本發(fā)明涉及可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及智能足部穿戴設(shè)備及其系統(tǒng)以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法、裝置。

背景技術(shù)：

跑步運(yùn)動(dòng)因其技術(shù)門檻低，不需要特定的運(yùn)動(dòng)場地和裝備，越來越受到人們的追捧。跑步運(yùn)動(dòng)老少皆宜，可在田徑場、馬路、公園、小區(qū)內(nèi)……只要是人能達(dá)到的地方，都可以進(jìn)行跑步運(yùn)動(dòng)。以馬拉松為代表的跑步運(yùn)動(dòng)在國內(nèi)呈井噴式的發(fā)展，促使了一大批跑步愛好者投入到這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中，并向?qū)I(yè)化方向發(fā)展。不管是作為健身鍛煉，還是專業(yè)比賽，跑步運(yùn)動(dòng)參與者不可避免的一個(gè)問題是傷病，而傷病的出現(xiàn)基本上是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過度和跑步姿勢不正確造成的。研究發(fā)現(xiàn)，跑步運(yùn)動(dòng)中發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷的比率高達(dá)80％。絕大部分的損傷發(fā)生在下肢，包括膝關(guān)節(jié)疼痛、脛骨骨折、足跟痛、跟腱炎、足底筋膜炎等。如何預(yù)防跑步損傷、怎樣的姿勢是跑步的正確姿勢、如何更健康的跑、如何更輕松的跑、怎樣選擇合適的跑鞋成為當(dāng)下跑步運(yùn)動(dòng)參與者亟待解決的一個(gè)問題。

柔性傳感材料的發(fā)展加速了壓力采集技術(shù)在可穿戴領(lǐng)域的發(fā)展。但現(xiàn)在市面上與跑步相關(guān)的智能穿戴產(chǎn)品包括運(yùn)動(dòng)手環(huán)、運(yùn)動(dòng)手表、放置在鞋內(nèi)的計(jì)步傳感器，以及手機(jī)app等。這些產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的功能都差不多：計(jì)步，通過手機(jī)gps定位技術(shù)計(jì)算跑步距離、跑步速度，進(jìn)而計(jì)算能量消耗。這些功能對跑步運(yùn)動(dòng)參與者，尤其是跑步愛好者、專業(yè)和半專業(yè)跑者真正所關(guān)心的、也是對他們影響最大的如何提供跑步成績、如何有效預(yù)防跑步傷病的發(fā)生等方面的幫助卻微乎其微。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明期望提供智能足部穿戴設(shè)備及其系統(tǒng)以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法、裝置，能檢測智能足部穿戴設(shè)備使用者的步態(tài)和步姿。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能足部穿戴設(shè)備，該足部穿戴設(shè)備包括壓力傳感器、控制芯片和電源，它們被柔性材料所保護(hù)；其中，

壓力傳感器，用于檢測自身所在區(qū)域的壓力，將所述壓力傳輸至控制芯片；

控制芯片，用于接收并預(yù)處理所述壓力，向外部數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送預(yù)處理后的壓力數(shù)據(jù)；

電源，用于向所述控制芯片和壓力傳感器提供電能。

上述智能足部穿戴設(shè)備中，所述壓力傳感器的布局位置包括：后跟區(qū)域和前腳掌區(qū)域，位于后跟區(qū)域的壓力傳感器稱為后跟傳感器，位于前腳掌區(qū)域的傳感器稱為前腳掌傳感器。

上述方案中，所述智能足部穿戴設(shè)備對應(yīng)腳后跟跟骨底部外側(cè)區(qū)域設(shè)有外側(cè)后跟傳感器，智能足部穿戴設(shè)備對應(yīng)腳后跟跟骨底部內(nèi)側(cè)區(qū)域設(shè)有內(nèi)側(cè)后跟傳感器。

