所述電池2通過所述電源管理模塊12電氣連接所述第一 CPU、所述第一無線模塊7和所述慣性傳感器8。
[0074]所述封裝空間上表面設(shè)置有開口 ；所述充電編程觸點13設(shè)置在所述開口內(nèi)。
[0075]所述慣性傳感器用于采集傳感器信息；所述慣性傳感器包括加速度傳感器、陀螺儀以及磁力計；所述傳感器信息包括加速度信號、角速度信號和方向信號；所述加速度傳感器用于采集加速度信號；所述陀螺儀用于采集角速度信號；所述磁力計用于采集方向信號。
[0076]第一 CPU6用于獲取并處理傳感器信息、控制振動器3進行振動反饋以及通過第一無線模塊7將傳感器信息發(fā)送至上位機；所述第一無線模塊7用于與上位機進行通信
[0077]按鈕9用于發(fā)出工作模式切換信號，所述第一 CPU根據(jù)工作模式切換信號進行工作模式切換；所述開關(guān)10用于接通或斷開電池2與系統(tǒng)的電氣連接來控制本發(fā)明提供的步態(tài)矯正傳感反饋裝置啟動或關(guān)閉。指示燈11用于指示發(fā)明提供的步態(tài)矯正傳感反饋裝置的裝置運行狀態(tài)。電源管理模塊12用于為所述第一 CPU、所述第一無線模塊7和所述慣性傳感器8提供穩(wěn)定可靠電源。充電編程觸點13用于與充電器進行接觸充電以及對CPU進行編程。
[0078]本發(fā)明提供的步態(tài)矯正傳感反饋系統(tǒng)，包括所述的步態(tài)矯正傳感反饋裝置，還包括數(shù)據(jù)處理裝置；
[0079]其中，所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置無線連接所述數(shù)據(jù)處理裝置；
[0080]所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置用于粘附在使用者各個部位并將采集到的傳感器信息通送給數(shù)據(jù)處理裝置以及接收并執(zhí)行所述數(shù)據(jù)處理裝置的反饋指令；
[0081]所述數(shù)據(jù)處理裝置用于根據(jù)所述傳感器信息計算出人體步態(tài)參數(shù)，并將所述人體步態(tài)參數(shù)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比計算出反饋參數(shù)，進而將根據(jù)反饋參數(shù)生成的反饋指令發(fā)送至所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置以矯正使用者的步態(tài)。
[0082]所述數(shù)據(jù)處理裝置包括第二無線模塊、第二 CPU、顯示模塊、藍(lán)牙模塊、存儲卡和USB接口 ；其中，所述第二無線模塊、所述顯示模塊、所述藍(lán)牙模塊、所述存儲卡和USB接口均連接所述第二 CPU ;所述第二 CPU用于根據(jù)所述傳感器信息計算出人體步態(tài)參數(shù)，并將所述人體步態(tài)參數(shù)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比計算出反饋參數(shù)，進而生成反饋指令；所述第二無線模塊用于接收所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置的傳感器信息并發(fā)送反饋指令至傳步態(tài)矯正傳感反饋裝置；所述顯示模塊用于顯示所述人體步態(tài)參數(shù)和所述反饋參數(shù)；所述藍(lán)牙模塊用于發(fā)送人體步態(tài)參數(shù)至手機客戶端至并接收手機客戶端的控制指令；所述儲存卡用于存儲傳感器信息和反饋參數(shù)；所述USB接口用于發(fā)送傳感器信息和反饋參數(shù)至電腦客戶端并接收電腦客戶端的控制指令。
[0083]將所述人體步態(tài)參數(shù)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比計算出反饋參數(shù)包括如下步驟:
[0084]步驟1:將傳感器信息進行拆分，得到傳感器原始數(shù)據(jù)，并進行濾波；
[0085]步驟2:基于傳感器融合算法，根據(jù)傳感器原始數(shù)據(jù)計算傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度；
[0086]步驟3:根據(jù)傳感器原始數(shù)據(jù)計算人體運動軌跡并得到人體運動方向向量；
[0087]步驟4:根據(jù)傳感器在大地坐標(biāo)下的角度和人體運動方向向量，計算人體步態(tài)，并將人體步態(tài)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比，進而生成反饋參數(shù)。
