基于脚部姿态交互的控制方法技术

本发明专利技术涉及穿戴设备交互技术领域，尤指一种基于脚部姿态交互的控制方法，其包括智能鞋和智能设备，智能鞋包括鞋体及装设在鞋体内的传感器组件和主控制器；该控制方法包括如下步骤：传感器组件采集穿戴者的脚部姿态数据；主控制器根据脚部姿态数据处理成相对应的指令信号，并将相应的指令信号传送至智能设备；智能设备根据指令信号作出相应的指令操作。本发明专利技术将智能鞋与互联网技术相结合，通过智能鞋来识别脚部姿态动作，并根据该脚部姿态动作对智能设备作出相应的指令，提高了交互性。

【技术实现步骤摘要】
基于脚部姿态交互的控制方法
本专利技术涉及穿戴设备交互
，尤指一种基于脚部姿态交互的控制方法。
技术介绍
随着各种电子产品的大规模普及和微型化研究的快速发展，让电子产品置入普通鞋子或鞋类物成为可行的方案。通过鞋子的电子化和智能化，可以为鞋子提供许多实用的功能，为用户提供新体验，例如：智能鞋能提供诸如计步、健康监测等功能。随着互联网技术的日益成熟和智能设备的普及，尤以智能手机、电脑和平板电脑为甚。像电脑的无线操控，在会议中进行项目演说或者说明，一般是通过电脑的键盘或者激光笔进行相应的演示和说明。鞋子作为我们必备的穿戴设备，但现有技术中的鞋子存在功能单一，缺乏交互性，并没有很好的和目前的物联网技术及智能设备结合。如何通过鞋子来控制智能设备成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种基于脚部姿态交互的控制方法，通过脚步的姿态对智能设备进行控制操作，提高了交互性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种基于脚部姿态交互的控制方法，包括智能鞋和智能设备，所述智能鞋包括鞋体及装设在鞋体内的传感器组件和主控制器；该控制方法包括如下步骤：所述传感器组件采集穿戴者的脚部姿态数据；所述主控制器根据脚部姿态数据处理成相对应的指令信号，并将相应的指令信号传送至所述智能设备；所述智能设备根据指令信号作出相应的指令操作。作为一种优选方案，所述智能鞋还包括副控制器，所述副控制器和主控制器分别独立装设在两只鞋体内；所述传感器组件采集穿戴者的脚步姿态数据的步骤如下：所述传感器组件采集左脚的脚步姿态数据，并将该数据发送至所述副控制器；所述传感器组件采集右脚的脚步姿态数据，并将该数据发送至所述主控制器。作为一种优选方案，所述副控制器将左脚的脚步姿态数据处理成相应的指令信号，并将该指令信号传送至主控制器；所述主控制器将右脚的脚步姿态数据处理成相应的指令信号，所述主控制器将左脚和右脚相对应的指令信号发送至所述智能设备。作为一种优选方案，所述副控制器将左脚的脚步姿态数据处理成相应的指令信号，并将该指令信号发送至所述智能设备。作为一种优选方案，所述脚步姿态数据包括水平旋转、前后俯仰和左右翻滚三种数据。作为一种优选方案，所述传感器组件包括陀螺仪；所述脚步姿态数据的采集方法包括如下步骤：陀螺仪获取鞋子在x、y、z三轴方向上的旋转角速度，分别为ωx、ωy、ωz；将旋转角速度ωx、ωy、ωz对时间积分计算出陀螺仪当下时刻在x、y、z三轴方向上的旋转角度ɑx、ɑy、ɑz；根据旋转角度ɑx获得鞋体的前后俯仰的数据；根据旋转角度ɑy获得鞋体的水平旋转的数据；根据旋转角度ɑz获得鞋体的左右翻滚的数据。作为一种优选方案，所述旋转角速度ωx、ωy、ωz对时间积分计算出旋转角度ɑx、ɑy、ɑz的公式如下：其中，ɑx0、ɑy0、ɑz0表示陀螺仪上一时刻在x、y、z三轴方向上的旋转角度，初始值均为0，dt数值为0.002s。作为一种优选方案，所在所述旋转角速度ωx、ωy、ωz对时间积分计算出旋转角度ɑx、ɑy、ɑz的公式后，还需要对旋转角度ɑx、ɑy、ɑz进行积分校准。作为一种优选方案，所述传感器组件还包括地磁传感器和加速度计；所述积分校准的步骤包括：地磁传感器获取鞋子在x、y、z三轴方向上的地磁分量，分别为bx、by、bz；根据公式ɑyb＝atan2f(by，bx)获得地磁y轴角度ɑyb；加速度计获取鞋子在x、y、z三轴方向上的加速度，分别为ax、ay、az；对加速度ax、ay、az做归一化处理，获得加速度z轴角度ɑza和加速度x轴角度ɑxa；利用地磁y轴角度ɑyb、加速度z轴角度ɑza和加速度x轴角度ɑxa对陀螺仪在x、y、z三轴方向上的旋转角度ɑx、ɑy、ɑz进行积分校准，并获得校准后的旋转角度ɑx(t)、ɑy(t)、ɑz(t)，其公式如下：ɑx(t)＝ɑx+(ɑxa-ɑx)*dt*0.1；ɑy(t)＝ɑy+(ɑyb-ɑy)*dt*0.1；ɑz(t)＝ɑz+(ɑza-ɑz)*dt*0.1。作为一种优选方案，所述归一化处理包括如下步骤：根据x轴方向上的加速度值和z轴方向上的加速度值，计算加速度z轴角度ɑza，其公式为：ɑza＝-(atan2f(ax，az))；根据y轴方向上的加速度值和z轴方向上的加速度值，计算加速度x轴角度ɑxa，其公式为：ɑxa＝+(atan2f(ay，az))。本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以通过智能鞋实现对用户的脚部姿态进行实时监测，进而根据脚部姿态智能设备作出相应的指令，用户无需通过遥控器对智能设备进行操控，解放双手，方便用户使用，用户体验效果更佳。附图说明图1是本专利技术的基于脚部姿态交互的控制方法的流程框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，本专利技术关于一种基于脚部姿态交互的控制方法，包括如下步骤：S10、传感器组件采集穿戴者的脚部姿态数据；S20、主控制器根据脚部姿态数据处理成相对应的指令信号，并将相应的指令信号传送至智能设备；S30、智能设备根据指令信号作出相应的指令操作。本专利技术可以通过智能鞋实现对用户的脚部姿态进行实时监测，进而根据脚部姿态智能设备作出相应的指令，用户无需通过遥控器对智能设备进行操控，解放双手，方便用户使用，用户体验效果更佳。在本专利技术中，要实现该方法还需要包括智能鞋和智能设备，智能鞋包括鞋体、传感器组件、电源组件、主控制器和副控制器，传感器组件包括陀螺仪、地磁传感器和加速度计；鞋体包括左鞋和右鞋，左鞋和右鞋内分别单独装有传感器组件和电源组件，主控制器装设在左鞋，而副控制器相应装在右鞋，电源组件和传感器组件分别与主控制器/副控制器组件电连接。电源组件为主控制器、副控制器及传感器组件供电，传感器组件可检测左鞋和右鞋的姿态，并根据左鞋和右鞋的不同姿态，增加了不同的处理指令。另外，主控制器/副控制器均具有通信模块和处理模块，处理模块用于处理传感器组件的数据转换，通信模块用于连接智能设备；其中主控器的通信模块与智能设备通信连接，而副控制器的通信模块可以选择性跟主控器通信连接，或者跟智能设备通信连接。本专利技术使用Nordic公司的NRF52832作为主控制器、运算器及蓝牙连接主控，使用锂离子电池进行供电，使用无线充电线圈进行充电。外挂了地磁传感器，加速度计以及陀螺仪，用于计算鞋子在运动过程中的姿态。当匹配到确定的姿态时，通过蓝牙和智能设备进行通信。而本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于：包括智能鞋和智能设备，所述智能鞋包括鞋体及装设在鞋体内的传感器组件和主控制器；/n该控制方法包括如下步骤：/n所述传感器组件采集穿戴者的脚部姿态数据；/n所述主控制器根据脚部姿态数据处理成相对应的指令信号，并将相应的指令信号传送至所述智能设备；/n所述智能设备根据指令信号作出相应的指令操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于：包括智能鞋和智能设备，所述智能鞋包括鞋体及装设在鞋体内的传感器组件和主控制器；
该控制方法包括如下步骤：
所述传感器组件采集穿戴者的脚部姿态数据；
所述主控制器根据脚部姿态数据处理成相对应的指令信号，并将相应的指令信号传送至所述智能设备；
所述智能设备根据指令信号作出相应的指令操作。


