一种惯性定位鞋垫制造技术

本实用新型专利技术公开了一种惯性定位鞋垫，包括鞋垫本体，所述鞋垫本体内设有电源、惯性传感器、微处理器、无线接口芯片和天线，所述惯性传感器依次通过微处理器、无线接口芯片和天线相连,所述天线位于鞋垫本体边缘。本实用新型专利技术使用方便快捷，降低了恶劣环境对于惯性传感器的影响，提高了定位的精度及工作的可靠性，提高了使用者的舒适度和灵活度，降低了制作成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于定位设备领域，特别涉及一种基于惯性传感器的惯性定位鞋垫。
技术介绍
卫星导航是目前应用最广泛的人员定位手段，其技术成熟，覆盖范围广，在开阔区域定位效果好，但其在城市或室内环境中存在严重的多径和遮挡现象，定位性能大大降低甚至完全失效，此外卫星导航信号频点与格式公开，易受干扰。随着卫星导航应用的不断深入，其盲区问题也越突出，基于惯性传感器的人员自主定位技术作为卫星导航定位的“补盲”手段，其重要性日益凸显。人员自主定位是指基于惯性传感器的定位，其仅仅通过人体自身携带的微型惯性传感器测量人的运动参数，从而推算出人员的相对位置，获取相对定位结果，从而达到定位的目的。人员自主定位不需要预先安装通讯基站等设备，不依赖外部的设备和环境，可在任何环境下提供相对精确的定位结果，具有可靠、实时、便携的优点。采用惯性测量的人员定位装置需要与人体固连，如果采取放在口袋或者悬挂方式都难以准确提取人体运动参数，造成定位不准确。目前，大部分采用惯性测量的人员定位装置都是安装在人脚上，与人脚固连，定位精度较高。采用惯性测量的人员定位装置与人脚固连的方式有如下三种:1.将人员定位装置通过具有一定弹性的绑带紧密缠绕在足部。2.在鞋上安装一个底座或固定机构，使用时将人员定位装置安装到底座或固定机构上。3.将人员定位装置安装于鞋底内鞋跟处。方式I和2的缺点是用户每次需要花费较长时间进行捆绑缠绕或安装，费时费力；在剧烈运动或撞击外物时，传感器存在移位甚至脱落的风险，从而影响测量的精度及工作的可靠性；在脚部形成外形的突起，且重量可能造成执行任务动作的变形，影响使用者的舒适度和灵活度；传感器直接暴露于外部环境，对其防火、防水和抗冲击能力提出很高要求，提高了设计和制造的难度。方式3的缺点是拆卸和维护成本高；需要对鞋子进行改装，可能破坏鞋子的强度。
技术实现思路
现有的采用惯性测量的人员定位装置使用费时费力，测量的精度及工作的可靠性低，使用者的舒适度和灵活度低，设计和制造的困难，成本高。本技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种惯性定位鞋垫。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是:一种惯性定位鞋垫，包括鞋垫本体，所述鞋垫本体内设有电源、惯性传感器、微处理器、无线接口芯片和天线，所述惯性传感器依次通过微处理器、无线接口芯片和天线相连，所述天线位于鞋垫本体边缘。惯性传感器将测量到的三轴加速度和三轴角速度信息送至微处理器，微处理器经过处理得到相对位置信息，再依次通过蓝牙或WIFI等无线接口芯片、天线发送至外部终端。为了改善使用者的舒适度，电源应位于鞋垫本体的足弓处。天线位于鞋垫本体边缘，可以降低人体对天线信号发送的影响。所述鞋垫本体有两种形式，一种是半垫式鞋垫，一种是全垫式鞋垫。半垫式鞋垫只垫在脚掌的后半部分，全垫式鞋垫支撑整个脚掌。使用时，直接将鞋垫置于鞋内，方便快捷；可以避免遭到外物撞击，降低了惯性传感器移位的风险，不可能脱落，提高了定位的精度度及工作的可靠性；由于鞋垫内置，既不会影响使用者的舒适度和灵活度，设计和制造时不必考虑鞋垫本身的防火、防水和抗冲击能力，降低了制作成本，降低了恶劣环境对于惯性传感器的影响。作为一种优选方式，所述电源、惯性传感器、微处理器、无线接口芯片和天线整体封装在鞋垫本体内，所述电源、惯性传感器、微处理器、无线接口芯片和天线位于半圆形电路板上，所述半圆形电路板封装于所述鞋垫本体的脚后跟处。作为另一种优选方式，还包括鞋垫本体内的第一腔体和半圆形第二腔体，所述第二腔体位于所述鞋垫本体的脚后跟处，所述电源位于第一腔体内，所述微处理器、无线接口芯片、惯性传感器和天线位于第二腔体内。