TWI563975B

TWI563975B - 腳步偵測系統及其應用

Info

Publication number: TWI563975B
Application number: TW103119221A
Authority: TW
Inventors: 黃悅民; 賴槿峰; 裴鴻達; 張弘諭; 朱立石
Original assignee: 國立成功大學
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2017-01-01
Also published as: TW201545720A

Description

腳步偵測系統及其應用

本發明係有關於一種腳步偵測系統及其應用，尤其是指一種應用於行動式體感遊戲或醫療照護之腳步偵測系統，有別於目前的體感遊戲皆以使用者手部或臂部之活動為體感偵測之重點；本發明主要係藉由壓力感測器、陀螺儀，以及三軸加速器等裝置組合而成的感測模組來感測使用者腳步之活動資訊，以滿足行動式體感遊戲、運動健身，以及醫療照護之需求，是一種具有高度攜帶性與便利性之創新人機介面設計者。

按，隨著資訊科技發展的日新月異，科技化產品的技術也跟著突飛猛進，其中行動感測(motion sensing)的技術也漸漸成為現代生活中非常重要的一部分，而行動感測技術帶動的體感遊戲(body movement game)也成為現今人們最喜愛的遊戲項目之一，近年來最為眾人所熟知的體感遊戲應用便是由日商任天堂(Nintendo)公司在2006年推出的遊戲主機「Wii」，Wii主機係利用內建紅外線定位與加速度感測器之控制器來幫助使用者進行遊戲操作；任天堂公司將體感偵測技術納入遊戲主機，不僅徹底改變了長久以來的遊戲機控制模式，使遊戲過程變得直覺而簡單，而所呈現的操作親和力與情境強化也使得玩家市場大大擴展，並因而掀起了體感應用的研究熱潮，使得市場與學界所展現出的加速度感測器之應用與研究已日趨增加；另外，在2010年由微軟(Microsoft) 公司發表的「Kinect for XBOX360」遊戲主機則是加速度感測器更上一層樓的應用，其主機所呈現的是更受矚目的體感遊戲，使用的技術也是一種前所未有的體感偵測之人機介面，雖然Wii遊戲主機能夠偵測使用者的動作，而在遊戲中做出相對應的變化，尤其任天堂公司甚至推出了Wii腳踏墊和Wii Motion Plus等外部裝置來偵測更精確的手部與腳步活動與加速度，但是無論遊戲怎麼變化，使用者皆需要藉由手持遙控器與外部裝置的輔助，才能完成遊戲要求之任務，甚至為了進化更先進的偵測功能，所需要的外部裝置也隨之增多；然而，Kinect只需要使用者站到主機的前方，完全不需要藉由任何手持遙控器與外部裝置，就可以與主機互動以進行相關之體感遊戲，因此，Kinect比Wii遊戲主機具有更真實的臨場感，並且在操作上亦更具有直覺性；然而，不管是Kinect或Wii等現行之體感遊戲主機皆需要藉由電視或電腦螢幕等顯示裝置供使用者進行體感遊戲，缺乏機動性而不易攜帶是共通之缺點。

所謂的體感遊戲就是一種多模式的互動裝置，學者奧維亞特(Oviatt)曾經對「多模式」做過完善的定義，亦即「多模式系統主要是由兩個或兩個以上的使用者輸入模式組成，例如手勢(manual gesture)、碰觸(touch)、語音(speech)、頭部(head)，以及肢體動作(body movement)等訊號辨別，經由系統運算的處理，最後藉由多媒體的方式來呈現，此種系統提供了電腦和使用者一種全新的互動方式」，多模式系統適用於整合大量新穎的輸入和輸出互動裝置，並且透過個別裝置的辨識處理，以提供多模式系統完整的能力，預期可以適當的發揮高整合性的作用，加強使用者在使用上的直覺；在體感遊戲裡，使用者可以使用自己的身體來控制遊戲中的人物以達到遊戲要求之任務，同時也可以達到鍛鍊與健身的目的；然而，目前市面上存在的體感遊戲機都是限制使用者僅能以手部或臂部的活動，並藉由電視或電腦螢幕等顯示裝置來進行並控制遊戲，大大減少了將體感遊戲運用於手持裝置的多樣性與可行性，因此，為了達到操作便利性與攜帶機動性的體感遊戲系統，以及能與目前市面上盛行之智慧型手機或行動式電子裝置結合，以解決目前體感遊戲裝置不易攜帶的缺點，仍是體感遊戲或偵測系統業者需持續努力克服與解決之課題。

