本發(fā)明涉及腳型測量領(lǐng)域，更具體地說涉及一種智能的動態(tài)和靜態(tài)腳型數(shù)據(jù)采集裝置及其方法。

背景技術(shù)：

腳型數(shù)據(jù)是鞋子個性定制的重要參照，而腳型數(shù)據(jù)采集的精確度直接影響鞋子的個性定制。目前，腳型數(shù)據(jù)采集有人工測量、結(jié)構(gòu)光測量、立體視覺測量和激光測量等依靠經(jīng)驗或技術(shù)來實現(xiàn)測量的方式，這些測量方式主要都是基于靜態(tài)場景的數(shù)據(jù)采集。

例如，傳統(tǒng)的腳型數(shù)據(jù)采集都是依靠經(jīng)驗，對腳掌、足弓、腳踝、腳跟等部位進(jìn)行人工測量，其精準(zhǔn)度較低，特別是對特殊腳型的測量存在局限性大、精準(zhǔn)度較低的問題，并且，傳統(tǒng)的采集方式也無法進(jìn)行動態(tài)測量。

例如，申請?zhí)枮椋?01120084573.9的中國專利公開了“一種基于足底壓力的無線步態(tài)測量儀”，此無線步態(tài)測量儀采用薄膜壓阻型壓力傳感器放置在左右兩只鞋墊內(nèi)的足底壓力點，以采集步態(tài)壓力的數(shù)據(jù)；由于薄膜壓阻型壓力傳感器分布在壓力點處只是抓住了關(guān)鍵點，然而每個人的腳型步態(tài)壓力都有所不同，因此通過薄膜壓阻性壓力傳感器采集的步態(tài)壓力數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不高，且實用性不高。

例如，申請?zhí)枮椋?01510788582.9的中國專利公開了“一種腳型三維數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)”，該測量系統(tǒng)通過兩面反射鏡，將投影儀投影的條紋光的一部分反射投影到待測腳部與投影儀相背的面上，在一個全局世界坐標(biāo)系中實現(xiàn)從三個方向同時對待測腳部由腳背到腳底的周表面進(jìn)行三維測量，然后將三個方向的測量數(shù)據(jù)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，即可得到腳型的三維數(shù)據(jù)；由于測量基于一個全局世界坐標(biāo)系，因此三個方向的測量數(shù)據(jù)不需要尋找匹配點進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，故能夠很大程度的提高測量的速度和精度，但是未能解決動態(tài)的三維腳型壓力分布數(shù)據(jù)的采集。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種智能的動態(tài)和靜態(tài)腳型數(shù)據(jù)采集裝置，在不同場景下對用戶的腳部數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對用戶腳部的各部位的壓力分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以便生成用戶腳型的三維模型和壓力分布，且采集速度較快、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種智能的動態(tài)和靜態(tài)腳型數(shù)據(jù)采集裝置，包括襪子和數(shù)據(jù)處理模塊，還包括多組用于測量腳型的變形程度和壓力分布的智能適應(yīng)性材料，各組所述智能適應(yīng)性材料均嵌于所述襪子的經(jīng)向線股內(nèi)，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)于所述襪子的襪口處；

還包括電源電路，由所述電源電路為整個動態(tài)和靜態(tài)腳型數(shù)據(jù)采集裝置提供工作電源，各組所述智能適應(yīng)性材料的輸出端分別連接至所述數(shù)據(jù)處理模塊的相應(yīng)輸入端。

各組所述智能適應(yīng)性材料均包括按照常規(guī)方式相連接的壓電陶瓷纖維和柔性的叉指電極，各組所述智能適應(yīng)性材料沿襪子經(jīng)向嵌入于所述襪子的復(fù)合纖維內(nèi)，且各組所述智能適應(yīng)性材料沿所述襪子的經(jīng)向均勻分布。

所述智能適應(yīng)性材料有180-200組，各組所述智能適應(yīng)性材料通過梭織或針織工藝嵌入于所述襪子的經(jīng)向線股內(nèi)。

還包括控制按鈕，所述控制按鈕的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊的相應(yīng)輸入端電連接。

