【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是跑步机领域，具体涉及一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统。
技术介绍
1、随着现代社会人们对健身的重视，采用跑步机代替室外跑步运动已经普遍存在于个人健身运动的选择中，跑步机作为日用健身的一类器材也在生活中成为普遍设备。在目前的跑步机速度控制方面仍以手动控制来调节跑步机的速度为主，不能实时通过使用者的脚步进行步频采集后通过识别匹配来使跑步机的速度对应人的跑步速度自动化调节。
2、与目前现有技术相比，已有的自动调速解决方案的设计过于繁杂，例如在单跑道履带两侧安装数量繁多的对射红外线感应装置，需要在跑道两侧加装感应装置的外观壳子装饰，不仅随着使用时间的延长如此多的感应器难以避免老化和故障率的增加，而且对于生产成本和使用方面都造成了成本的增加。
3、已知的技术方案中的脚步采集方式均采用红外线对射方式，即使应用于vr方面的跑步机平台也非常繁杂易老化受损，在转动角度时识别步频方面也不能在虚拟现实vr方面获得好的应用效果。
4、综上所述，本专利技术设计了一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统。
技术实现思路
1、针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，不使用外置红外线的方式，同时可应用在虚拟现实vr方面的万向模拟跑步机硬件中，可以不需要在使用者腿上捆绑加速度陀螺仪的方式即可很好的实现脚步和速度的采集，稳定度优于陀螺仪。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术
3、作为优选，所述的步频信号采集模块和脚步位置采集模块为可复用采集模块，采集脚步的实时速度作为对应场景角色移动速度的快慢；采集到步频和脚步位置信号后在本地模块置有对前端采集信号的处理模块，对采集的非规律性可用脉冲信号做逻辑处理，挑选出所设定的脚步离开底板台面高度时的信号作为有用和参照可用信号，形成下一级处理段可识别判定的数字量信号；然后把该信号通过有线或者无线的传输方式送入综合逻辑判定模块。
4、作为优选，所述的方向信号识别模块通过光漫反射式、电容隔空感应式等非接触式或物理开关接触式获得4到8个方向的对应位置信号，通过单通或多通的信号组合输出特定信号，每次只形成一个方位指向的信号，输入到下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理。
5、作为优选，所述的蹲跳信号采集模块是获取下蹲和跳跃两种状态的信号，采集方式有两种：①采用三角测量式光反射信号来获取，采集调校采用电子电位器或者手柄旋钮电位器获取比较电压判定；②采用重力加速度传感器模块获取信号，采集调校根据设计需要采用软件或电压比较判定；蹲跳信号采集模块采集的信号进入前端信号处理模块后判定得到可用信号送至下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理，让使用者的蹲跳动作通过电路获取的信号去对应控制虚拟角色的蹲跳反馈；同时，利用采集到使用者身体跳跃时候的信号时，对应锁定虚拟角色的移动速度，使虚拟角色的运动状态稳定保持原有数值不会失控出现紊乱。
6、作为优选，所述的旋转识别采集模块采集使用者身体转身时候的信号，信号采集方式有三种：①采用光反射，运用光感头对黑白和明暗的反射信号作为旋转动态反馈采集；②鼠标式光学传感器采集旋转移动反馈信号；③采用加速度陀螺仪传感器采集旋转移动动态反馈信号；旋转识别采集模块采集的旋转移动信号送入至下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理，利用该模块采集的使用者转动身体角度时候的旋转移动信号，对应锁定虚拟角色的移动速度，使虚拟角色的运动状态稳定保持原有数值不会失控出现紊乱。
7、作为优选，所述的运动动态采集模块的信号采集方式有三种：①采用激光扫描雷达方式采集；②采用ccd视觉采集；③采用超声波反馈采集。运动动态采集模块采集信号用于对运动状态作为参考信号值，对步频信号、方向信号、蹲跳信号、旋转信号作为进一步的信号补充，增加设备整体运行的稳定性。