2.根据权利要求1所述的基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于，所述智能鞋还包括副控制器，所述副控制器和主控制器分别独立装设在两只鞋体内；所述传感器组件采集穿戴者的脚步姿态数据的步骤如下：
所述传感器组件采集左脚的脚步姿态数据，并将该数据发送至所述副控制器；
所述传感器组件采集右脚的脚步姿态数据，并将该数据发送至所述主控制器。


3.根据权利要求2所述的基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于：所述副控制器将左脚的脚步姿态数据处理成相应的指令信号，并将该指令信号传送至主控制器；所述主控制器将右脚的脚步姿态数据处理成相应的指令信号，所述主控制器将左脚和右脚相对应的指令信号发送至所述智能设备。


4.根据权利要求2所述的基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于：所述副控制器将左脚的脚步姿态数据处理成相应的指令信号，并将该指令信号发送至所述智能设备。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于：所述脚步姿态数据包括水平旋转、前后俯仰和左右翻滚三种数据。


6.根据权利要求5所述的基于脚部姿态交互的控制方法，其特征在于，所述传感器组件包括陀螺仪；所述脚步姿态数据的采集方法包括如下步骤：
陀螺仪获取鞋子在x、y、z三轴方向上的旋转角速度，分别为ωx、ωy、ωz；
将旋转角速度ωx、ωy、ωz对时间积分计算出陀螺仪当下时刻在x、y、z三轴方向上的旋转角度ɑx、ɑy、ɑz；
根据旋转角度ɑx获得鞋体的前后俯仰的数据；
根据旋转角度ɑy获得鞋体的水平旋转的数据；
根据旋转角度ɑz获得鞋体的左右翻滚的数据。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖安邦，
申请(专利权)人：东莞市攀星智能运动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44