今，發明人即是鑑於上述之現行體感遊戲裝置或偵測系統存在需要使用電視或電腦螢幕等顯示裝置而造成不易攜帶，以及僅能以手部或臂部的活動來讓使用者進行遊戲等諸多缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。

本發明主要目的為提供一種腳步偵測系統及其應用，尤其是指一種應用於行動式體感遊戲或醫療照護之腳步偵測系統，有別於目前的體感遊戲皆以使用者手部或臂部之活動為體感偵測之重點；本發明主要係藉由壓力感測器、陀螺儀，以及三軸加速器等裝置組合而成的感測模組來感測使用者腳步之活動資訊，以滿足行動式體感遊戲、運動健身，以及醫療照護之需求，是一種具有高度攜帶性與便利性之創新人機介面設計。

為了達到上述實施目的，本發明人提出一種腳步偵測系統，係至少包括有一腳步偵測單元，以及一資料分析單元；腳步偵測單元係設置於一使用者之鞋子，腳步偵測單元係至少包括有一感測模組、一電性連接感測模組之步伐分析模組，以及一電性連接步伐分析模組之第一無線傳輸裝置，其中感測模組係偵測並接收使用者腳步活動之資料，並傳送至步伐分析模組，以辨識腳步活動之頻率與方向，第一無線傳輸裝置係接收步伐分析模組辨識後的訊號，並以無線方式傳遞；資料分析單元係設置於一電子設備內，資料分析單元係至少包括有一服務追蹤模組，以及一電性連接服務追蹤模組之第二無線傳輸裝置，其中服務追蹤模組係接收使用者登入之身分資料，並將確認訊號電性傳送至第二無線傳輸裝置，以啟動第二無線傳輸裝置接收來自第一無線傳輸裝置之訊號，服務追蹤模組並提供使用者選擇一醫療照護模組之功能。

如上所述的腳步偵測系統，其中感測模組係由一偵測使用者腳步高度變化之壓力感測器(pressure sensor)、一偵測使用者腳步方位角變化之陀螺儀(gyroscope)，以及一偵測使用者腳步位移和速度變化之三軸加速器(triple-axis accelerometer)所構成。

如上所述的腳步偵測系統，其中感測模組進行感測運算時所需參數係選自平均向前半波加速度(forward half wave average acceleration，簡稱AvgFH)、平均向後半波加速度(backward half wave average acceleration，簡稱AvgSH)、加速度標準差(acceleration standard deviation，簡稱Dev)、加速度長度(acceleration length，簡稱Length)，以及正向半正弦波與負向正弦波比(positive half sinusoid and negative sinusoid ratio，簡稱R)所構成之群組。

如上所述的腳步偵測系統，其中電子設備係為一智慧型手機、一平板電腦、一可攜式電腦、一桌上型電腦或一可佩戴式偵測器等其中之一種。

如上所述的腳步偵測系統，其中資料分析單元係可進一步設置有一信息分配模組，信息分配模組係電性連接第二無線傳輸裝置，並依使用者於服務追蹤模組選擇之功能，將接收來自第二無線傳輸裝置之使用者腳步活動資料，傳遞至一遊戲模組或一智慧運行模組等其中之一種以執行功能。

