用于基于基础设施的自动行人跟踪的智能电子鞋类和控制逻辑制造技术

提出了具有控制器自动化特征的智能电子鞋类和服装，用于制造/操作这种鞋类和服装的方法，以及用于执行这种鞋类和服装的自动化特征的控制系统。一种用于使智能电子鞋(IES)和智能运输管理(ITM)系统之间的协同操作自动化的方法，该方法包括：通过附接到该IES鞋结构的检测标签，从与ITM系统的交通系统控制器通信连接的发射器

【技术实现步骤摘要】
用于基于基础设施的自动行人跟踪的智能电子鞋类和控制逻辑
[0001]本申请是申请日为2019年5月28日、申请号为201980036625.4、专利技术名称为“用于基于基础设施的自动行人跟踪的智能电子鞋类和控制逻辑”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]优先权和相关申请的交叉引用
[0003]本申请是2019年5月16日提交的美国专利申请US16/414,353的国际(PCT)申请，并且是2018年8月28日提交的美国专利申请US16/114,648(现已授权)的分案申请，并要求于2018年5月31日提交的美国临时专利申请US62/678,796的权益和优先权。


[0004]本公开总体上涉及可穿戴电子设备。更具体地，本公开的方面涉及用于实现智能电子鞋类和服装的自动化特征的系统、方法和设备。

技术介绍

[0005]鞋类物品，例如鞋、靴子、拖鞋、凉鞋等，通常由两个主要元素组成：将鞋类固定在用户脚上的鞋帮；为脚提供下层支撑的鞋底结构。鞋帮可以用多种材料制成，包括纺织品、泡沫塑料、聚合物、天然皮革和合成皮革等，这些材料可以缝在一起或粘合地结合在一起，以形成用于牢固容纳脚的外壳或线束。对于凉鞋和拖鞋，鞋帮可以具有开放的脚趾或脚跟构造，或者通常可以受限于在脚背上延伸的一系列带子，并且在某些设计中可以围绕脚踝。相反，靴子和鞋的设计则结合了完整的鞋帮，其具有封闭的脚趾或脚后跟构造以及穿过后帮部分的脚踝开口，脚踝开口提供了到鞋类内部的通路，从而便于脚进入鞋帮中或脚从鞋帮移出。可以使用鞋带或带子将脚固定在鞋帮内。
[0006]鞋底结构通常附接到鞋帮的下部，位于用户的脚和地面之间。在包括运动鞋在内的许多鞋类物品中，鞋底结构是分层构造，其通常结合有增强舒适性的内底，减轻冲击的中底和表面接触的外底。可以部分或全部位于鞋帮内的内底是薄且可压缩的构件，其为用户的脚的下侧提供接触表面。相比之下，中底被安装在内底之下，形成鞋底结构的中间层。除了减弱地面反作用力外，中底还可以帮助控制脚运动并赋予稳定性。外底固定到中底的底侧，该外底形成鞋类的地面接触部分，通常由耐用且耐磨的材料制成，该材料包括用于改善抓地力的特征。