[0088]數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)傳感器信息對傳感器進行校正的具體過程，包括如下步驟:
[0089]步驟1:將傳感器信息進行拆分，得到傳感器原始數(shù)據(jù)，并進行濾波；
[0090]步驟2:基于傳感器融合算法，根據(jù)傳感器原始數(shù)據(jù)計算傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度；
[0091]步驟3:根據(jù)指定動作時理想時傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度和實際情況下傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度，估計傳感器的安裝誤差；
[0092]步驟4:對以后收到的傳感器信息進行校正，從而達(dá)到減小安裝誤差的目的。
[0093]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種步態(tài)矯正傳感反饋裝置，其特征在于，包括電路板、電池、振動器、粘附基底和封裝本體； 所述電池設(shè)置在所述電路板的下側(cè)；所述振動器設(shè)置在所述電池和所述粘附基底的內(nèi)表面之間；所述粘附基底的外表面用于連接人體皮膚；所述電池電氣連接所述電路板和所述振動器； 所述封裝本體的下端面連接所述粘附基底的內(nèi)表面構(gòu)成封裝空間；所述電路板、所述電池、所述振動器設(shè)置在所述封裝空間內(nèi)； 所述電路板用于采集傳感器信息、控制振動器進行振動反饋以及與上位機進行通信；電池用于為所述電路板和所述振動器供電；所述振動器用于提供振動反饋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)矯正傳感反饋裝置，其特征在于，所述封裝本體采用硅膠制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)矯正傳感反饋裝置，其特征在于，所述電路板包括第一CPU、第一無線模塊和慣性傳感器； 其中，所述第一無線模塊、所述慣性傳感器電氣連接所述第一 CPU; 所述慣性傳感器用于采集傳感器信息； 所述第一 CPU用于獲取并處理傳感器信息、控制振動器進行振動反饋以及通過第一無線模塊將傳感器信息發(fā)送至上位機； 所述第一無線模塊用于與上位機進行通信。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步態(tài)矯正傳感反饋裝置，其特征在于，所述慣性傳感器包括加速度傳感器、陀螺儀以及磁力計； 所述傳感器信息包括加速度信號、角速度信號和方向信號； 所述加速度傳感器用于采集加速度信號； 所述陀螺儀用于采集角速度信號； 所述磁力計用于采集方向信號。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步態(tài)矯正傳感反饋裝置，其特征在于，所述電路板還包括電源管理模塊和充電編程觸點； 所述充電編程觸點分別電氣連接所述電池和所述第一 CPU，用于對所述電池進行充電以及對所述第一 CPU進行編程；所述電池通過所述電源管理模塊電氣連接所述第一 CPU、所述第一無線模塊和所述慣性傳感器； 所述封裝空間上表面設(shè)置有開口 ；所述充電編程觸點設(shè)置在所述開口內(nèi)。6.—種步態(tài)矯正傳感反饋系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一項所述的步態(tài)矯正傳感反饋裝置，還包括數(shù)據(jù)處理裝置； 其中，所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置無線連接所述數(shù)據(jù)處理裝置； 所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置用于粘附在使用者各個部位并將采集到的傳感器信息通送給數(shù)據(jù)處理裝置以及接收并執(zhí)行所述數(shù)據(jù)處理裝置的反饋指令； 所述數(shù)據(jù)處理裝置用于根據(jù)所述傳感器信息計算出人體步態(tài)參數(shù)，并將所述人體步態(tài)參數(shù)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比計算出反饋參數(shù)，進而將根據(jù)反饋參數(shù)生成的反饋指令發(fā)送至所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置以矯正使用者的步態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步態(tài)矯正傳感反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括第二無線模塊、第二 