如上所述的腳步偵測系統，其中遊戲模組係提供使用者依據遊戲模組之程式內容進行一體感律動遊戲。

如上所述的腳步偵測系統，其中智慧運行模組係包括有一卡路里計算器、一全球定位系統(global positioning system，簡稱GPS)，以及一歷史資料庫，卡路里計算器係計算使用者腳步活動之卡路里消耗量，全球定位系統係提供使用者所在地之地圖資訊，歷史資料庫係儲存每次腳步活動所消耗之卡路里、時間，以及地圖資訊，以供使用者紀錄與參考。

如上所述的腳步偵測系統，其中醫療照護模組係將接收之使用者腳步活動資料與內建一穩健步伐資料庫比對，以偵測使用者跌倒之狀況。

此外，為了達到上述之實施目的，本發明人係提出一種具有腳步偵測系統之鞋墊，係至少包括如上所述之腳步偵測系統。

如上所述的具有腳步偵測系統之鞋墊，其中腳步偵測系統係以系統單晶片(System on a Chip，簡稱SoC)之方式嵌入鞋墊中。

藉此，本發明之腳步偵測系統及其應用係藉由可拆卸式的鞋子配件讓欲進行體感遊戲或運動健身之使用者穿戴於鞋子上，以腳步之活動方式於隨身之智慧型手機或行動式電子設備上進行體感之律動遊戲或運動健身之資料紀錄，是一種具有高度攜帶機動性與使用便利性之腳步偵測系統，不僅可以延長腳步偵測系統之使用壽命，使用者亦可以不受時間與空間的限制，隨時隨地進行體感之律動遊戲與運動健身等活動，是一種創新的人機介面設計；此外，本發明之腳步偵測系統係以使用者之腳步活動為偵測之主體，有別於目前市面上的體感遊戲主機皆以使用者手部或臂部之活動為體感偵測之重點，因此，當本發明之腳步偵測系統運用於手持式之電子設備時，使用者不需要因為要手持電子設備而減低了進行體感遊戲或運動健身的趣味與動力，有效增加體感遊戲或運動健身運用於手持電子設備之多樣性與可行性；再者，本發明之腳步偵測系統係可提供醫療照護之醫護人員使用，當將本發明之腳步偵測系統穿戴於需要醫療照護之病患的鞋子上時，系統可偵測病患行動時之腳步狀態，並將腳步之相關資料與穩健步伐資料庫之內建資料比對，當病患之腳步壓力與方向與穩健步伐資料庫內建之資料相差甚大時，系統即判斷病患可能跌倒，並立即通知醫護人員前往救援，可有效將病患因跌倒所造成的傷害降至最低；最後，本發明之腳步偵測系統係可以半導體製程之系統單晶片(SoC)型態整合於一晶片上，並有效設置於一鞋墊裡，因此，系統商不需要替不同型態或款式的鞋子設計搭配的可拆卸式腳步偵測系統，當本發明之使用者或病患穿著不同的鞋子，例如運動鞋或皮鞋時，使用者本身或醫護人員只需要將嵌設有本發明之腳步偵測系統之單晶片的鞋墊放置於鞋子內，即可在不同的鞋子上使用本發明之腳步偵測系統，以有效進行體感遊戲、運動健身或醫療照護之功能。

(1)‧‧‧腳步偵測單元

(11)‧‧‧感測模組

(111)‧‧‧壓力感測器

(112)‧‧‧陀螺儀

(113)‧‧‧三軸加速器

(12)‧‧‧步伐分析模組

(13)‧‧‧第一無線傳輸裝置

(2)‧‧‧鞋子

(3)‧‧‧資料分析單元

(31)‧‧‧服務追蹤模組

(32)‧‧‧第二無線傳輸裝置

(33)‧‧‧信息分配模組

(34)‧‧‧遊戲模組

(35)‧‧‧智慧運行模組

(351)‧‧‧卡路里計算器

(352)‧‧‧全球定位系統

(353)‧‧‧歷史資料庫

(36)‧‧‧醫療照護模組

(361)‧‧‧穩健步伐資料庫

(4)‧‧‧電子設備

(5)‧‧‧身分資料

(6)‧‧‧鞋墊

第一圖：本發明腳步偵測系統及其應用其一較佳實施例之系統配置方塊圖

第二圖：本發明腳步偵測系統及其應用其一較佳實施例之感測模組特徵值關係示意圖

第三圖：本發明腳步偵測系統及其應用其一較佳實施例之腳步方向偵測示意圖

第四圖：本發明腳步偵測系統及其應用其一較佳實施例之可拆卸式系統實施示意圖

第五圖：本發明腳步偵測系統及其應用其二較佳實施例之系統嵌入鞋墊示意圖

本發明之目的及其結構設計功能上的優點，將依據以下圖面所示之較佳實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。