上述方案中，所述智能足部穿戴設(shè)備對應(yīng)前掌第四、五跖骨頭底部區(qū)域的外側(cè)區(qū)域設(shè)有外側(cè)前腳掌傳感器、智能足部穿戴設(shè)備對應(yīng)前腳掌第二、三跖骨頭底部區(qū)域設(shè)有中部前腳掌傳感器和智能足部穿戴設(shè)備對應(yīng)前腳掌第一跖骨頭底部區(qū)域設(shè)有內(nèi)側(cè)前腳掌傳感器。

上述方案中，所述智能足部穿戴設(shè)備還包括：位于智能足部穿戴設(shè)備所對應(yīng)的足縱弓最高處底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域的內(nèi)側(cè)足弓傳感器、位于智能足部穿戴設(shè)備所對應(yīng)的足縱弓最高處底部的中間區(qū)域的中部足弓傳感器；位于智能足部穿戴設(shè)備所對應(yīng)的足縱弓最高處底部的外側(cè)區(qū)域的外側(cè)足弓傳感器。

上述方案中，所述智能足部穿戴設(shè)備還包括：位于智能足部穿戴設(shè)備所對應(yīng)的第一腳趾底部區(qū)域的第一腳趾傳感器和位于智能足部穿戴設(shè)備所對應(yīng)的第二至四腳趾底部區(qū)域的第二腳趾傳感器。

上述方案中，上述任意一種傳感器的形狀定制為與自身所在足部穿戴設(shè)備區(qū)域形狀相適應(yīng)的形狀。

上述方案中，所述足部穿戴設(shè)備為鞋墊，該鞋墊包括：

兩層起保護(hù)作用的第一柔性保護(hù)層和第二柔性保護(hù)層，以及設(shè)置在所述第一柔性保護(hù)層和所述第二柔性保護(hù)層之間的智能硬件層，所述智能硬件層包括所述壓力傳感器、控制芯片和電源。

上述方案中，所述足部穿戴設(shè)備為鞋，所述壓力傳感器放置在鞋中底內(nèi)或者放置在隨鞋一起組裝銷售的鞋墊內(nèi)；所述控制芯片和電源集成在一起、放置在鞋后幫上或者放置在鞋中底靠近中足的位置。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能足部穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)處理方法，所述方法包括：

接收智能足部穿戴設(shè)備中位于預(yù)設(shè)區(qū)域的壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；所述預(yù)設(shè)區(qū)域至少包括智能足部穿戴設(shè)備對應(yīng)的后跟區(qū)域和前腳掌區(qū)域，故至少接收智能足部穿戴設(shè)備中位于后跟和前腳掌區(qū)域的壓力傳感器即后跟傳感器和前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的行進(jìn)姿態(tài)；根據(jù)后跟傳感器和前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)，可以確定用戶的步態(tài)，即當(dāng)后跟傳感器的力或合力達(dá)到峰值后，前腳掌傳感器才開始采集到力值，則確定用戶的步態(tài)為后跟著地方式；

當(dāng)前腳掌傳感器首先受力，后跟傳感器不受力，或在整個(gè)腳接觸地面時(shí)間的20％以后才開始受力，則確定用戶的步態(tài)為前掌著地方式；

當(dāng)前腳掌傳感器和后跟傳感器同時(shí)受力，或受力的時(shí)間間隔小于整個(gè)腳底接觸地面時(shí)間的20％，則確定用戶的步態(tài)為中足(全掌)著地方式。

上述方案中，所述方法包括：

接收智能穿戴設(shè)備中外側(cè)后跟傳感器、內(nèi)側(cè)后跟傳感器、外側(cè)前腳掌傳感器、中部前腳掌傳感器和內(nèi)側(cè)前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的步態(tài)和跑姿；

具體的判斷方式如下：

當(dāng)腳后跟外側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟外側(cè)的受力峰值比腳后跟內(nèi)側(cè)的峰值大至少20％，同時(shí)前腳掌外側(cè)傳感器首先受力，且受力峰值比前腳掌中間和內(nèi)側(cè)傳感器的受力峰值至少大30％以上時(shí)，則確定用戶為內(nèi)旋不足；

當(dāng)前腳掌內(nèi)側(cè)部位首先受力，且受力峰值比前腳掌中間和外側(cè)傳感器的受力峰值至少大30％以上時(shí)，則確定用戶為內(nèi)旋過度；