CPU、顯示模塊、藍(lán)牙模塊、存儲卡和USB接口 ； 其中，所述第二無線模塊、所述顯示模塊、所述藍(lán)牙模塊、所述存儲卡和USB接口均連接所述第二 CPU ; 所述第二 CPU用于根據(jù)所述傳感器信息計算出人體步態(tài)參數(shù)，并將所述人體步態(tài)參數(shù)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比計算出反饋參數(shù)，進而生成反饋指令； 所述第二無線模塊用于接收所述步態(tài)矯正傳感反饋裝置的傳感器信息并發(fā)送反饋指令至傳步態(tài)矯正傳感反饋裝置； 所述顯示模塊用于顯示所述人體步態(tài)參數(shù)和所述反饋參數(shù)； 所述藍(lán)牙模塊用于發(fā)送人體步態(tài)參數(shù)至手機客戶端至并接收手機客戶端的控制指令； 所述儲存卡用于存儲傳感器信息和反饋參數(shù)； 所述USB接口用于發(fā)送傳感器信息和反饋參數(shù)至電腦客戶端并接收電腦客戶端的控制指令。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的步態(tài)矯正傳感反饋系統(tǒng)，其特征在于，將所述人體步態(tài)參數(shù)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比計算出反饋參數(shù)包括如下步驟: 步驟1:將傳感器信息進行拆分，得到傳感器原始數(shù)據(jù)，并進行濾波； 步驟2:基于傳感器融合算法，根據(jù)傳感器原始數(shù)據(jù)計算傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度； 步驟3:根據(jù)傳感器原始數(shù)據(jù)計算人體運動軌跡并得到人體運動方向向量； 步驟4:根據(jù)傳感器在大地坐標(biāo)下的角度和人體運動方向向量，計算人體步態(tài)，并將人體步態(tài)和理想步態(tài)參數(shù)進行對比，進而生成反饋參數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步態(tài)矯正傳感反饋系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)傳感器信息對傳感器進行校正的具體過程，包括如下步驟: 步驟1:將傳感器信息進行拆分，得到傳感器原始數(shù)據(jù)，并進行濾波； 步驟2:基于傳感器融合算法，根據(jù)傳感器原始數(shù)據(jù)計算傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度； 步驟3:根據(jù)指定動作時理想時傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度和實際情況下傳感器在大地坐標(biāo)系下的角度，估計傳感器的安裝誤差； 步驟4:對以后收到的傳感器信息進行校正，從而達(dá)到減小安裝誤差的目的。
【專利摘要】本發(fā)明提供了的步態(tài)矯正傳感反饋裝置及系統(tǒng)，包括電路板、電池、振動器、粘附基底和封裝本體；所述封裝本體采樣硅膠制成。所述電池設(shè)置在所述電路板的下側(cè)；所述振動器設(shè)置在所述電池和所述粘附基的內(nèi)表面之間；所述粘附基底的外表面用于連接人體皮膚；所述電池電氣連接所述電路板和所述振動器；所述封裝本體的下端面連接所述粘附基底構(gòu)成封裝空間；所述電路板、所述電池、所述振動器設(shè)置在所述封裝空間內(nèi)；所述電路板用于采集傳感器信息、控制振動器的進行振動反饋以及與上位機進行通信；電池用于為所述電路板和所述振動器供電；所述振動器用于提供振動反饋。本發(fā)明設(shè)置有慣性傳感器，能精確測量加速度信號、角速度信號和方向信號。
【IPC分類】G08C17/02, G01C21/00, A63B23/04, G01P15/14, G01P3/44, A61H1/00
【公開號】CN105056482
【申請?zhí)枴緾N201510427318
【發(fā)明人】彼得·布蘭得利·沙爾, 陳迪, 夏海生, 林樹靖, 朱向陽
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月20日