所述數(shù)據(jù)處理模塊包括微處理器和存儲器，所述微處理器對整個數(shù)據(jù)采集過程進(jìn)行控制、計算，并整合生成腳型的三維模型；

所述微處理器與所述存儲器雙向電連接。

所述三維模型為OBJ文件格式或STL文件格式。

還包括指示燈，所述指示燈電連接于所述數(shù)據(jù)處理模塊的相應(yīng)輸出端。

所述數(shù)據(jù)處理模塊和所述電源電路集成于同一柔性電路板中。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明具有如下有益效果：通過將智能適應(yīng)性材料嵌入于襪子中以形成采集裝置，能夠最大程度地使采集裝置貼合用戶的腳部，以便用戶精準(zhǔn)的采集不同場景下的腳部數(shù)據(jù)。同時，通過數(shù)據(jù)處理模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，并生成未開始運(yùn)動前和運(yùn)動過程中的腳部的三維模型，以及計算分析得出在運(yùn)動過程中同一組重復(fù)動作中腳部各部位(腳底、腳趾、腳掌、足弓、腳跟和腳踝)的動態(tài)壓力分布數(shù)據(jù)，從而形成較為精準(zhǔn)的鞋楦數(shù)據(jù)，滿足用戶對鞋子在何種運(yùn)動場景下更加舒適的定制需求。

進(jìn)一步地，由于智能適應(yīng)性材料能夠貼合于腳部，因此智能適應(yīng)性材料能夠全面、準(zhǔn)確地感測腳部的各個部位，且采集數(shù)據(jù)快，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中的連接示意圖。

具體實施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

一種智能的動態(tài)和靜態(tài)腳型數(shù)據(jù)采集裝置，借助襪子的形式，能夠最大程度的貼合用戶腳部，以便采集用戶在不同運(yùn)動場景下的壓力分布數(shù)據(jù)，從而滿足用戶對鞋子更偏向于何種功能的定制目的。

如圖1所示，包括襪子、數(shù)據(jù)處理模塊和多組智能適應(yīng)性材料，以及電源電路。

電源電路為整個動態(tài)和靜態(tài)腳型數(shù)據(jù)采集裝置提供工作電源。

各組智能適應(yīng)性材料均用于測量腳型的變形程度和壓力分布；數(shù)據(jù)處理模塊對整個采集過程進(jìn)行控制，同時接收智能適應(yīng)性材料感測的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，從而得到腳型的三維數(shù)據(jù)，并生成腳型的三維模型。

具體的，各組智能適應(yīng)性材料均包括壓電陶瓷纖維和柔性的叉指電極，壓電陶瓷纖維和叉指電極之間采用公知的手段相連接，各組智能適應(yīng)性材料沿襪子經(jīng)向嵌入于襪子的復(fù)合纖維內(nèi)，使得各組智能適應(yīng)性材料均構(gòu)成傳感元件，以達(dá)到感知腳部特征點的目的。作為優(yōu)選地，襪子內(nèi)嵌入有180-200組的智能適應(yīng)性材料，且各組智能適應(yīng)性材料通過常規(guī)的梭織或者針織工藝嵌入于襪子的經(jīng)向股線內(nèi)，同時各組智能適應(yīng)性材料沿襪子的經(jīng)向均勻分布，以使感測的腳部數(shù)據(jù)更加全面、準(zhǔn)確。

數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)于襪子的襪口處，數(shù)據(jù)處理模塊包括微處理器和存儲器，微處理器與存儲器進(jìn)行雙向電連接，微處理器的相應(yīng)輸入端通過導(dǎo)線與叉指電極的正負(fù)極電連接，通過此導(dǎo)線給壓電陶瓷纖維通電極化和輸出電信號。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括控制按鈕，控制按鈕的輸出端與微處理器的相應(yīng)輸入端電連接，用于控制微處理器啟動和關(guān)閉。