技术实现思路

[0007]本文呈现的是具有用于实现自动化鞋类功能的带有伴随控制逻辑的智能电子鞋，制造这种鞋类的方法和使用这种类鞋的方法以及用于提供智能电子鞋的自动化特征的控制系统。通过示例的方式，提出了一种自适应服装和鞋类互联网(IoAAF：Internet of Adaptive Apparel and Footwear)系统，该系统与智能电子鞋(IES)无线通信，以提供IES和机动车辆之间的通信，即鞋类到车辆(F2V)的通信，或IES和智能运输系统之间的通信，即鞋类到基础设施(F2I)通信。在代表性的实施方式中，IES配备有检测标签，例如射频(RF)应
答器，其接收传入的提示信号。提示信号可以通过安装在固定结构(例如建筑物，路灯柱或交通信号杆)或移动结构(例如汽车工程师协会(SAE)级别3、4或5自动驾驶汽车)上的发射器
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检测器模块进行广播。IES检测标签通过将传入信号重新发送作透明输出信号(例如，具有第二频率的RF功率)来回复此传入信号，该传入信号可能具有第一频率的RF功率。应答器可以配备有将传入信号限制为具有第一频率的信号的频率滤波器，将传入信号转换为透明输出信号的变频器以及基于传入信号增强输出信号的放大器。使用车辆安装或结构安装的RF发射器
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检测器模块扫描由IES应答器输出的响应信号的即将到来或周围区域，可通过在视野识别之前发出预警来避免行人碰撞。
[0008]通过在IES上放置检测标签并自动化IES检测标签和安装在车辆、路灯杆、附近建筑物等上的互补发射器
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检测器之间的通信，联网的IoAAF系统通过消除对直接视线感测的需求而允许连接方“提前看到”即将发生的碰撞，并在IES紧邻车辆之前提供即将到来的“意识”。实际上，IoAAF系统架构有助于消除由于标准传感器硬件无法有效监视隐藏在盲角或其他视觉障碍物后面的行人而引起的误报。可以经由IES自动向行人发出听觉、视觉和/或触觉警告，或者通过调制人行横道信号定时来改变行人流量，而进一步提高防撞性能。除了能够识别行人安全以外，公开的IoAAF系统还可以：在制造设施中使用，例如，以防止机器人对装配线工人的伤害；在存储设施中使用，例如，以避免工人与铲车或自动引导车辆(AGV)之间的碰撞；或在道路施工现场，例如，以保护建筑工人免于通过车辆的伤害。
[0009]对于F2V和F2I应用，IoAAF系统可以自动与智能鞋类/服装进行通信，以基于大量可用数据进行行人碰撞威胁评估。例如，F2I系统可以通过汇总、融合和分析以下数据，在移动物体和IES用户之间的视线之前进行行人碰撞威胁评估：IES生成的用户动态数据(例如，位置，速度，轨迹，加速度/减速度等)；用户行为数据(例如，十字路口特定拐角处的历史行为，一般性地十字路口处的历史行为，当前周围条件下的历史行为等)；环境数据(例如，带有红灯与绿灯的十字路口，住宅与城市环境，恶劣的天气条件与最佳驾驶条件)；众包数据(IES用户附近其他穿戴智能鞋类/服装的行人的动态和行为)。可互操作的部件通信通常是无线和双向的，其中数据通过自组织网络(例如，使用专用的短距离通信(DSRC))与基础设施部件之间来回传递。交通管理监控系统可以使用IES、基础设施和车辆数据来设置可变速度限制并调整交通信号的相位和定时。
[0010]为了在IES和远程电子设备之间实现无线通信，IES可以支持由用户的智能手机、手持计算设备或其他具有无线通信能力的便携式电子设备建立的通信会话。可替代地，IES可以与封装在鞋结构内的驻留无线通信设备一起作为独立设备来操作。其他外围硬件可能包括驻留控制器，短波天线，可充电电池，驻留存储器，SIM卡等，所有这些均容纳于鞋结构内。IES可以配备人机界面(HMI)，该人机界面允许用户与鞋类和/或IoAAF系统进行交互。例如，一个或多个电活性聚合物(EAP)传感器可以被编织成或被形成为安装在鞋结构上的补片，并且可操作以接收允许用户控制IES的操作方面的用户输入。同样，用于执行自动鞋类特征的任何伴随操作都可以通过IES控制器在本地执行，或者可以以分布式计算方式进行，以供智能手机、手持计算设备、IoAAF系统或其任意组合执行。
[0011]作为又一选择，任何一个或多个期望的鞋类特征的执行可能最初需要经由IES控制器和/或IoAAF系统服务器计算机对用户进行安全认证。例如，鞋结构内的分布式传感器阵列与IES控制器通信以执行生物特征验证，例如确认用户体重(例如，经由压力传感器)，
鞋的大小(例如，经由电自适应反应系带(EARL))，脚印(例如，经由光学指纹传感器)，步态轮廓，或其他合适的方法。作为此概念的扩展，任何上述传感设备都可以用作二进制(ON/OFF)开关，以在尝试执行自动化特征时确认IES实际上在用户的脚上。
[0012]提供无线数据交换以促进自动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于与智能运输管理(ITM)系统交互的智能电子鞋(IES)，所述ITM系统包括被配置为发送提示信号的发射器
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检测器模块，所述IES包括:鞋帮，该鞋帮被配置为附接到用户的脚；鞋底结构，该鞋底结构安装到鞋帮并被配置为在其上支撑用户的脚；检测标签，该检测标签附接到鞋帮和/或鞋底结构，该检测标签可操作以从发射器
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检测器模块接收提示信号，并响应地向发射器
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检测器模块发送响应信号；和控制器，该控制器通信地连接到发射器
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检测器模块，该控制器被编程为:至少部分地基于由检测标签输出到发射器
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检测器模块的响应信号来确定用户的用户位置；从ITM系统接收用户位置附近的交通信号灯的第一操作状态；和向ITM系统发送将交通信号灯从第一操作状态切换到第二操作状态的请求。2.根据权利要求1所述的IES，还包括附接到所述鞋帮和/或所述鞋底结构并且通信地连接到所述控制器的动态传感器，该动态传感器被配置为生成指示所述IES的速度和/或前进方向的传感器数据，其中所述控制器至少部分地基于所述IES的速度和/或前进方向将所述请求发送到所述ITM系统。3.根据权利要求2所述的IES，其中，所述控制器被进一步编程为:基于所接收的传感器数据，确定所述IES将违反由所述交通信号灯规定的交通车道的预期侵入时间；和从ITM系统接收当前时间和预编程相变时间之间的估计相变时间，在该预编程相变时间，所述交通信号灯被调度为从第一操作状态切换到第二操作状态，其中响应于预期侵入时间小于估计相变时间，控制器向ITM系统发送请求。4.根据权利要求2所述的IES，其中，所述控制器被进一步编程为:基于所接收的传感器数据，确定所述IES将违反由所述交通信号灯规定的交通车道的预期侵入时间；从ITM系统接收当前时间和预编程相变时间之间的估计相变时间，在该预编程相变时间，所述交通信号灯被调度为从第二操作状态切换到第一操作状态；和响应于所述预期侵入时间小于所述估计相变时间，向所述ITM系统发送第二请求以延迟所述第二操作状态到所述第一操作状态的切换。5.根据权利要求2所述的IES，其中，所述控制器被进一步编程为:确定IES的速度是否基本上等于零；确定IES的前进方向是否远离由交通信号灯规定的交通车道；和响应于所述IES的速度基本上等于零和/或所述IES的前进方向远离由所述交通信号灯规定的交通车道，不向所述ITM系统发送所述请求。6.根据权利要求1所述的IES，其中，所述控制器被进一步编程为:从ITM系统接收由交通信号灯规定的交通车道中的机动车辆的车辆位置；确定用户位置是否在车辆位置的预定接近度内，其中响应于用户位置在车辆位置的预定接近度内，控制器向ITM系统发送请求。7.根据权利要求6所述的IES，还包括附接到所述鞋帮和/或所述鞋底结构的警报系统，其中所述控制器还被编程为响应于所述用户位置在所述车辆位置的预定接近度内，向所述
警报系统发送命令信号，以产生用户可感知的预定视觉、听觉和/或触觉警报。8.根据权利要求1所述的IES，其中，所述控制器被进一步编程为:从ITM系统接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：C安登，JM赖斯，
申请(专利权)人：耐克创新有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：