首先，請參閱第一圖所示，為本發明腳步偵測系統及其應用其一較佳實施例之系統配置方塊圖，其中本發明之腳步偵測系統係至少包括有：一腳步偵測單元(1)，係設置於一使用者之鞋子(2)，腳步偵測單元(1)係至少包括有一感測模組(11)、一電性連接感測模組(11)之步伐分析模組(12)，以及一電性連接步伐分析模組(12)之第一無線傳輸裝置(13)，其中感測模組(11)係偵測並接收使用者腳步活動之資料，並傳送至步伐分析模組(12)，以辨識腳步活動之頻率與方向，第一無線傳輸裝置(13)係接收步伐分析模組(12)辨識後的訊號，並以無線方式傳遞；在本發明其一較佳實施例中，腳步偵測單元(1)係以可拆卸之方式穿戴於使用者之鞋子上；第一無線傳輸裝置(13)使用之無線傳遞方式係可包括微波、無線電、WiFi等其中一種習知用以傳遞訊息之方法；以及一資料分析單元(3)，係設置於一電子設備(4)內，資料分析單元(3)係至少包括有一服務追蹤模組(31)，以及一電性連接服務追蹤模組(31)之第二無線傳輸裝置(32)，其中服務追蹤模組(31)係接收使用者登入之身分資料(5)，並將確認訊號電性傳送至第二無線傳輸裝置(32)，以啟動第二無線傳輸裝置(32)接收來自第一無線傳輸裝置(13)之訊號，服務追蹤模組(31)並提供使用者選擇一醫療照護模組(36)之功能；在本發明其一較佳實施例中，電子設備(4)係為一智慧型手機、一平板電腦、一可攜式電腦、一桌上型電腦或一可佩戴式偵測器等其中之一種。

此外，感測模組(11)係由一偵測使用者腳步高度變化之壓力感測器(111)、一偵測使用者腳步方位角變化之陀螺儀(112)，以及一偵測使用者腳步位移和速度變化之三軸加速器(113)所構成，而感測模組(11)進行感測運算時所需參數(特徵值)係選自平均向前半波加速度(AvgFH)、平均向後半波加速度(AvgSH)、加速度標準差(Dev)、加速度長度(Length)，以及正向半正弦波與負向正弦波比(R)所構成之群組，為了確保感測模組(11)偵測訊號的正確性，每一步伐必須要有正確的開始時間點(starting time point，簡稱STP)與完成時間點(finishing time point，簡稱FTP)，而設定一時間間隔以擷取步伐的資訊是必要的，步伐的移動係由三軸加速器(113)中的加速度值A所偵測與計算，偵測的頻率係為每秒鐘100次，完整的腳步偵測係從獲得開始時間點(STP)的訊號開始，然後搜索完成時間點(FTP)的訊號，第一週期係以0.2秒為間隔，標準差σ(A)係以下列方程式表示之：其中，μ係為A之平均值。