作為優(yōu)選地，本發(fā)明還包括指示燈，指示燈電連接于微處理器的相應(yīng)輸出端，以便用戶可直觀地看出該采集裝置的狀態(tài)(開啟或關(guān)閉)。

作為優(yōu)選地，電源電路、數(shù)據(jù)處理模塊、控制按鈕和指示燈集成于同一柔性電路板中，且此柔性電路板設(shè)于襪子的襪口處。

此采集裝置的工作過程為：

首先，當(dāng)用戶腳部穿戴該采集裝置后，由于該采集裝置是以襪子的形式體現(xiàn)，因此本采集裝置能夠拉伸變形并貼合于腳部的各部位，按下控制按鈕，微處理器控制智能適應(yīng)性材料開始工作，襪子的股線內(nèi)的180-200段的智能適應(yīng)性材料感測襪子跟隨用戶腳型變形的程度，并將感測的數(shù)據(jù)傳輸至微處理器中，微處理器對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，并生成用戶腳型的三維模型，此過程中用戶的腳部處于未運(yùn)動的狀態(tài)。隨后，微處理器將生成的三維模型以O(shè)BJ文件格式或STL文件格式的形式輸出至存儲器內(nèi)進(jìn)行保存。

其次，用戶在穿戴采集裝置的狀態(tài)下進(jìn)入相應(yīng)的運(yùn)動場景(例如；行走、跑步、打籃球、踢足球等)，此時智能適應(yīng)性材料感測到運(yùn)動過程中腳部的變形程度，并將腳部變形程度的數(shù)據(jù)輸出至微處理器中，微處理器對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析，并整合生成運(yùn)動過程中腳型的三維模型，隨后將運(yùn)動過程中的腳型三維模型以O(shè)BJ文件格式或STL文件格式的形式輸出至存儲器內(nèi)。同時，智能適應(yīng)性材料對當(dāng)前場景下腳底、腳趾、腳掌、足弓、腳跟和腳踝部位的壓力分布(即腳型的變形程度)也一并采集，然后微處理器根據(jù)人體運(yùn)動規(guī)律對采集到的腳部各部位的壓力分布數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析計算，生成精準(zhǔn)的腳型的動態(tài)壓力分布數(shù)據(jù)，并將動態(tài)壓力分布數(shù)據(jù)輸出至存儲器內(nèi)。之后，用戶可對腳型的三維模型和壓力分布數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而形成鞋楦的數(shù)據(jù)，為個性定制的用戶提供保障。在整個運(yùn)動過程中，待襪子上的指示燈燈滅即為采集裝置停止工作。

此微處理器的分析計算過程為：微處理器根據(jù)人體運(yùn)動規(guī)律對重復(fù)的動作(即腳部變形程度相一致的數(shù)據(jù))進(jìn)行分析和標(biāo)記，并通過眾數(shù)算法對同一組重復(fù)動作的各腳部部位的數(shù)據(jù)值只保留一個數(shù)據(jù)(以A1為例)，這樣，整個采集過程將會有A1、A2、A3、A4………An，之后將這些數(shù)據(jù)的壓力分布(即用戶運(yùn)動過程中腳部的變形程度)進(jìn)行分析，從而生成腳型的動態(tài)壓力分布數(shù)據(jù)。其中，微處理器中編入有實現(xiàn)眾數(shù)算法的程序。

在本發(fā)明中，微處理器和儲存器均為現(xiàn)有常見的裝置，且微處理器實現(xiàn)上述步驟、并進(jìn)行計算分析獲得三維數(shù)據(jù)，從而生成三維模型，以及分析計算得到壓力分布數(shù)據(jù)，亦是本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)的手段，故在此不再詳細(xì)描述微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選地，存儲器以存儲卡的形式體現(xiàn)，以便于用戶通過電腦或移動端預(yù)覽腳型數(shù)據(jù)。

以上所述僅為本實施例的優(yōu)選實施例，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化和修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。