TWI839265B - 鞋子及運動著地區域平整度判斷方法 - Google Patents
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Abstract
一種鞋子，包含一鞋體、一供電單元、一感測單元，及一控制單元。該供電單元設置於該鞋體，用以提供電力。該感測單元電連接該供電單元，設置於該鞋體之底部，並用以偵測該鞋體與地面的一量測距離。該控制單元信號連接該感測單元，運算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整。藉此，可以利用大數據分析判斷使用者運動或行走時的地面狀況，以減少使用者跌倒受傷的機率。
Description
本發明是有關於一種鞋子及運用於該鞋子的判斷方法，特別是指一種鞋子及運用於該鞋子的運動著地區域平整度判斷方法。
當使用者在戶外運動或行走時，由於路面會有高低起伏、坑洞、或障礙物(例如，石頭)等不平整的情況，有可能會導致使用者扭傷或跌倒，如此，反而造成使用者須進行休養而無法進行戶外活動的窘境。
因此，本發明之目的，即在提供一種能減少使用者跌倒受傷的機率的鞋子。
於是，本發明鞋子，包含一鞋體、一供電單元、一感測單元，及一控制單元。
該供電單元設置於該鞋體，用以提供電力。
該感測單元電連接該供電單元，設置於該鞋體之底部，並用以偵測該鞋體與地面的一量測距離。
該控制單元信號連接該感測單元，運算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整。
因此，本發明之目的，即在提供一種能減少使用者跌倒受傷的機率的運動著地區域平整度判斷方法。
於是，本發明運動著地區域平整度判斷方法，適用於一包括一感測單元與一控制單元的鞋子，並包含以下步驟：
(A)該感測單元偵測該鞋子之底面與地面的一量測距離。
(B)該控制單元運算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整。
本發明之功效在於：藉由設置該感測單元偵測與地面的該量測距離，並搭配該控制單元比較該統計值與該預定距離的差異是否大於該預定差異以判斷地面是否平整，可以利用大數據分析判斷使用者運動或行走時的地面狀況，以減少使用者跌倒受傷的機率。
2:鞋體
3:供電單元
4:感測單元
41:感測器
5:控制單元
6:警示單元
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明鞋子的一實施例的一示意圖；圖2是該實施例的底部的一示意圖；圖3是該實施例的一電路方塊示意圖；及圖4是說明該實施例的複數感測器的另一種設置方式。
參閱圖1、圖2及圖3，本發明鞋子之一實施例，以一雙鞋子作為說明，每一該鞋子包含一鞋體2、一供電單元3、一感測單元4，及一控制單元5，每一該鞋子或每二該鞋子(即一雙該鞋子)可選擇地還包含一警示單元6。
該供電單元3設置於該鞋體2，用以提供電力。於本實施例中，該供電單元3為充電電池，並例如以USB接口或無線充電技術進行充電，但亦可使用一次性電池實施。
該感測單元4電連接該供電單元3以接收電力，設置於該鞋體2之底部(例如，可設置於該鞋子之一中底，該中底之厚度需大於12mm(公厘))，並用以偵測該鞋體2與地面的一量測距離。其中，該感測單元4包含三組感測器41，該等感測器41分別設置於該鞋體2之底部對應於前腳掌、足弓及後腳跟處，並如圖1之箭頭所示分別
朝前60度、垂直向下、朝後60度進行偵測，以分別取得該鞋體2前下方、下方及後下方的地面資訊。如圖4所示，在其他實施態樣中，也可將對應於前腳掌與後腳跟處的該等感測器41設置為立起的角度，也就是，將該等感測器41直接面向該鞋體2的前方與後方，以蒐集前方與後方之數據，增加感測角度。參閱圖2，於本實施例中，設置於前腳掌、足弓及後腳跟處的該感測器41之數量分別為三個、兩個、及兩個，但此數量可依實際需求(例如，該鞋體2的尺寸、成本、偵測精確度等)進行調整，並不以此為限。其中，該等感測器41為超音波感測器，同時具有發射及接收超音波功能，其使用之頻率介於23kHz~40kHz間。
參閱圖1、圖2及圖3，該控制單元5可為邏輯電路、積體電路或單晶片，例如可使用微處理器實施。該控制單元5信號連接該感測單元4以接收該量測距離之資訊。其中，該控制單元5可以是設置於該鞋體2並電連接該供電單元3、或設置於一穿戴裝置(圖未示，例如，智慧手錶)、或設置於一可攜式電子裝置(圖未示，例如，智慧型手機)。該控制單元5運算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整，並輸出一警示信號。
於本實施例中，該控制單元5是將該等感測器41所偵測的該量測距離分組運算及比較，亦即，運算每一組該等感測器41
的該量測距離的該統計值，並與各自的該預定距離進行比較，以得出每一組該等感測器41所對應偵測的路面是否平整。但該控制單元5亦可將每一個該感測器41所偵測的該量測距離分開進行運算及比較，以得出每一個該感測器41所對應偵測的路面是否平整。
值得說明的是，為了減少該等感測器41誤接收到其他該等感測器41所發射的信號而導致誤判的情況，若有單個偵測的該量測距離與前後的數值(或與該預定距離的平均值)具有較大的落差(例如，差異2~6%以上)，則視為錯誤數據而不納入運算。