如果標準差σ(A)之值小於臨界值(threshold value)D _T值0.03時，則系統將判定步伐無動作，如果σ(A)大於D _T值0.03，則系統判定訊號開始擺動，亦即步伐開始運動；特徵值計算的主要來源係為三軸加速器的Y和Z軸之波形，請參閱第二圖所示，為本發明腳步偵測系統其一較佳實施例之感測模組特徵值關係示意圖，其中一個完整的步伐係可歸類為活化過程的初始加速度(initial acceleration)與動作結束的結束加速度(ending acceleration)，特徵值係用以確定加速度的方向與大小；再者，請一併參閱第三圖所示，為本發明腳步偵測系統其一較佳實施例之腳步方向偵測示意圖，感測模組(11)係定義腳步之轉動角度為8個方向，順時鐘方向依序為前方(forward)、右前方(forward-right)、右方(right)、右後方 (back-right)、後方(back)、左後方(back-left)、左方(left)，以及左前方(forward-left)等，以做為腳步方向性的辨識。

再者，資料分析單元(3)係可進一步設置有一信息分配模組(33)，信息分配模組(33)係電性連接第二無線傳輸裝置(32)，並依使用者於服務追蹤模組(31)選擇之功能，將接收來自第二無線傳輸裝置(32)之使用者腳步活動資料，傳遞至一遊戲模組(34)或一智慧運行模組(35)等其中之一種以執行功能。

此外，遊戲模組(34)係提供使用者在「體感遊戲」之功能方面進行遊玩與紀錄，其中遊戲模組(34)係接收第二無線傳輸裝置(32)傳送之使用者腳步活動之頻率與方向，以提供使用者依據遊戲模組(34)之程式內容進行體感律動遊戲，由於本系統係以使用者之腳步活動為主，而有別於目前市面上之體感遊戲皆以使用者之手部或臂部活動為體感偵測重點，當本發明之腳步偵測系統支援的體感遊戲運用於手持式之電子設備(4)，例如智慧型手機或平板電腦等其中之一種時，使用者不會因為要手持電子設備(4)而減低了體感遊戲的多樣性與可行性，在本發明其一較佳實施例中，遊戲模組(34)之程式內容係可例如為修改自谷歌(Google)搜尋引擎公司開發之安卓(Android)手機作業平台系統之音樂節拍(Beats Protable)遊戲程式，由於本發明係以安卓作業系統之音樂節拍遊戲程式為本發明其一較佳實施例，然而，並不限定作業系統之形式，在閱讀及了解本發明的敎導後，熟此技藝者當知道本發明之遊戲模組(34)程式內容亦可修改自架構於蘋果(Apple)公司之iOS與微軟公司之Windows Mobile等行動作業系統之相關音樂節拍遊戲程式，而不會影響本發明的實施。

再者，智慧運行模組(35)係提供使用者在「運動健身」之功能方面進行訓練與紀錄，其中智慧運行模組(35)係包括有一卡路里計算器(351)、一全球定位系統(352)，以及一歷史資料庫(353)，在本發明其一較佳實施例中，卡路里計算器(351)係計算使用者腳步活動後之卡路里的消耗量，以提供使用者運動健身之參考，全球定位系統(352)係提供使用者所在地之地圖資訊，歷史資料庫(353)係儲存每次運動之腳步活動所消耗的卡路里量、使用的時間、距離、速度，以及所在地之地圖資訊，以供使用者紀錄與參考。

此外，醫療照護模組(36)係提供醫護人員對病患進行「遠程醫療照護」之功能應用，在本發明其一較佳實施例中，醫療照護模組(36)係將接收之使用者腳步活動資料與內建一穩健步伐資料庫(361)比對，以偵測使用者跌倒之狀況，亦即當病患之健康出現危機的時候，通常會反映在步伐的穩定上，例如步伐踩踏力道的衰退或腳步方向的持續偏移等，因此，醫療人員可將本發明之腳步偵測系統設置於病患之鞋子(2)上，則感測模組(11)中的壓力感測器(111)、陀螺儀(112)，以及三軸加速器(113)即開始進行病患之腳步偵測，再將偵測之腳步訊號與內建於醫療照護模組(36)之穩健步伐資料庫(361)比對，當病患的腳步與穩健步伐資料庫(361)內的資料不符到達一定程度時，則系統將通知醫護人員前往探視是否病患已跌倒在地。

