00，显示元件身分资讯为74，底座身分资讯为75，两者并不相同。控制器10输出一变更命令(步骤S61)以指示生医元件20将其元件身分资讯更改为其所在位置上的底座身分资讯，生医元件20接收上述变更命令。在一具体实施例中，变更命令的结构及设定可以如表3所示，变更命令包含底座身分资讯，还可以进一步包含感测功能、核对和等资讯，例如5A FE 07 C2 75 03 00，代表指示将生医元件20的元件身分资讯变更为75，以对应其所在的感应器底座30的底座身分资讯。
表3变更命令的资料结构、内容及资讯大小
最后，生医元件20输出一确认结果给控制器10，控制器10接收上述确认结果(步骤S62)。在一具体实施例中，确认结果的结构及设定可以如表4所示，确认结果包含一变更确认资讯，变更确认资讯为1时代表变更成功，可以结束校正程序，否则为变更失败。确认结果还可以进一步包含底座身分资讯、感测功能、核对和等资讯，例如FE 5A 08 C3 75 03 0100，代表底座身分资讯为75的元件底座相关的变更成功(01)。
表4确认资讯的资料结构、内容及资讯大小
如此一来，本发明实施例的元件位置校正系统及方法能确保生医元件20的元件身分资讯能对应其所在的元件底座30的底座身分资讯，当所有生医元件20皆校正成功后便可将元件身分资讯、感测资讯甚至底座身分资讯传输至控制器10进行后续分析及管理。
本发明已透过上述的实施例揭露如上，仅是本发明部分较佳的实施例选择，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此一技术领域具有通常知识者，在了解本发明前述的技术特征及实施例，并在不脱离本发明的精神和范围内所做的均等变化或润饰，仍属本发明涵盖的范围，而本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种元件位置校正系统，其特征在于包含：
一控制器，设置于一智慧穿戴装置上；
多个元件底座，设置于该智慧穿戴装置上，该元件底座与该控制器电性连接，每一元件底座设定有一底座身分资讯，其中每一个元件底座对应于一身体量测位置或一身体刺激位置；以及
多个生医元件，每一生医元件设定有一元件身分资讯，该生医元件执行下列步骤：
接收该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯；以及
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，将该生医元件的该元件身分资讯变更为该底座身分资讯。
2.如权利要求1所述的元件位置校正系统，其特征在于，该元件底座包含一切换开关，当该元件身分资讯对应该底座身分资讯时，触发该切换开关以连通该生医元件至该控制器的线路，以将该元件身分资讯传输至该控制器。
3.如权利要求2所述的元件位置校正系统，其特征在于，该控制器进一步确认该生医元件的该元件身分资讯对应该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯。
4.如权利要求3所述的元件位置校正系统，其特征在于，该控制器执行下列步骤：
输出一查询命令至该生医元件，该查询命令包含该生医元件的该元件身分资讯；
接收该生医元件的查询结果，该查询结果包含该元件身分资讯及该生医元件所在对应的该底座身分资讯；
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，输出一变更命令，该变更命令包含该底座身分资讯；以及
接收一确认结果，该确认结果包含一变更确认资讯。
5.如权利要求4所述的元件位置校正系统，其特征在于，该确认结果进一步包含该底座身分资讯。
6.一种元件位置校正方法，其特征在于包含：
接收一生医元件所在的一元件底座所设定的一底座身分资讯，其中该生医元件设定有一元件身分资讯，该元件底座设置于一智慧穿戴装置上，其中每一个元件底座对应于一身体量测位置或一身体刺激位置；以及
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，将该生医元件的该元件身分资讯变更为该底座身分资讯。
7.如权利要求6所述的元件位置校正方法，其特征在于，当该元件身分资讯对应该底座身分资讯时，触发该元件底座的一切换开关以连通该生医元件至一控制器的线路，以将该元件身分资讯传输至该控制器。
8.如权利要求7所述的元件位置校正方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：
接收一查询命令，该查询命令包含该生医元件的该元件身分资讯；
输出该生医元件的查询结果至该控制器，该查询结果包含该元件身分资讯及该生医元件所在对应的该底座身分资讯；
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，接收一变更命令，该变更命令包含该底座身分资讯；以及
输出一确认结果至该控制器，该确认结果包含一变更确认资讯。
9.如权利要求7所述的元件位置校正方法，其特征在于，进一步包含：该控制器进一步校正使该生医元件的该元件身分资讯对应该生医元件所在的该元件底座的该底座身分资讯。
10.如权利要求8所述的元件位置校正方法，其特征在于，该控制器的校正包含下列步骤：
输出一查询命令至该生医元件，该查询命令包含该生医元件的该元件身分资讯；
接收该生医元件的查询结果，该查询结果包含该元件身分资讯及该生医元件所在对应的该底座身分资讯；
当该元件身分资讯不对应该底座身分资讯时，输出一变更命令，该变更命令包含该底座身分资讯；以及
接收一确认结果，该确认结果包含一变更确认资讯。
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