一种基于穿戴设备的数据采集系统技术方案

本发明专利技术涉及穿戴设备数据检测控制领域，尤其涉及一种基于穿戴设备的数据采集系统，本发明专利技术通过检测模块获取穿戴设备的加速度以及加速度方向进而判定穿戴设备的使用状态，第一使用状态下表征了禁止状态，适应性减小背部固定带的伸缩长度保证助力，第二使用状态下表征了跑动状态，基于各肩带在单位时间内的受力变化量调整背部固定带的伸缩长度，在保证助力的前提下减少跑动的不适感，在第三使用状态下表征了弯腰姿态，基于穿戴设备的加速度大小增加背部固定带的伸缩长度，进而在保证助力的前提下，减小弯腰时带来的不适，本发明专利技术基于传感器获取穿戴设备的使用状态，并适应性调整部件的运行参数，在提高穿戴设备的助力效果并且减少佩戴者不适。佩戴者不适。佩戴者不适。

【技术实现步骤摘要】
一种基于穿戴设备的数据采集系统


[0001]本专利技术涉及穿戴设备数据检测控制领域，尤其涉及一种基于穿戴设备的数据采集系统。

技术介绍

[0002]随着通信技术以及自动化技术的进步，各类穿戴设备的智能化程度越来越高，为提高使用体验，常采用穿戴设备与传感器相结合，通过传感器的反馈对应获取检测参数，进而适应性控制穿戴设备各部位的运行的形式，因此，各类适配于穿戴设备的数据采集系统或控制系统应运而生。
[0003]例如，中国专利公开号：CN108393869A，公开了一种智能型腰部被动助力外骨骼，包括有依次连接的胸部支撑机构、腰部动力机构和腿部支撑机构，所述胸部支撑机构包括有检测装置，所述腰部动力机构包括有动力装置和置于所述动力装置下方的波纹块，所述动力装置与所述波纹块相接触或相分离，且所述动力装置与所述波纹块相接触时，动力装置的下部可在所述波纹块上滑动。本专利技术不仅结构简单，不需要配备电池、传感器等部件便可为外骨骼提供动力，便于使用者活动，继而增强动力总成的使用效果；还由于胸部支撑机构包括有可收集使用数据信息的检测装置，以增加智能型腰部被动助力外骨骼的功能，解决了现有技术中所存在的结构复杂、功能单一和使用效果不好的问题。
[0004]但是，现有技术中，还存在以下问题：现有技术中，佩戴装置固定在人体上时固定单元紧绷，佩戴者舒适度较低，现有技术中，未考虑不同的使用环境下适应性的调整助力装置的运行参数，在保证运行功能的前提下增加佩戴者舒适度。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中佩戴装置固定在人体上时固定单元紧绷，佩戴者舒适度较低，现有技术中，未考虑不同的使用环境下适应性的调整助力装置的运行参数，在保证运行功能的前提下增加佩戴者舒适度，本专利技术提供一种基于穿戴设备的数据采集系统，其包括：穿戴设备，其包括腰部固定环、与所述腰部固定环连接的能调整伸缩长度的背部固定带以及与所述背部固定带连接的两个肩带；检测模块，包括设置在所述背部固定带上用以获取穿戴设备的加速度以及加速度方向的惯性检测单元以及设置在各所述肩带内侧用以检测肩带内侧受力的受力检测单元；控制模块，其与所述检测模块以及穿戴设备连接，包括状态分析单元以及控制单元，所述状态分析单元用以获取所述检测模块所检测的数据，基于所述穿戴设备的加速度以及加速度方向判定所述穿戴设备的使用状态，所述使用状态包括第一使用状态、第二使用状态以及第三使用状态；所述控制单元用以基于所述状态分析单元所判定的所述穿戴设备的使用状态控