當(dāng)前腳掌中間傳感器首先受力，或者前腳掌部位的3個(gè)傳感器同時(shí)受力(時(shí)間差異在10毫秒以內(nèi))，且各傳感器的受力峰值差異小于20％，則確定用戶為內(nèi)旋正常。

上述方案中，所述方法包括：

接收內(nèi)側(cè)足弓傳感器、中部足弓傳感器和外側(cè)足弓傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的足弓情況；

具體的，當(dāng)內(nèi)側(cè)足弓傳感器和中部足弓傳感器受力峰值小于足弓部位三個(gè)傳感器總受力峰值的15％，或者足弓部位三個(gè)傳感器的總受力峰值小于足部穿戴設(shè)備所有傳感器受力峰值總和的10％時(shí)，確定用戶為高足弓；

當(dāng)足弓內(nèi)側(cè)傳感器受力峰值小于足弓部位三個(gè)傳感器受力峰值總和的15％以下，中部足弓傳感器受力峰值小于足弓部位三個(gè)傳感器受力峰值總和的30％以下時(shí)，確定用戶為正常足弓；

當(dāng)內(nèi)側(cè)足弓傳感器、中部足弓傳感器和外側(cè)足弓傳感器都受力，且它們的峰值差異不大于15％時(shí)，確定用戶為低足弓。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能足部穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)處理裝置，所述裝置包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收智能足部穿戴設(shè)備中位于預(yù)設(shè)區(qū)域的壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

姿態(tài)分析模塊，用于根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的行進(jìn)姿態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能足部穿戴設(shè)備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：上述任意一種智能足部穿戴設(shè)備和上述任意一種智能足部穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)處理裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于：通過在智能足部穿戴設(shè)備的關(guān)鍵區(qū)域布置壓力傳感器，檢測智能足部穿戴設(shè)備用戶在行進(jìn)時(shí)腳底各關(guān)鍵部位的壓力分布情況，分析壓力數(shù)據(jù)，判斷用戶的行進(jìn)姿態(tài)，特別是能夠分析用戶在跑步時(shí)的步態(tài)和跑姿，為向用戶提供修正步態(tài)和步姿建議奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而提供改變步態(tài)、糾正跑姿、傷病預(yù)防和選擇合適運(yùn)動(dòng)鞋的建議和方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能鞋墊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的智能鞋墊中壓力傳感器的布局示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2提供的智能鞋墊中壓力傳感器的布局示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3提供的智能鞋墊中壓力傳感器的布局示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例4提供的智能鞋墊中壓力傳感器的布局示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例5提供的智能鞋墊中壓力傳感器的布局示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例6提供的智能鞋墊中壓力傳感器的布局示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10至13為本發(fā)明提供的4種智能鞋的結(jié)構(gòu)示例圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例和技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的智能鞋墊的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：兩層起保護(hù)作用的第一柔性保護(hù)層1和第二柔性保護(hù)層3，設(shè)置在第一柔性保護(hù)層1和第二柔性保護(hù)層3之間的智能硬件層2，所述智能硬件層2包括壓力傳感器21、控制芯片22和電源(圖中未示出)；其中，

壓力傳感器21，用于檢測自身所在區(qū)域的壓力，將所述壓力傳輸至控制芯片；

控制芯片22，用于接收并預(yù)處理所述壓力，向外部數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送預(yù)處理后的壓力數(shù)據(jù)；

電源，用于向所述控制芯片22和壓力傳感器21提供電能。

具體的，控制芯片22中包括：控制模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊等，以完成對接收的所述壓力進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、區(qū)域分辨等預(yù)處理操作；控制芯片22中還可以包括：無線傳輸模塊，用于與外部數(shù)據(jù)處理裝置建立無線通信連接，便于控制芯片22通過無線通信連接交換信息和數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，所述智能硬件層2中的壓力傳感器21、控制芯片22和電源(電源位于控制芯片下，圖中未示出)均嵌入柔性材料中，并處于第一柔性保護(hù)層1和第二柔性保護(hù)層3之間。特別的，第一柔性保護(hù)層1、第二柔性保護(hù)層3和智能硬件層2中的柔性材料可以由eva(乙烯-乙酸乙烯共聚物)制成。