第二腔体可以为凸字形空腔，将所述微处理器、无线接口芯片和天线置于凸字形空腔的较大端，将惯性传感器置于凸字形空腔的较小端，使得惯性传感器周围的外壳壁更厚，保证传感器测量数据的准确性。进一步地，所述鞋垫本体内还设有用于测量三轴磁场、温度或气压的环境传感器，所述环境传感器与微处理器相连。测量三轴磁场可以校正惯性传感器的方向，测量温度可以校正惯性传感器的初始偏温，测量气压可以对高度进行辅助测试，从而使得定位更加准确。作为一种优选方式，所述天线为贴片式天线。作为一种优选方式，所述电源为干电池，鞋垫本体上与干电池相对应的位置开有底盖。作为一种优选方式，所述电源为充电电池，所述鞋垫本体内设有与所述充电电池连接的充电接口。充电电池可以为可充电锂电池、可充电镍氢电池等。进一步地，所述鞋垫本体内还设有电源管理模块，所述充电接口通过电源管理模块与所述充电电池相连。电池管理模块用于稳压及对充电电池的充放电进行管理。作为一种优选方式，所述鞋垫本体由工程塑料制成，所述鞋垫本体上表面包有软性材料。选用工程塑料的原因是其强度可以承受人体重量，并且不会影响无线信号传输。所述工程塑料可以为ABS或PVC。所述鞋垫本体也可以采用铝合金或不锈钢等材料制成，但必须在天线所在位置采用塑料等透波的材料，以保证信号传输良好。鞋垫本体上表面包有硅胶等软性材料，可以提高使用者的舒适度。进一步地，所述鞋垫本体下表面涂有粘性材料。鞋垫本体下表面涂有胶等粘性材料，加强与鞋体的刚性连接，避免因松动或滑动而影响定位性能。与现有技术相比，本技术使用方便快捷，降低了恶劣环境对于惯性传感器的影响，提高了定位的精度度及工作的可靠性，提高了使用者的舒适度和灵活度，降低了制作成本。【附图说明】图1为本技术一实施例的结构示意图。其中，I为鞋垫本体，2为充电电池，3为惯性传感器，4为微处理器，5为无线接口芯片，6为贴片式天线，7为环境传感器，8为充电接口，9为电源管理模块。【具体实施方式】如图1所示，本技术的一实施例包括鞋垫本体1，所述鞋垫本体I内设有充电电池2、惯性传感器3、微处理器4、无线接口芯片5和贴片式天线6，所述惯性传感器3依次通过微处理器4、无线接口芯片5和贴片式天线6相连，所述贴片式天线6位于鞋垫本体I边缘。所述鞋垫本体I为半垫式鞋垫。所述鞋垫本体I内还设有用于测量三轴磁场、温度或气压的环境传感器7，所述环境传感器7与微处理器4相连。所述鞋垫本体I内设有与所述充电电池2连接的充电接口 8。所述鞋垫本体I内还设有电源管理模块9，所述充电接口 8通过电源管理模块9与所述充电电池2相连。所述鞋垫本体I由工程塑料PVC制成。所述鞋垫本体I上表面包有软性材料硅胶。所述鞋垫本体I下表面涂有粘性材料胶。【主权项】1.一种惯性定位鞋垫，包括鞋垫本体(1)，其特征在于，所述鞋垫本体(I)内设有电源、惯性传感器(3)、微处理器(4)、无线接口芯片(5)和天线，所述惯性传感器(3)依次通过微处理器(4)、无线接口芯片(5)和天线相连，所述天线位于鞋垫本体(I)边缘。2.如权利要求1所述的惯性定位鞋垫，其特征在于，所述电源、惯性传感器(3)、微处理器(4)、无线接口芯片(5)和天线整体封装在鞋垫本体(I)内，所述电源、惯性传感器(3)、微处理器(4)、无线接口芯片(5)和天线位于半圆形电路板上，所述半圆形电路板封装于所述鞋垫本体(I)的脚后跟处。3.如权利要求1所述的惯性定位鞋垫，其特征在于，还包括鞋垫本体(I)内的第一腔体和半圆形第二腔体，所述第二腔体位于所述鞋垫本体(I)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性定位鞋垫，包括鞋垫本体（1），其特征在于，所述鞋垫本体（1）内设有电源、惯性传感器（3）、微处理器（4）、无线接口芯片（5）和天线，所述惯性传感器（3）依次通过微处理器（4）、无线接口芯片（5）和天线相连,所述天线位于鞋垫本体（1）边缘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅敏，
申请(专利权)人：长沙格致电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43