制穿戴设备的运行参数，其中，在所述第一使用状态下，所述控制单元基于各所述肩带的平均受力确定减小所述背部固定带的伸缩长度的减小量，并将所述背部固定带的伸缩长度减小至对应值；在所述第二使用状态下，所述控制单元基于各肩带内侧受力在预定时间内的波动情况判定是否需增加所述背部固定带的伸缩长度，以及，基于所述预定时间内各肩带受力的波动量将所述背部固定带的伸缩长度增加至对应值；在所述第三使用状态下，所述控制单元基于所述穿戴设备的加速度大小增加所述背部固定带的伸缩长度，并持续获取各所述肩带在单位时间内的受力变化量，基于所述受力变化量的大小判定是否需再次调整所述背部固定带的伸缩长度，并将所述背部固定带的伸缩长度减小至预定值。
[0006]进一步地，所述背部固定带包括伸缩带以及设置在所述伸缩带两侧的张紧单元，张紧单元用以卷绕伸缩带以控制背部固定带的伸缩长度。
[0007]进一步地，所述状态分析单元基于所述穿戴设备的加速度以及加速度方向判定所述穿戴设备的使用状态，其中，所述状态分析单元获取所述加速度方向与水平面的夹角，将所述夹角与预设的夹角阈值进行对比，以及将所述加速度与预设的加速度阈值进行对比，在第一对比条件下，所述状态分析单元判定穿戴设备处于第一使用状态；在第二对比条件下，所述状态分析单元判定穿戴设备处于第二使用状态；在第三对比条件下，所述状态分析单元判定穿戴设备处于第三使用状态；所述第一对比条件为所述加速度小于或等于预设的加速度对比阈值，所述第二对比条件为所述加速度大于预设的加速度对比阈值且所述夹角大于预设的夹角阈值，所述第三对比条件为所述加速度大于预设的加速度对比阈值且所述夹角小于预设的夹角阈值。
[0008]进一步地，所述控制单元基于各所述肩带的平均受力确定减小所述背部固定带的伸缩长度的减小量，其中，所述控制单元内设置有若干基于肩带的平均受力确定所述减小量的确定方式，各所述确定方式所确定的减小量不同。
[0009]进一步地，所述控制单元还用以根据公式（1）计算各肩带对应的波动表征参数，公式（1）中，E表示波动表征参数，Fi表示所述预定时间内第i时间节点受力传感器所检测的受力值，t表示所述预定时间，表示所述预定时间内受力值的平均值。
[0010]进一步地，所述控制单元基于各肩带内侧受力在预定时间内的波动情况判定是否需增加所述背部固定带的伸缩长度，其中，所述控制单元将各肩带对应的波动表征参数与预设的波动表征参数对比阈值进行对比，若存在任一肩带对应的波动表征参数大于所述波动表征参数对比阈值，则判定需增加所述背部固定带的伸缩长度。
[0011]进一步地，所述控制单元基于所述预定时间内各肩带受力的波动量将所述背部固定带的伸缩长度增加至对应值，其中，
所述控制单元内设置有若干基于所述波动表征参数调整增加所述背部固定带的伸缩长度的调整方式，各所述调整方式中对所述伸缩长度的调整量不同。
[0012]进一步地，所述控制单元基于所述穿戴设备的加速度大小增加所述背部固定带的伸缩长度，其中，所述控制单元内设置有若干基于所述加速度大小调整增加所述背部固定带的伸缩长度的调整方式，各所述调整方式中对所述伸缩长度的调整量不同。
[0013]进一步地，所述控制单元基于所述受力变化量的大小判定是否需再次调整所述背部固定带的伸缩长度，其中，若所述受力变化量大于预设的受力变化量阈值，则所述控制单元判定需再次调整所述背部固定带的伸缩长度。
[0014]进一步地，所述腰部固定环上还设置有振动单元，所述振动单元与所述控制单元连接，以使所述背部固定带的伸缩长度变化后所述控制单元控制所述振动单元振动。