8、作为优选，所述的综合逻辑判定模块中步频信号通过对使用者脚步的实时变化，反馈对应的信号到了综合逻辑判定模块内，综合逻辑判定模块首先对步频信号作一次d/a处理，然后对一次d/a处理后的结果重新进行a/d量化取值处理，并随时对动态化的方向信号、蹲跳信号、旋转信号和运动动态信号进行实时配合逻辑处理，将配合处理后的综合信号送入存取输入输出口模块，进行存取锁存等控制，通过控制锁存释放输出的数据信号来对执行的软件做命令控制，信号传送可通过有线或者无线传输信号同步反馈入pc端vr或vr一体机软件场景的角色上；同时信号存取模块可预留信号接口，对步频信号控制信号可同步输出，作为步数采集显示和其他开发采集信号使用。
9、作为优选，所述的步频信号采集模块的采集头采用电容隔空感应技术，采集头形状可采用线性、条形、矩形、椭圆形或圆形。
10、作为优选，所述的采集头采用电容隔空感应采集头，包括嵌入式、夹层式或贴片式结构。
11、本专利技术具有以下有益效果：
12、1、可以把采集端和跑步机的底板或衬板融合起来，成为隐蔽式感应采集端，不外露有利于保护采集端经久耐用，同时不再占用和设计添加多余空间。
13、2、不仅解决了传统单跑道跑步机速度的自动调节，还可应用于虚拟现实技术的vr万向跑步机的模拟运动方面，可以把使用者的即时脚步速度实时对应反馈到vr场景里，有效解决人在vr场景内的移动速度不一致以及方向不匹配导致的眩晕和移动灵活度体验严重缺失的问题。
14、3、应用于虚拟现实的万向模拟跑步机可实现8个移动角度状态的实时速度反馈。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，包括采集头、前端采集信号处理模块(8)、前端信号有线或无线传输模块(9)、对前端信号进行综合逻辑判定模块(10)、信号存取输入输出模块(11)、步频信号输出模块(12)、输出信号有线或无线传输模块(13)、执行控制模块(14)、执行控制软件模块(15)和同步馈入VR软件模块(16)，所述的采集头包括步频信号采集模块(1)、减速信号采集模块(2)、方向信号识别模块(3)、蹲跳信号采集模块(4)、旋转识别采集模块(5)、运动动态采集模块(6)和脚步位置采集模块(7)，所述的采集头通过采集信号处理模块(8)与前端信号有线或无线传输模块(9)相连，前端信号有线或无线传输模块(9)与对前端信号进行综合逻辑判定模块(10)相连，对前端信号进行综合逻辑判定模块(10)与信号存取输入输出模块(11)、输出信号有线或无线传输模块(13)、执行控制软件模块(15)依次相连，信号存取输入输出模块(11)与步频信号输出模块(12)相连，输出信号有线或无线传输模块(13)与执行控制模块(14)相连，执行控制软件模块(15)与同步馈入VR软件模块(
2.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的步频信号采集模块1和脚步位置采集模块7为可复用采集模块，采集脚步的实时速度作为对应场景角色移动速度的快慢；采集到步频和脚步位置信号后在本地模块置有对前端采集信号的处理模块，对采集的非规律性可用脉冲信号做逻辑处理，挑选出所设定的脚步离开底板台面高度时的信号作为有用和参照可用信号，形成下一级处理段可识别判定的数字量信号；然后把该信号通过有线或者无线的传输方式送入综合逻辑判定模块。
3.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的方向信号识别模块(3)通过光漫反射式、电容隔空感应式等非接触式或物理开关接触式获得4到8个方向的对应位置信号，通过单通或多通的信号组合输出特定信号，每次只形成一个方位指向的信号，输入到下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理。
4.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的蹲跳信号采集模块(4)是获取下蹲和跳跃两种状态的信号，采集方式有两种：①采用三角测量式光反射信号来获取，采集调校采用电子电位器或者手柄旋钮电位器获取比较电压判定；②采用重力加速度传感器模块获取信号，采集调校根据设计需要采用软件或电压比较判定；蹲跳信号采集模块采集的信号进入前端信号处理模块后判定得到可用信号送至下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理，让使用者的蹲跳动作通过电路获取的信号去对应控制虚拟角色的蹲跳反馈；同时，利用采集到使用者身体跳跃时候的信号时，对应锁定虚拟角色的移动速度，使虚拟角色的运动状态稳定保持原有数值不会失控出现紊乱。
