TW201300033A - 步姿校正系統及方法 - Google Patents

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Chang-Jung Lee
Chih-Ping Lo
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Abstract

本發明提供一種步姿校正系統，該系統結合壓力感測鞋墊幫助手持式裝置的用戶校正步姿。在用戶行走過程中，置於用戶鞋中的壓力感測鞋墊利用壓力感測器持續偵測用戶腳步施力位置及力度等資料，並將偵測到的資料傳送至該步姿校正系統。該步姿校正系統根據偵測到的資料產生用戶的實時腳步施力位置圖，並將實時腳步施力位置圖與儲存器儲存的標準腳步施力位置圖進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求。若比對結果不滿足預設要求，則該步姿校正系統判斷用戶腳步施力位置不當，並透過手持式裝置提醒用戶調整走路姿勢。

Description

步姿校正系統及方法
本發明涉及一種應用於手持式裝置中的步姿校正系統及方法。
走路算是老少皆宜的“最佳運動”。但這個看似簡單、每個人都能抬腿就做的動作，能真正做對的人卻不多。美國最有影響力的生活類雜誌《about》日前刊文指出，拖拉著腳、低著頭、邁大步、內外八字…這些不正確的姿勢不僅“難看”，還容易引發疲勞，導致腿、背部疼痛，甚至造成損傷。目前缺乏一種有效輔助人們校正不良走路姿式的工具。
鑒於以上內容，有必要提供一種步姿校正系統及方法，可以應用於手持式裝置，當用戶在行走過程中腳步施力狀況不正確時，透過手持式裝置提醒用戶調整走路姿勢。
本發明提供一種步姿校正系統，該系統包括資料接收模組、資料轉換模組、資料比對模組及警示模組。資料接收模組接收置於手持式裝置的用戶雙鞋中的壓力感測鞋墊偵測的用戶腳步施力位置及力度資料。資料轉換模組根據所述用戶腳步施力位置及力度資料產生用戶的實時腳步施力位置圖。資料比對模組將實時腳步施力位置圖與手持式裝置儲存的標準腳步施力位置圖進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求以判斷用戶腳步施力位置是否正確。警示模組，用於當比對結果不滿足預設要求時，透過手持式裝置發出警示資訊提醒用戶調整走路姿勢。
本發明提供一種步姿校正方法，該方法包括：(A)接收置於手持式裝置的用戶雙鞋中的壓力感測鞋墊偵測的用戶腳步施力位置及力度資料；(B)根據所述用戶腳步施力位置及力度資料產生用戶的實時腳步施力位置圖；(C)將實時腳步施力位置圖與手持式裝置儲存的標準腳步施力位置圖進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求以判斷用戶腳步施力位置是否正確；及(D)當比對結果不滿足預設要求時，透過手持式裝置發出警示資訊提醒用戶調整走路姿勢。
相較於習知技術，本發明所提供之步姿校正系統及方法，可以當用戶在行走過程中腳步施力狀況不正確時，透過手持式裝置提醒用戶調整走路姿勢。
參閱圖1所示，係本發明步姿校正系統10較佳實施方式之應用環境圖。該步姿校正系統10應用於手持式裝置100。該手持式裝置100可以為手機、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）等電子裝置。在本實施例中，該手持式裝置100包括儲存器20、處理器30及顯示螢幕40。
該步姿校正系統10結合如圖3所示的壓力感測鞋墊1幫助手持式裝置100的用戶進行步姿校正，原理如下：在用戶行走過程中，置於用戶鞋中的壓力感測鞋墊1利用壓力感測器持續偵測用戶腳步施力位置及力度等資料，並將偵測到的資料傳送至該步姿校正系統10。該步姿校正系統10根據偵測到的資料產生用戶的實時腳步施力位置圖22，並將實時腳步施力位置圖22與儲存器20儲存的標準腳步施力位置圖21進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求。若比對結果不滿足預設要求，則該步姿校正系統10判斷用戶腳步施力位置不當，並透過手持式裝置100提醒用戶調整走路姿勢。
所述壓力感測鞋墊1中安裝的壓力感測器可以為電容式、電壓式或電阻式。電容式壓力感測器主要是利用平行電容板的原理，當感測器上隔膜受壓力而變形時，其隔膜與底板電極間的間隙改變而造成電容的變化，藉由電容的變化感測壓力的大小。電壓式壓力感測器主要是利用一種壓電材料（ZnO，PZT），當壓電材料受到應力的情況下，會產生電極化（polarization）的現象而提供電荷，藉由電荷的變化感測壓力的大小。電阻式壓力感測器是利用電阻材料的特性，當電阻材料收到應力變化而變形時，其電阻值也會因而改變，因此透過電路上的連接與輸出，便可藉由電阻的變化來量測壓力的大小。
在本實施方式中，該步姿校正系統10包括資料接收模組11、資料轉換模組12、資料比對模組13及警示模組14。本發明所稱的模組可以為由多個電子元器件構成的硬體晶片，也可以為由一系列計算指令組成的電腦程式段。本實施例所述的模組是一種能夠被手持式裝置100的處理器30所執行並且能夠完成固定功能的電腦程式段，其儲存在手持式裝置100的儲存器20中。
資料接收模組11用於接收壓力感測鞋墊1傳送的用戶腳步施力位置及力度資料。
資料轉換模組12用於根據所述用戶腳步施力位置及力度資料產生用戶的實時腳步施力位置圖22。例如，若壓力感測鞋墊1的壓力感測器偵測到用戶每只腳的1000個施力位置點及每個施力位置點的力度數值(如0~1000的範圍)，則資料轉換模組12將每個施力位置點的力度數值轉換為相應像素點的灰度值(範圍為0~255)，並根據2000個像素點的灰度值產生一張黑白圖像，即得到所述腳步施力位置圖22。