[0015]与现有技术相比，本专利技术通过对穿戴设备设置检测模块以及控制模块，通过检测模块获取穿戴设备的加速度以及加速度方向进而判定穿戴设备的使用状态，第一使用状态表征了坐立状态，在此状态下适应性的减小背部固定带的伸缩长度保证助力，第二使用状态表征了跑动状态，在此状态下基于各所述肩带在单位时间内的受力变化量的大小判定是否调整背部固定带的伸缩长度，在保证助力的前提下减少跑动的不适感，在第三使用状态下表征了弯腰姿态，基于穿戴设备的加速度大小增加背部固定带的伸缩长度，进而在保证助力的前提下，减小弯腰时带来的不适，本专利技术基于传感器获取穿戴设备的使用状态，并适应性调整部件的运行参数，在提高穿戴设备的助力效果并且减少佩戴者不适。
[0016]尤其，本专利技术通过穿戴设备的加速度以及加速度方向判定穿戴设备的使用状态，在实际情况中，通过加速度以及加速度方向能够表征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于穿戴设备的数据采集系统，其特征在于，包括：穿戴设备，其包括腰部固定环、与所述腰部固定环连接的能调整伸缩长度的背部固定带以及与所述背部固定带连接的两个肩带；检测模块，包括设置在所述背部固定带上用以获取穿戴设备的加速度以及加速度方向的惯性检测单元以及设置在各所述肩带内侧用以检测肩带内侧受力的受力检测单元；控制模块，其与所述检测模块以及穿戴设备连接，包括状态分析单元以及控制单元，所述状态分析单元用以获取所述检测模块所检测的数据，基于所述穿戴设备的加速度以及加速度方向判定所述穿戴设备的使用状态，所述使用状态包括第一使用状态、第二使用状态以及第三使用状态；所述控制单元用以基于所述状态分析单元所判定的所述穿戴设备的使用状态控制穿戴设备的运行参数，其中，在所述第一使用状态下，所述控制单元基于各所述肩带的平均受力确定减小所述背部固定带的伸缩长度的减小量，并将所述背部固定带的伸缩长度减小至对应值；在所述第二使用状态下，所述控制单元基于各肩带内侧受力在预定时间内的波动情况判定是否需增加所述背部固定带的伸缩长度，以及，基于所述预定时间内各肩带受力的波动量将所述背部固定带的伸缩长度增加至对应值；在所述第三使用状态下，所述控制单元基于所述穿戴设备的加速度大小增加所述背部固定带的伸缩长度，并持续获取各所述肩带在单位时间内的受力变化量，基于所述受力变化量的大小判定是否需再次调整所述背部固定带的伸缩长度，并将所述背部固定带的伸缩长度减小至预定值。2.根据权利要求1所述的基于穿戴设备的数据采集系统，其特征在于，所述背部固定带包括伸缩带以及设置在所述伸缩带两侧的张紧单元，张紧单元用以卷绕伸缩带以控制背部固定带的伸缩长度。3.根据权利要求1所述的基于穿戴设备的数据采集系统，其特征在于，所述状态分析单元基于所述穿戴设备的加速度以及加速度方向判定所述穿戴设备的使用状态，其中，所述状态分析单元获取所述加速度方向与水平面的夹角，将所述夹角与预设的夹角阈值进行对比，以及将所述加速度与预设的加速度阈值进行对比，在第一对比条件下，所述状态分析单元判定穿戴设备处于第一使用状态；在第二对比条件下，所述状态分析单元判定穿戴设备处于第二使用状态；在第三对比条件下，所述状态分析单元判定穿戴设备处于第三使用状态；所述第一对比条件为所述加速度小于或等于预设的加速度对比阈值，所述第二对比条件为所述加速度大于预设的加速度对比阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林洲，韩旭，代志权，
申请(专利权)人：北京新赛点体育投资股份有限公司，
类型：发明
国别省市：