The invention provides an intelligent sensing boot for measuring human gait and walking speed, which comprises a shoe body, a measuring circuit and a host computer. A pressure sensor is attached to the insole of the shoe body to measure the pressure signal data of the key parts of the sole of the foot. Measurement module, power module, signal conditioning module, power module for the entire circuit to provide working voltage; inertial measurement module for measuring triaxial acceleration and angular velocity data; signal conditioning module for pressure sensors to collect pressure signals into voltage signals; microcontroller for voltage signals, triaxial addition Velocity and angular velocity are packaged and sent to the upper computer, which uses fuzzy logic algorithm to judge gait, and uses cyclic neural network algorithm to calculate the current speed. The invention solves the problem that the intelligent mobile terminal in the prior art adopts the middle and low-end inertial measurement unit to measure the step speed with low accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种用于测量人体步态及步速的智能传感靴
本专利技术属于信息
和数字信号处理领域,具体涉及一种用于测量人体步态及步速的智能传感靴。
技术介绍
目前,人们在行人惯性导航中遇到的一个重要问题是提升行人步行速度的测量准确度。以智能手机为例,当前智能手机上普遍带有加速度传感器及GPS。目前智能手机能够利用加速度传感器或融合加速度传感器和GPS数据计算行人步行速度。大部分智能手机测算出的行走速度准确度不高,这是受限于其内置加速度传感器的精度,此外,行走时智能手机相对于携带者的不规律晃动也带来了较大的误差。中国专利200510088617.4(公开号CN1723848A)公开了利用加速度传感器输出值计算行人的步数,并判断行人是在全速跑、慢跑、正常行走还是快速行走,然后结合人的体重估计卡路里消耗的方法。该专利中的方法只能定性估计行人走路或者跑步速度是快还是慢,无法准确定量计算出速度的具体大小。已有的相关工作一般通过步频乘以步长计算出步行速度,其中难点在于步长测量。有研究者使用一个固定的近似公式来作为步长:身高乘以0.413(女性),0.415(男性)。其他的一些文献也使用了该方法。有研究指出,特定行人的步长会在±50%的范围变化。所以步长使用固定值必定会对步行速度估计结果带来较大误差。目前实现行走速度的测量装置主要通过采集惯性测量单元测得的动力学数据(如三轴加速度,,角速度)来估计人的行走速度。不可避免地,在采用中低端惯性测量单元时,速度测量结果的精确度将会被其较大的噪声和漂移限制。而如果选用高端的惯性测量单元,又会带来显著的成本增加。
技术实现思路
针对上述不足,本专 ...
【技术保护点】
1.一种用于测量人体步态及步速的智能传感靴,其特征在于,包括:鞋子本体、测量电路和上位机,所述鞋子本体的鞋垫上贴附有压力传感器,用于测量脚底部分关键部位的压力信号数据;所述测量电路固定在鞋子本体上,包括单片机、惯性测量模块、电源模块、信号调理模块,所述电源模块为整个电路提供工作电压;所述惯性测量模块用于测量三轴加速度及角速度数据;所述信号调理模块用于将压力传感器采集到的压力信号转换成电压信号;所述单片机用于将电压信号、三轴加速度及角速度打包发送给上位机。所述上位机采用模糊逻辑算法判断步态,采用循环神经网络算法计算当前步速。
【技术特征摘要】
1.一种用于测量人体步态及步速的智能传感靴,其特征在于,包括:鞋子本体、测量电路和上位机,所述鞋子本体的鞋垫上贴附有压力传感器,用于测量脚底部分关键部位的压力信号数据;所述测量电路固定在鞋子本体上,包括单片机、惯性测量模块、电源模块、信号调理模块,所述电源模块为整个电路提供工作电压;所述惯性测量模块用于测量三轴加速度及角速度数据;所述信号调理模块用于将压力传感器采集到的压力信号转换成电压信号;所述单片机用于将电压信号、三轴加速度及角速度打包发送给上位机。所述上位机采用模糊逻辑算法判断步态,采用循环神经网络算法计算当前步速。2.根据权利要求1所述的一种用于测量人体步态及步速的智能传感靴,其特征在于,所述鞋垫的大脚趾和脚跟处各布置一个压力传感器,脚弓处布置两个压力传感器。3.根据权利要求2所述的一种用于测量人体步态及步速的智能传感靴,其特征在于,所述采用模糊逻辑算法判断步态,具体如下:利用sigmoid函数,将采集到的电压信号转换为模糊逻辑值f(x):式中,x代表测量到的电压信号,x0代表电压阈值,s代表敏感因子;根据不同步态对应的足底压力分布特征,将各步态的发生概率表示成模糊逻辑的乘积形式;对应初接触步态的概率为:uinitialcontact=f(x1)*f(x2)*f(x3)*(1-f(x4))将不同步态发生的概率存储于数组u中,数组下标对应不同概率,概率最大值所对应的步态即为当前时刻的步态,有...
【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳小平,李威杰,胡晋恺,叶陈帅,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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