注意，圖1示出的壓力傳感器21、控制芯片22和電源的布局位置僅為一種示意性表示，可以根據(jù)實(shí)際需要改變各個(gè)器件的位置，特別是壓力傳感器21的布局位置，根據(jù)對壓力數(shù)據(jù)分析的不同需求，選擇在不同的關(guān)鍵部位布置壓力傳感器。

具體的，為了能夠判斷用戶行進(jìn)時(shí)的腳掌著地方式，智能硬件層2中的壓 力傳感器的布局位置包括：后跟區(qū)域和前腳掌區(qū)域。位于后跟區(qū)域的壓力傳感器稱為后跟傳感器，位于前腳掌區(qū)域的傳感器稱為前腳掌傳感器。如圖2所示，通過分析后跟傳感器201和前腳掌傳感器202的壓力數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，可以判斷用戶的步態(tài)。例如：后跟傳感器201的力達(dá)到峰值后，前腳掌傳感器202才開始采集到力值，則判斷用戶的步態(tài)為后跟著地方式。如此，通過僅在后跟區(qū)域和前腳掌區(qū)域設(shè)置兩個(gè)壓力傳感器，即可實(shí)現(xiàn)對用戶步態(tài)的分析，在賦予智能鞋墊基本功能的同時(shí)，也很好的控制了智能鞋墊的生產(chǎn)成本，節(jié)約了資源。

實(shí)施例1

為了能為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供更理想的壓力數(shù)據(jù)，參考圖2，后跟傳感器201位于用戶腳后跟跟骨底部區(qū)域；前腳掌傳感器202位于用戶前腳掌第二、三跖骨頭底部區(qū)域。例如，根據(jù)足部解剖結(jié)構(gòu)，從后跟往前的方向，在足長大約15％的位置放置后跟部位的傳感器，在足長大約65-70％的位置放置前腳掌的傳感器。如何在鞋墊上確定用戶的腳掌各部位對應(yīng)的區(qū)域，已有許多現(xiàn)有的解剖統(tǒng)計(jì)資料，在此不再贅述。

實(shí)施例2

為了采集更為完備的壓力數(shù)據(jù)，后跟傳感器301的形狀可定制為與鞋墊后跟區(qū)域形狀相適應(yīng)的形狀，前腳掌傳感器302的形狀可定制為與鞋墊前腳掌區(qū)域相適應(yīng)的形狀，以加大受力測試面積，增加測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。如圖3所示，后跟傳感器301和前腳掌傳感器302不再是常見的圓形壓力傳感器，而是分別與鞋墊后跟區(qū)域和鞋墊前腳掌區(qū)域相適應(yīng)的特形壓力傳感器。

實(shí)施例3

為了采集更為詳細(xì)的壓力數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步在后跟的外側(cè)區(qū)域和內(nèi)側(cè)區(qū)域分別設(shè)置壓力傳感器。如圖4所示，智能鞋墊對應(yīng)腳后跟跟骨底部外側(cè)區(qū)域設(shè)有外側(cè)后跟傳感器411，智能鞋墊對應(yīng)腳后跟跟骨底部內(nèi)側(cè)區(qū)域設(shè)有內(nèi)側(cè)后跟傳 感器412。通過分析外側(cè)后跟傳感器411和內(nèi)側(cè)后跟傳感器412采集到的壓力數(shù)據(jù)，可以判斷用戶的步姿，例如：腳后跟內(nèi)側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟內(nèi)側(cè)的受力峰值比腳后跟外側(cè)的峰值大至少20％，則用戶的步姿為后跟外翻。