資料比對模組13用於將實時腳步施力位置圖22與標準腳步施力位置圖21進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求以判斷用戶腳步施力位置是否正確。例如，資料比對模組13將實時腳步施力位置圖22每個像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖21每個相應像素點的灰度值進行比對，若實時腳步施力位置圖22中有一定比例(例如90%)的像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖21中相應像素點的灰度值相同，則資料比對模組13判斷用戶腳步施力位置正確。
警示模組14用於當資料比對模組13判斷用戶腳步施力位置正確時，透過手持式裝置100發出警示資訊提醒用戶調整走路姿勢。例如圖6所示，顯示螢幕40上顯示字幕提示“提醒您!腳步之施力位置不當!”該警示資訊也可以為語音提示或警示音提示。
該步姿校正系統10提供預設模式及自定義模式。如圖4所示，若用戶在手持式裝置100上開啟該步姿校正系統10後，選擇進入預設模式，則該步姿校正系統10在用戶行走過程中，以儲存器20儲存的原始標準腳步施力位置圖21作為判別用戶腳部施力位置是否正確之依據。該原始標準腳步施力位置圖21為步姿校正系統10的出廠預設標準。
由於每個人腳掌之大小、形狀等情形不盡相同，因此該步姿校正系統10亦可供用戶在自定義模式下設定適合個人之標準腳步施力位置圖21。如圖4所示，用戶在手持式裝置100上開啟該步姿校正系統10，選擇進入“自定義模式”。之後，如圖5所示，警示模組14透過手持式裝置100提醒用戶保持身體在直立、靜止、平衡站立狀況。壓力感測鞋墊1的壓力感測器將針對用戶靜止站立時，偵測用戶腳部施力位置、力度等資料，並將偵測得到的資料傳送至手持式裝置100。該步姿校正系統10的資料轉換模組12將收到之資料轉換為該用戶的標準腳步施力位置圖21，警示模組14提醒用戶是否儲存該標準腳步施力位置圖21。用戶選擇儲存後，資料接收模組11將該用戶的標準腳步施力位置圖21儲存於儲存器20，後續該步姿校正系統10即以該用戶的標準腳步施力位置圖21作為判別用戶腳部施力位置是否正確之依據。
參閱圖2所示，係本發明步姿校正方法較佳實施方式之流程圖。
步驟S21，將安裝有壓力感測器的壓力感測鞋墊1置於手持式裝置100用戶的雙鞋中，並開啟手持式裝置100中的步姿校正系統10。
步驟S22，壓力感測器持續偵測用戶腳步施力位置及力度資料，並傳送至手持式裝置100。
步驟S23，資料接收模組11接收所述腳步施力位置及力度資料，並儲存至儲存器20。資料轉換模組12根據所述用戶腳步施力位置及力度資料產生用戶的實時腳步施力位置圖22。例如，若壓力感測鞋墊1的壓力感測器偵測到用戶每只腳的1000個施力位置點及每個施力位置點的力度數值(如0~1000的範圍)，則資料轉換模組12將每個施力位置點的力度數值轉換為相應像素點的灰度值(範圍為0~255)，並根據2000個像素點的灰度值產生一張黑白圖像，即得到所述腳步施力位置圖22(如圖6所示)。
步驟S24，資料比對模組13將該實時腳步施力位置圖22與標準腳步施力位置圖21進行比對，並記錄比對結果。例如，資料比對模組13將實時腳步施力位置圖22每個像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖21每個相應像素點的灰度值進行比對，並記錄相對應實時腳步施力位置圖22每個像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖21每個相應像素點的灰度值是否相同。
步驟S25，資料比對模組13判斷比對結果是否滿足預設要求以判斷用戶腳步施力位置是否正確。若比對結果滿足預設要求，則返回步驟S22繼續偵測用戶腳步施力位置及力度資料。若比對結果不滿足預設要求，則執行步驟S26。例如，若實時腳步施力位置圖22中有預設比例(例如90%)的像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖21中相應像素點的灰度值相同，則資料比對模組13判斷用戶腳步施力位置正確，若灰度值相同的相應像素點數量低於所述預設比例，則資料比對模組13判斷用戶腳步施力位置不正確。
步驟S26，警示模組14透過手持式裝置100發出警示資訊提醒用戶調整走路姿勢。例如圖6所示，顯示螢幕40上顯示字幕提示“提醒您!腳步之施力位置不當!”。
最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
100．．．手持式裝置
1．．．壓力感測鞋墊
10．．．步姿校正系統
11．．．資料接收模組
12．．．資料轉換模組
13．．．資料比對模組
14．．．警示模組
20．．．儲存器
21．．．標準腳步施力位置圖
22．．．實時腳步施力位置圖
30．．．處理器
40．．．顯示螢幕
圖1係本發明步姿校正系統較佳實施方式之應用環境圖。
圖2係本發明步姿校正方法較佳實施方式之流程圖。
圖3係壓力感測鞋墊及根據感測鞋墊產生的腳步施力位置圖之示意圖。
圖4係本發明步姿校正系統提供的两種模式之示意圖。
圖5係在步姿校正系統提供的自定義模式下產生標準腳步施力位置圖之示意圖。
圖6係透過手持式裝置提醒用戶調整走路姿勢之示意圖。
100．．．手持式裝置
10．．．步姿校正系統
11．．．資料接收模組
12．．．資料轉換模組
13．．．資料比對模組
14．．．警示模組
20．．．儲存器
21．．．標準腳步施力位置圖
22．．．實時腳步施力位置圖
30．．．處理器
40．．．顯示螢幕