再者，為了達到上述之實施目的，本發明人係提出一種具有腳步偵測系統之鞋墊(6)，係至少包括如上所述之腳步偵測系統，其中腳步偵測系統係以系統單晶片(SoC)之方式嵌入於鞋墊(6)中，如此一來，不需要替不同型態或款式的鞋子(2)設計搭配的可拆卸式腳步偵測系統，當使用者或病患穿著不同的鞋子(2)，例如運動鞋或皮鞋時，使用者本身或醫護人員只需要將嵌設有腳步偵測系統之單晶片的鞋墊(6)放置於鞋子(2)內，即可在不同的鞋子(2)上使用本系統之腳步偵測系統，以進行體感遊戲、運動健身或醫療照護之功能。

根據上述之腳步偵測系統於實際實施使用時，請參閱第四圖所示，為本發明腳步偵測系統其一較佳實施例之可拆卸式系統實施示意圖，首先，當欲進行體感遊戲或運動健身之使用者，可將本發明之可拆卸式的腳步偵測單元(1)穿戴於使用者自己的鞋子(2)上，或醫療人員欲進行病患之遠程醫療照護時，亦可將腳步偵測單元(1)穿戴於病患之鞋子(2)上，當使用者或病患開始進行腳步活動時，腳步偵測單元(1)中的感測模組(11)遂開始偵測並收集使用者或病患腳步活動之狀態，並將收集到的腳步變化之訊號傳遞至步伐分析模組(12)，以辨識腳步活動之頻率與方向，其中感測模組(11)係由一偵測使用者腳步高度變化之壓力感測器(111)、一偵測使用者腳步方位角變化之陀螺儀(112)，以及一偵測使用者腳步位移和速度變化之三軸加速器(113)所構成，經由收集腳步的複數個特徵值辨識使用者或病患腳步活動的頻率與方向，最後再由第一無線傳輸裝置(13)接收步伐分析模組(12)辨識後的訊號，並以無線方式傳遞至設置於一電子設備(4)內之資料分析單元(3)，其中無線傳遞方式係可包括微波、無線電、WiFi等其中一種習知用以傳遞訊息之方法；此外，使用者或醫護人員可經由電子設備(4)之輸入裝置於資料分析單元(3)內的服務追蹤模組(31)登入身分資料(5)，服務追蹤模組(31)接收正確之登入訊息後會傳遞一確認訊號至第二無線傳輸裝置(32)，以啟動第二無線傳輸裝置(32)接收第一無線傳輸裝置(13)傳遞之訊號，而使用者或醫護人員亦可於服務追蹤模組(31)選擇欲進行之體感遊戲、運動健身或醫療照護等功能，而內建於資料分析單元(3)的信息分配模組(33)依據使用者或醫護人員選擇之功能，將第二無線傳輸裝置(32)傳送之資料傳遞至遊戲模組(34)、智慧運行模組(35)或醫療照護模組(36)等其中之一個模組，以進行相關之功能，其中，遊戲模組(34)係提供使用者在「體感遊戲」之功能方面進行遊玩與紀錄，其中遊戲模組(34)係接收第二無線傳輸裝置(32)傳送之使用者腳步活動之頻率與方向，以提供使用者依據遊戲模組(34)之程式內容進行體感律動遊戲，在本發明其一較佳實施例中，遊戲模組(34)之程式內容係修改自谷歌(Google)搜尋引擎公司開發之安卓(Android)手機作業平台系統之音樂節拍(Beats Protable)遊戲程式；智慧運行模組(35)係提供使用者在「運動健身」之功能方面進行訓練與紀錄，其中智慧運行模組(35)係包括有一卡路里計算器(351)、一全球定位系統(352)，以及一歷史資料庫(353)，卡路里計算器(351)係計算使用者腳步活動後之卡路里的消耗量，以提供使用者運動健身之參考，全球定位系統(352)係提供使用者所在地之地圖資訊，歷史資料庫(353)係儲存每次運動之腳步活動所消耗的卡路里量、使用的時間、距離、速度，以及所在地之地圖資訊，以供使用者紀錄與參考；醫療照護模組(36)係提供醫護人員對病患進行「遠程醫療照護」之功能應用，醫療照護模組(36)係將接收之使用者腳步活動資料與內建一穩健步伐資料庫(361)比對，以偵測使用者跌倒之狀況，亦即當病患之健康出現危機的時候，通常會反映在步伐的穩定上，例如踩踏力道的衰退或腳步方向的持續偏移等，因此，醫療人員可將本發明之腳步偵測系統設置於病患之鞋子(2)上，則感測模組(11)中的壓力感測器(111)、陀螺儀(112)，以及三軸加速器(113)即開始進行病患之腳步偵測，再將偵測之腳步訊號與內建於醫療照護模組(36)之穩健步伐資料庫(361)比對，當病患的腳步與穩健步伐資料庫(361)內的資料不符時，則通知醫護人員前往探視是否病患已跌倒在地。