此外，還可在前腳掌的外側(cè)區(qū)域、中部區(qū)域和內(nèi)側(cè)區(qū)域分別設(shè)置壓力傳感器。如圖4所示，智能鞋墊對應(yīng)前掌第四、五跖骨頭底部區(qū)域的外側(cè)區(qū)域設(shè)有外側(cè)前腳掌傳感器421、智能鞋墊對應(yīng)前腳掌第二、三跖骨頭底部區(qū)域設(shè)有中部前腳掌傳感器422和智能鞋墊對應(yīng)前腳掌第一跖骨頭底部區(qū)域設(shè)有內(nèi)側(cè)前腳掌傳感器423。將前腳掌3個(gè)傳感器采集到的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算，得到整個(gè)全腳掌的受力情況，能更精確的判斷跑者的著地方式，特別是前腳掌著地方式和中足(全腳掌)著地方式。結(jié)合腳后跟的傳感器，可以判斷整個(gè)著地期間，跑者的步態(tài)是否存在內(nèi)旋不足或內(nèi)旋過度等現(xiàn)象。

實(shí)施例4

進(jìn)一步的，類似于實(shí)施例2，為了采集更為完備的壓力數(shù)據(jù)，在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步采用定制形狀的壓力傳感器來取代實(shí)施例3中的圓形壓力傳感器。如圖5所示，智能鞋墊中，由外側(cè)后跟傳感器511和內(nèi)側(cè)后跟傳感器512組合出的形狀與鞋墊后跟區(qū)域形狀相適應(yīng)；由外側(cè)前腳掌傳感器521、中部前腳掌傳感器522和內(nèi)側(cè)前腳掌傳感器523組合出的形狀與鞋墊前腳掌區(qū)域形狀相適應(yīng)；如此，可加大受力測試面積，增加測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

實(shí)施例5

進(jìn)一步的，上述智能鞋墊中，如圖6所示，還可包括：位于智能鞋墊所對應(yīng)的足縱弓最高處底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域的內(nèi)側(cè)足弓傳感器631、位于智能鞋墊所對應(yīng)的足縱弓最高處底部的中間區(qū)域的中部足弓傳感器632；位于智能鞋墊所對應(yīng)的足縱弓最高處底部的外側(cè)區(qū)域的外側(cè)足弓傳感器633。通過分析內(nèi)側(cè)足弓傳感器631、中部足弓傳感器632和外側(cè)足弓傳感器633采集到的壓力數(shù)據(jù)， 可以判斷用戶的足縱弓情況，例如：足弓部位底部內(nèi)側(cè)和中間位置傳感器基本不受力，則用戶為高足弓。

此外，如圖6所示，上述智能鞋墊中，還可包括：位于智能鞋墊所對應(yīng)的第一腳趾底部區(qū)域的第一腳趾傳感器641和位于智能鞋墊所對應(yīng)的第二至四腳趾底部區(qū)域的第二腳趾傳感器642。結(jié)合足后跟和跖骨區(qū)域的壓力傳感器，當(dāng)?shù)谝荒_趾傳感器641所受壓力占到腳趾部兩個(gè)傳感器壓力總和的70％以上時(shí)，且跖骨內(nèi)側(cè)傳感器所受壓力大于跖骨中間和外側(cè)傳感器(參考內(nèi)旋過度的算法)時(shí)，可以更準(zhǔn)確的判定用戶行進(jìn)中步態(tài)為內(nèi)旋過度；同理，當(dāng)?shù)诙_趾傳感器642占到腳趾部兩個(gè)傳感器壓力總和的70％以上時(shí)，且跖骨外側(cè)傳感器所受壓力大于跖骨中間和內(nèi)側(cè)傳感器(參考內(nèi)旋不足的算法)時(shí)，可以更準(zhǔn)確的判定用戶行進(jìn)中步態(tài)為內(nèi)旋不足。

實(shí)施例6

進(jìn)一步的，類似于實(shí)施例2和4，為了采集更為完備的壓力數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)施例5，可進(jìn)一步采用定制形狀的壓力傳感器來取代實(shí)施例5中的圓形壓力傳感器。如圖7所示，智能鞋墊中，由內(nèi)側(cè)足弓傳感器731、中部足弓傳感器732和外側(cè)足弓傳感器733組合出的形狀與鞋墊足縱弓區(qū)域形狀相適應(yīng)；由第一腳趾傳感器741和第二腳趾傳感器742組合出的形狀與鞋墊腳趾區(qū)域形狀相適應(yīng)；如此，可加大受力測試面積，增加測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖，如圖8所示，該方法包括：