Claims (10)

  1. 一種步姿校正系統，該系統包括：
    資料接收模組，用於接收置於手持式裝置的用戶雙鞋中的壓力感測鞋墊偵測的用戶腳步施力位置及力度資料；
    資料轉換模組，用於根據所述用戶腳步施力位置及力度資料產生用戶的實時腳步施力位置圖；
    資料比對模組，用於將實時腳步施力位置圖與手持式裝置儲存的標準腳步施力位置圖進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求以判斷用戶腳步施力位置是否正確；及
    警示模組，用於當比對結果不滿足預設要求時，透過手持式裝置發出警示資訊提醒用戶調整走路姿勢。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之步姿校正系統，其中，所述資料轉換模組係將每個施力位置點的力度數值轉換為相應像素點的灰度值，並根據所有像素點的灰度值產生所述腳步施力位置圖。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之步姿校正系統，該系統包括預設模式及自定義模式，當用戶選擇預設模式，所述標準腳步施力位置圖為出廠預設標準，當用戶選擇自定義模式，所述標準腳步施力位置圖為根據壓力感測鞋墊在手持式裝置用戶處於靜止站立時，偵測得到的用戶腳部施力位置及力度資料產生之標準。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之步姿校正系統，所述壓力感測鞋墊包括壓力感測器，該壓力感測器為電容式、電壓式或電阻式。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之步姿校正系統，所述預設要求為實時腳步施力位置圖中有預設比例的像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖中相應像素點的灰度值相同。
  6. 一種步姿校正方法，該方法包括：
    接收置於手持式裝置的用戶雙鞋中的壓力感測鞋墊偵測的用戶腳步施力位置及力度資料；
    根據所述用戶腳步施力位置及力度資料產生用戶的實時腳步施力位置圖；
    將實時腳步施力位置圖與手持式裝置儲存的標準腳步施力位置圖進行比對，判斷比對結果是否滿足預設要求以判斷用戶腳步施力位置是否正確；及
    當比對結果不滿足預設要求時，透過手持式裝置發出警示資訊提醒用戶調整走路姿勢。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之步姿校正方法，其中，所述實時腳步施力位置圖係將每個施力位置點的力度數值轉換為相應像素點的灰度值，並根據所有像素點的灰度值產生的黑白圖像。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之步姿校正方法，該方法應用於預設模式或自定義模式，當用戶選擇預設模式，所述標準腳步施力位置圖為出廠預設標準，當用戶選擇自定義模式，所述標準腳步施力位置圖為根據壓力感測鞋墊在手持式裝置用戶處於靜止站立時，偵測得到的用戶腳部施力位置及力度資料產生之標準。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之步姿校正方法，所述壓力感測鞋墊包括壓力感測器，該壓力感測器為電容式、電壓式或電阻式。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之步姿校正方法，所述預設要求為實時腳步施力位置圖中有預設比例的像素點的灰度值與標準腳步施力位置圖中相應像素點的灰度值相同。
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