此外，請參閱第五圖所示，為本發明腳步偵測系統其二較佳實施例之系統嵌入鞋墊示意圖，本發明係可將腳步偵測系統整合為一使用半導體製程製備之系統單晶片(SoC)，並嵌入於鞋墊(6)內部，如此一來，不需要替不同型態或款式的鞋子(2)設計搭配的可拆卸式腳步偵測系統，當使用者或病患穿著不同的鞋子(2)，例如運動鞋或皮鞋時，使用者本身或醫護人員只需要將嵌設有腳步偵測系統之單晶片的鞋墊(6)放置於鞋子(2)內，即可在不同的鞋子(2)上使用本系統之腳步偵測系統，以進行體感遊戲、運動健身或醫療照護等上述功能之應用。

由上述之實施說明可知，本發明腳步偵測系統與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：

1.本發明之腳步偵測系統及其應用係藉由可拆卸式的鞋子配件讓欲進行體感遊戲或運動健身之使用者穿戴於鞋子上，以腳步之活動方式於隨身之智慧型手機或行動式電子設備上進行體感之律動遊戲或運動健身之資料紀錄，是一種具有高度攜帶機動性與使用便利性之腳步偵測系統，不僅可以延長腳步偵測系統之使用壽命，使用者亦可以不受時間與空間的限制，隨時隨地進行體感之律動遊戲與運動健身等活動，是一種創新的人機介面設計。

2.本發明之腳步偵測系統及其應用係以使用者之腳步活動為偵測之主體，有別於目前市面上的體感遊戲主機皆以使用者手部或臂部之活動為體感偵測之重點，因此，當本發明之腳步偵測系統運用於手持式之電子設備時，使用者不需要因為要手持電子設備而減低了進行體感遊戲或運動健身的趣味與動力，有效增加體感遊戲或運動健身運用於手持電子設備之多樣性與可行性。

3.本發明之腳步偵測系統及其應用係可提供醫療照護之醫護人員使用，當將本發明之腳步偵測系統穿戴於需要醫療照護之病患的鞋子上時，系統可偵測病患行動時之腳步狀態，並將腳步之相關資料與穩健步伐資料庫之內建資料比對，當病患之腳步壓力與方向與穩健步伐資料庫內建之資料相差甚大時，系統即判斷病患可能跌倒，並立即通知醫護人員前往救援，可有效將病患因跌倒所造成的傷害降至最低。

4.本發明之腳步偵測系統及其應用係可以半導體製程之系統單晶片(SoC)型態整合於一晶片上，並有效設置於一鞋墊裡，因此，系統商不需要替不同型態或款式的鞋子設計搭配的可拆卸式腳步偵測系統，當本發明之使用者或病患穿著不同的鞋子，例如運動鞋或皮鞋時，使用者本身或醫護人員只需要將嵌設有本發明之腳步偵測系統之單晶片的鞋墊放置於鞋子內，即可在不同的鞋子上使用本發明之腳步偵測系統，以有效進行體感遊戲、運動健身或醫療照護之功能。

綜上所述，本發明腳步偵測系統及其應用，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。