步驟801，接收智能鞋墊中位于預(yù)設(shè)區(qū)域的壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

具體的，所述預(yù)設(shè)區(qū)域至少包括智能鞋墊對應(yīng)的后跟區(qū)域和前腳掌區(qū)域，故至少接收智能鞋墊中位于后跟和前腳掌區(qū)域的壓力傳感器即后跟傳感器和前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

步驟802，根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的行進(jìn)姿態(tài)；

具體的，根據(jù)后跟傳感器和前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)，可以確定用戶的步態(tài)，即當(dāng)后跟傳感器的力或合力(有2個(gè)傳感器的時(shí)候)達(dá)到峰值后，前腳掌傳感器才開始采集到力值，則確定用戶的步態(tài)為后跟著地方式；

當(dāng)前腳掌傳感器首先受力，后跟傳感器不受力，或在整個(gè)腳接觸地面時(shí)間的20％以后才開始受力，則確定用戶的步態(tài)為前掌著地方式；

當(dāng)前腳掌傳感器和后跟傳感器同時(shí)受力，或受力的時(shí)間間隔小于整個(gè)腳底接觸地面時(shí)間的20％，則確定用戶的步態(tài)為中足(全掌)著地方式。

進(jìn)一步的，上述方法還包括：

接收智能鞋墊中外側(cè)后跟傳感器和內(nèi)側(cè)后跟傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的步姿；

具體的，當(dāng)腳后跟內(nèi)側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟內(nèi)側(cè)的受力峰值比腳后跟外側(cè)的峰值大至少20％時(shí)，則確定用戶的步姿為后跟外翻；

當(dāng)腳后跟內(nèi)、外側(cè)的傳感器幾乎同時(shí)受力，且兩個(gè)傳感器的受力峰值差異小于20％，則確定用戶的步姿為后跟中正；

當(dāng)腳后跟外側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟外側(cè)的受力峰值比腳后跟內(nèi)側(cè)的峰值大至少20％時(shí)，則確定用戶的步姿為后跟內(nèi)翻。

進(jìn)一步的，上述方法還包括：

接收智能鞋墊中外側(cè)后跟傳感器、內(nèi)側(cè)后跟傳感器、外側(cè)前腳掌傳感器、中部前腳掌傳感器和內(nèi)側(cè)前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的步態(tài)和跑姿。

具體的判斷方式如下：

當(dāng)腳后跟外側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟外側(cè)的受力峰值比腳后跟內(nèi)側(cè)的峰值大至少20％，同時(shí)前腳掌外側(cè)傳感器首先受力，且受力峰值比前腳掌中間和內(nèi)側(cè)傳感器的受力峰值至少大30％以上時(shí)；則確定用戶為內(nèi)旋不足；

當(dāng)前腳掌內(nèi)側(cè)部位首先受力，且受力峰值比前腳掌中間和外側(cè)傳感器的受力峰值至少大30％以上時(shí)，則確定用戶為內(nèi)旋過度；

當(dāng)前腳掌中間部位首先受力，或者前腳掌部位的3個(gè)傳感器同時(shí)受力，各傳感器間的受力峰值差異小于20％，則確定用戶為內(nèi)旋正常。

進(jìn)一步的，上述方法還包括：

接收內(nèi)側(cè)足弓傳感器、中部足弓傳感器和外側(cè)足弓傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的足弓情況。

具體的，當(dāng)內(nèi)側(cè)足弓傳感器和中部足弓傳感器受力小于中部三個(gè)傳感器總受力的15％以下時(shí)，確定用戶為高足弓；

當(dāng)足內(nèi)側(cè)足弓傳感器受力小于中部三個(gè)傳感器總受力的15％以下；中部足弓傳感器受力或受力小于中部三個(gè)傳感器總受力的30％以下時(shí)，確定用戶為正常足弓；