其中，該統計值為該預定期間中該量測距離的平均值，該預定期間之值例如為1~3秒。該預定距離可以是一個單一值，或是為具有一最大預定值及一最小預定值的數值區間。該控制單元5於該統計值大於該最大預定值且差值大於該預定差異以上(代表地面有坑洞)，或該統計值小於該最小預定值且差值大於該預定差異以上(代表地面有障礙物)時，判斷地面不平整。其中，該預定差異之值例如為3公分~5公分。
該預定距離可以是預先設定的固定數值，或是僅先設定初始值，並於使用者行走時進行動態調整。例如，當使用者行走時，該控制單元5於該統計值與該預定距離的差異小於該預定差異時，運算該統計值與該預定距離的平均值，並作為新的該預定距離。例如，假設該預定距離為5~10公分之區間，該統計值為6.5公分時，
取該統計值(6.5公分)與該預定距離之區間的平均值(7.5公分)的平均(7公分)作為該預定距離的新平均值，並維持相同的區間長度，而得出新的該預定距離之區間為4.5~9.5公分。
其中，於該統計值小於一靜止距離超過一靜止時間後，表示目前該鞋體2處於靜止狀態，該控制單元5控制該感測單元4停止偵測。該靜止距離例如為0~3公分，該靜止時間例如為5~10秒。其中，當判斷該鞋體2處於靜止狀態後，可透過該鞋體2內設置的一動態偵測裝置(圖未示，例如為加速度計或陀螺儀等)偵測該鞋體2是否動作，如偵測到動作就會產生訊號給該控制單元5，該控制單元5即控制該感測單元4重新開始偵測。或是可搭配該鞋體2外的該穿戴裝置(智慧手錶)或該可攜式電子裝置(智慧型手機)進行連動偵測，例如，透過智慧手錶或智慧型手機發送訊號給該控制單元5，以重新開始偵測。
該警示單元6信號連接該控制單元5，接收該警示信號並發出聲響或光線以警示使用者路面不平整。該警示單元6可以是設置於該鞋體2，或是設置於該穿戴裝置或該可攜式電子裝置。由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。
本發明運動著地區域平整度判斷方法之一實施例適用於上述之該鞋子，該運動著地區域平整度判斷方法包含以下步驟：
步驟(A)：該感測單元4偵測該鞋子之底面與地面的一量測距離。
步驟(B)：算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整。
其中，該預定距離具有一最大預定值及一最小預定值，於該統計值大於該最大預定值且差值大於該預定差異以上，或該統計值小於該最小預定值且差值大於該預定差異以上時，判斷地面不平整。
其中，於該統計值與該預定距離的差異小於該預定差異時，運算該統計值與該預定距離的平均值，並作為新的該預定距離。
其中，於該統計值小於一靜止距離超過一靜止時間後，該控制單元5控制該感測單元4停止偵測。
經由以上的說明，本實施例的功效如下：
一、藉由設置該感測單元4偵測與地面的該量測距離，並搭配該控制單元5比較該統計值與該預定距離的差異是否大於該預定差異以判斷地面是否平整，本實施例可以利用大數據分析判斷使用者運動或行走時的地面狀況，以減少使用者跌倒受傷的機率。
二、藉由該控制單元5於該統計值與該預定距離的差異小於該預定差異時，運算該統計值與該預定距離的平均值，並作為新
的該預定距離，可以動態調整該預定距離的數值，而能更貼近使用者的行走習慣，進而達到更佳的判斷精確度。
三、藉由於該統計值小於一靜止距離超過一靜止時間後，該控制單元5控制該感測單元4停止偵測，可以節省不必要的耗電。
綜上所述，本發明鞋子及運動著地區域平整度判斷方法，確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2:鞋體
4:感測單元
41:感測器
Claims (7)
- 一種鞋子，包含：一鞋體；一供電單元，設置於該鞋體，用以提供電力；一感測單元，電連接該供電單元，設置於該鞋體之底部，並用以偵測該鞋體與地面的一量測距離；及一控制單元，信號連接該感測單元，運算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整；其中，該統計值為該預定期間中該量測距離的平均值，該預定距離具有一最大預定值及一最小預定值，於該統計值大於該最大預定值且差值大於該預定差異以上，或該統計值小於該最小預定值且差值大於該預定差異以上時，判斷地面不平整。
- 如請求項1所述的鞋子，其中，於該統計值與該預定距離的差異小於該預定差異時，該控制單元運算該統計值與該預定距離的平均值，並作為新的該預定距離。
- 如請求項1所述的鞋子，其中，於該統計值小於一靜止距離超過一靜止時間後，該控制單元控制該感測單元停止偵測。
- 如請求項1所述的鞋子，其中，該感測單元包含三組感測器，該等感測器分別設置於該鞋體之底部對應於前腳掌、足弓及後腳跟處。
- 一種運動著地區域平整度判斷方法，適用於一包括一感 測單元與一控制單元的鞋子，並包含以下步驟：(A)該感測單元偵測該鞋子之底面與地面的一量測距離；及(B)該控制單元運算該量測距離於一預定期間中的一統計值，並於該統計值與一預定距離的差異大於一預定差異時，判斷地面不平整，其中，該統計值為該預定期間中該量測距離的平均值，該預定距離具有一最大預定值及一最小預定值，於該統計值大於該最大預定值且差值大於該預定差異以上，或該統計值小於該最小預定值且差值大於該預定差異以上時，判斷地面不平整。
- 如請求項5所述的運動著地區域平整度判斷方法，其中，於該統計值與該預定距離的差異小於該預定差異時，運算該統計值與該預定距離的平均值，並作為新的該預定距離。
- 如請求項5所述的運動著地區域平整度判斷方法，其中，於該統計值小於一靜止距離超過一靜止時間後，該控制單元控制該感測單元停止偵測。
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