5.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的旋转识别采集模块(5)采集使用者身体转身时候的信号，信号采集方式有两种：①采用光反射，运用光感头对黑白和明暗的反射信号作为动态反馈采集；②鼠标式光学传感器采集移动反馈信号；旋转识别采集模块采集的旋转动态信号送入至下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理，利用该模块采集的使用者转动身体角度时候的旋转移动信号，对应锁定虚拟角色的移动速度，使虚拟角色的运动状态稳定保持原有数值不会失控出现紊乱。
6.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的运动动态采集模块(6)的信号采集方式有三种：①采用激光扫描雷达方式采集；②采用CCD视觉采集；③采用超声波反馈采集；运动动态采集模块采集信号用于对运动状态作为参考信号值，对步频信号、方向信号、蹲跳信号、旋转信号作为进一步的信号补充，增加设备整体运行的稳定性。
7.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的综合逻辑判定模块(10)中步频信号通过对使用者脚步的实时变化，反馈对应的信号到了综合逻辑判定模块内，综合逻辑判定模块首先对步频信号作一次D/A处理，然后对一次D/A处理后的结果重新进行A/D量化取值处理，并随时对动态化的方向信号、蹲跳信号、旋转信号和运动动态信号进行实时配合逻辑处理，将配合处理后的综合信号送入存取输入输出口模块，进行存取锁存等控制，通过控制锁存释放输出的数据信号来对执行的软件做命令控制，信号传送可通过有线或者无线传输信号同步反馈入PC端VR或VR一体机软件场景的角色上；同时信号存取模块可预留信号接口，对步频信号控制信号可同步输出...
【技术特征摘要】
1.一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，包括采集头、前端采集信号处理模块(8)、前端信号有线或无线传输模块(9)、对前端信号进行综合逻辑判定模块(10)、信号存取输入输出模块(11)、步频信号输出模块(12)、输出信号有线或无线传输模块(13)、执行控制模块(14)、执行控制软件模块(15)和同步馈入vr软件模块(16)，所述的采集头包括步频信号采集模块(1)、减速信号采集模块(2)、方向信号识别模块(3)、蹲跳信号采集模块(4)、旋转识别采集模块(5)、运动动态采集模块(6)和脚步位置采集模块(7)，所述的采集头通过采集信号处理模块(8)与前端信号有线或无线传输模块(9)相连，前端信号有线或无线传输模块(9)与对前端信号进行综合逻辑判定模块(10)相连，对前端信号进行综合逻辑判定模块(10)与信号存取输入输出模块(11)、输出信号有线或无线传输模块(13)、执行控制软件模块(15)依次相连，信号存取输入输出模块(11)与步频信号输出模块(12)相连，输出信号有线或无线传输模块(13)与执行控制模块(14)相连，执行控制软件模块(15)与同步馈入vr软件模块(16)相连。
2.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的步频信号采集模块1和脚步位置采集模块7为可复用采集模块，采集脚步的实时速度作为对应场景角色移动速度的快慢；采集到步频和脚步位置信号后在本地模块置有对前端采集信号的处理模块，对采集的非规律性可用脉冲信号做逻辑处理，挑选出所设定的脚步离开底板台面高度时的信号作为有用和参照可用信号，形成下一级处理段可识别判定的数字量信号；然后把该信号通过有线或者无线的传输方式送入综合逻辑判定模块。
3.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的方向信号识别模块(3)通过光漫反射式、电容隔空感应式等非接触式或物理开关接触式获得4到8个方向的对应位置信号，通过单通或多通的信号组合输出特定信号，每次只形成一个方位指向的信号，输入到下一级综合逻辑判定模块处理端和其他信号进行逻辑混合处理。
4.根据权利要求1所述的一种跑步机步频采集方式的自适应调速控制系统，其特征在于，所述的蹲跳信号采集模块(4)是获取下蹲和跳跃两种状态的信号，采集方式有两种：①采用三角测量式光反射信号来获取，采集调校采用电子电位器或者手柄旋钮电位器获取比较电压判定；②采用重力加速度传感器模块获取信号，采集调校根据设计需要采用软件或电压比较判定；蹲跳信号采集模块采集的信号进入...
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