低足弓：當(dāng)內(nèi)側(cè)足弓傳感器、中部足弓傳感器和外側(cè)足弓傳感器都受力，且它們的力值差異不大于10％時(shí)，確定用戶為低足弓。

進(jìn)一步的，上述方法還包括：

與所述智能鞋墊建立無線通信連接；

通過所述無線通信連接接收所述壓力數(shù)據(jù)。

這里，所述無線通信連接可以是藍(lán)牙、zigbee、wifi等無線通信連接。

進(jìn)一步的，上述方法還包括：

輸出分析結(jié)果。

具體的，可通過文字、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻或它們的結(jié)合等方式輸出分析結(jié)果，提醒用戶當(dāng)前的步態(tài)為何，方便用戶矯正自身的步態(tài)。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，該數(shù)據(jù)處理裝置包括：

數(shù)據(jù)接收模塊901，用于接收智能鞋墊中位于預(yù)設(shè)區(qū)域的壓力傳感器采集 的壓力數(shù)據(jù)；

姿態(tài)分析模塊902，用于根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，分析用戶的行進(jìn)姿態(tài)。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)接收模塊901包括：

步態(tài)數(shù)據(jù)接收單元，用于接收智能鞋墊中后跟傳感器和前腳掌傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)。

對應(yīng)的，所述分析模塊902包括：

步態(tài)分析單元，用于根據(jù)步態(tài)數(shù)據(jù)接收單元接收的數(shù)據(jù)，確定用戶的步態(tài)。

具體包括：當(dāng)后跟傳感器的力或合力(有2個(gè)傳感器的時(shí)候)達(dá)到峰值后，前腳掌傳感器才開始采集到力值，則確定用戶的步態(tài)為后跟著地方式；

當(dāng)前腳掌傳感器首先受力，后跟傳感器不受力，或在整個(gè)腳接觸地面時(shí)間的20％以后才開始受力，則確定用戶的步態(tài)為前掌著地方式；

當(dāng)前腳掌傳感器和后跟傳感器同時(shí)受力，或受力的時(shí)間間隔小于整個(gè)腳底接觸地面時(shí)間的20％，則確定用戶的步態(tài)為中足(全掌)著地方式。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)接收模塊901可包括：

步姿數(shù)據(jù)接收單元，用于接收智能鞋墊中外側(cè)后跟傳感器和內(nèi)側(cè)后跟傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；在一些實(shí)施例中，步姿數(shù)據(jù)接收單元還用于接收智能鞋墊中壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

對應(yīng)的，所述分析模塊902可包括：

步姿分析單元，用于根據(jù)步姿數(shù)據(jù)接收單元接收的數(shù)據(jù)，確定用戶的步態(tài)。

具體包括：當(dāng)腳后跟內(nèi)側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟內(nèi)側(cè)的受力峰值比腳后跟外側(cè)的峰值大至少20％時(shí)，則確定用戶的步姿為后跟外翻；

當(dāng)腳后跟內(nèi)、外側(cè)的傳感器幾乎同時(shí)受力，且兩個(gè)傳感器的受力峰值差異小于20％，則確定用戶的步姿為后跟中正；

當(dāng)腳后跟外側(cè)部位的傳感器首先受力，且腳后跟外側(cè)的受力峰值比腳后跟內(nèi)側(cè)的峰值大至少20％時(shí)，則確定用戶的步姿為后跟內(nèi)翻。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)接收模塊901可包括：

足弓數(shù)據(jù)接收單元，用于接收內(nèi)側(cè)足弓傳感器、中部足弓傳感器和外側(cè)足弓傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)。

對應(yīng)的，所述分析模塊902可包括：

足弓分析單元，用于根據(jù)足弓數(shù)據(jù)接收單元接收的數(shù)據(jù)，確定用戶的步態(tài)。

具體包括：當(dāng)內(nèi)側(cè)足弓傳感器和中部足弓傳感器受力小于中部三個(gè)傳感器總受力的15％以下基本不受力時(shí)，確定用戶為高足弓；

當(dāng)足內(nèi)側(cè)足弓傳感器受力小于中部三個(gè)傳感器總受力的15％以下基本不受力；中部足弓傳感器受力或受力小于中部三個(gè)傳感器總受力的30％以下比較小時(shí)，確定用戶為正常足弓；

低足弓：當(dāng)內(nèi)側(cè)足弓傳感器、中部足弓傳感器和外側(cè)足弓傳感器都受力，且它們的力值差異不大于10％時(shí)，確定用戶為正常低足弓。

上述各個(gè)模塊及各個(gè)單元在實(shí)際應(yīng)用中，均可由位于智能手機(jī)、智能手表、平板電腦等終端設(shè)備中的中央處理器(cpu)、微處理器(mpu)、數(shù)字信號處理器(dsp)、或現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理裝置的各個(gè)模塊對應(yīng)執(zhí)行上述數(shù)據(jù)處理方法實(shí)施例所描述的步驟，因此具有相同的有益效果。另外，應(yīng)該理解到，以上所描述的數(shù)據(jù)處理裝置的實(shí)施方式僅僅是示意性的，所描述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式。另外，模塊相互之間的耦合或通信連接可以是通過一些接口，也可以是電性或其它的形式。

上述各個(gè)功能模塊作為數(shù)據(jù)處理裝置的組成部分，可以是或者也可以不是物理框，既可以位于一個(gè)地方，也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上，既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能框的形式實(shí)現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方案的目的。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能鞋墊系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：上述任意一種智能鞋墊和上述任意一種智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理裝置。

更進(jìn)一步的，上述所有技術(shù)方案可以從智能鞋墊變化到智能鞋上實(shí)現(xiàn)，即將鞋墊的智能硬件層中壓力傳感器、控制芯片和電源等元件安裝在鞋內(nèi)，再用柔性材料對元件給予適當(dāng)保護(hù)即可。圖10至13為本發(fā)明提供的4種智能鞋的結(jié)構(gòu)示例圖。其中，如圖10，壓力傳感器放置在隨鞋一起組裝銷售的鞋墊內(nèi)，控制芯片和電源集成在一起、放置在鞋中底靠近中足的位置；而圖11中，壓力傳感器放置在隨鞋一起組裝銷售的鞋墊內(nèi)，控制芯片和電源集成在一起、放置在鞋后幫上；圖12中，壓力傳感器放置在鞋中底內(nèi)，控制芯片和電源集成在一起、放置在鞋中底靠近中足的位置；如圖13所示，壓力傳感器放置在鞋中底內(nèi)，控制芯片和電源集成在一起、放置在鞋后幫上。這些智能鞋的壓力傳感器的布局可以按照圖2至7所示的壓力傳感器布局來布置，采集預(yù)設(shè)區(qū)域的壓力數(shù)據(jù)，按照上述實(shí)施例中提供的數(shù)據(jù)處理方法來分析智能鞋中壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)，同樣可以分析智能鞋用戶的行進(jìn)姿態(tài)。相應(yīng)的，上述實(shí)施例中提供的數(shù)據(jù)處理裝置同樣可以實(shí)現(xiàn)接收智能鞋中位于預(yù)設(shè)區(qū)域的壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；分析用戶的行進(jìn)姿態(tài)等功能。因此，本發(fā)明還提供一種智能鞋系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：上述任意一種智能鞋和上述任意一種智能鞋的數(shù)據(jù)處理裝置。

綜合而言，本發(fā)明提供一種智能足部穿戴設(shè)備，該足部穿戴設(shè)備中包括：壓力傳感器、控制芯片和電源，它們被柔性材料所保護(hù)；其中，

壓力傳感器，用于檢測自身所在區(qū)域的壓力，將所述壓力傳輸至控制芯片；

控制芯片，用于接收并預(yù)處理所述壓力，向外部數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送預(yù)處理后的壓力數(shù)據(jù)；

電源，用于向所述控制芯片和壓力傳感器提供電能。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用硬件實(shí)施例、軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和 硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

再次說明，以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，例如各實(shí)施例之間技術(shù)特征的相互結(jié)合，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。