阅读说明：本技术 一种用于辅助倒走锻炼的帽子 (Cap for assisting in backward walking exercise ) 是由 李忠健 李娟� 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明为一种用于辅助倒走锻炼的帽子,包括帽子本体,帽子本体上设有辅助倒走的可视系统,该系统包括后置摄像模块,其拍摄人体后方路况环境,并将被摄物像转换成图像数据；中央处理模块,其从后置摄像模块接收所述图像数据,并将所述图像数据转换成投影数据；投影模块,其从中央处理模块接收所述投影数据,并将所述投影数据投影为图像,投射至人体前方的地面上。本发明通过后置摄像模块获取人体后方地路面及路面上方附近的环境信息,再通过中央处理模块将图像信息转换成投影数据,由投影模块将人体后方场景投影至人体前方,以便倒走锻炼者及时、准确地判断后方环境信息,提高倒走的安全性,减少视力疲劳和晕眩情况。(The invention relates to a cap for assisting in backward walking exercise, which comprises a cap body, wherein a visual system for assisting in backward walking is arranged on the cap body, and the system comprises a rear camera module, a front camera module and a back camera module, wherein the rear camera module is used for shooting road conditions and environments behind a human body and converting a shot object image into image data; a central processing module which receives the image data from a rear camera module and converts the image data into projection data; and the projection module receives the projection data from the central processing module, projects the projection data into an image and projects the image onto the ground in front of the human body. According to the invention, the rear camera module is used for acquiring the environmental information of the ground road surface behind the human body and the surrounding area above the road surface, the central processing module is used for converting the image information into projection data, and the projection module is used for projecting the scene behind the human body to the front of the human body, so that a back-walking exerciser can timely and accurately judge the rear environmental information, the safety of the back-walking is improved, and the visual fatigue and dizziness are reduced.)

一种用于辅助倒走锻炼的帽子

技术领域

本发明属于日常生活用品技术领域，具体涉及一种用于辅助倒走锻炼的帽子。

背景技术

倒走又称倒行、倒退走、退步走，是一种常见的反序运动锻炼方式，它具有其他运动所不具备的特殊功能。倒走最广为人知的是对慢性腰痛和椎间盘突出症的康复作用，长期进行倒走可以辅助慢性腰痛、椎间盘突出症和颈椎病患者康复，也可以使驼背患者的脊柱得到矫正。但人们在进行倒走锻炼时，由于无法方便的看到身后的场景，很容易发生磕碰和摔倒的情况。

现有公布的辅助倒走锻炼的专利中，大都是采用安装后视镜的方法来进行辅助，由于后视镜位置固定，无法调整，观察范围受限，无法给出准确且全面的后方场景的状况，存在较大的安全隐患，进而使这项对人体有益的运动受到大大的限制。同时，人眼在观察后视镜时，容易因运动中的抖动造成视觉模糊或晕眩的情况，也易造成视觉疲劳，影响判断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种辅助倒走锻炼的帽子，在倒走锻炼时，使人能够全面、准确地观察后方场景，以提高倒走锻炼的安全性，同时降低人眼疲劳强度。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种用于辅助倒走锻炼的帽子，包括帽子本体，其特点是，所述帽子本体上设有辅助倒走的可视系统，该系统包括：

后置摄像模块，其拍摄人体后方路况环境，并将被摄物像转换成图像数据；

中央处理模块，其从后置摄像模块接收所述图像数据，并将所述图像数据转换成投影数据；

投影模块，其从中央处理模块接收所述投影数据，并将所述投影数据投影为图像，投射至人体前方的地面上。

优选地，所述帽子本体左侧部或右侧部上设有角度调节固定板，投影模块与角度调节固定板可转动连接，中央处理模块设置在与投影模块同侧或相对一侧的帽子本体上，后置摄像模块设在帽子本体后侧部上。

优选地，所述后置摄像模块包括CCD相机，CCD相机上配置有镜头、无光级夜视传感器和DSP数据处理芯片，无光级夜视传感器与DSP数据处理芯片相接；

所述中央处理模块包括图像处理单元，图像处理单元的输入端与DSP数据处理芯片相接；所述中央处理模块还包括为所述可视系统供电的电源及电源开关；

所述投影模块包括DMD芯片和投影单元，DMD芯片与图像处理单元的输出端相接，投影单元用于接收来自DMD芯片的光投影图像并投射至人体前方的地面上。

优选地，所述CCD相机分辨率为720～1440P，相机帧率为30～60fps；所述镜头的光圈范围为F1.2～F2.0，广角范围为140～170度。

优选地，所述镜头倾斜向下设置，并与水平面呈30～60度倾角。

优选地，所述投影模块还包括容纳DMD芯片和投影单元的投影壳体，投影壳体与所述角度调节固定板铰接；所述投影壳体朝向人体前方的一端设有投影出口，投影单元通过投影出口将投影图像投射至人体前方的地面上。

优选地，所述投影壳体可旋转角度小于等于90度。

优选地，通过旋转所述投影壳体，投影图像位于人体前方1.5m-8m处。

优选地，所述电源为可充电电池。

优选地，所述电源包括太阳能电源板和与太阳能电源板电连接的微型蓄电池，太阳能电源板将接收到的太阳能并转换为电能传输给蓄电池加以存储。

与现有技术相比，本发明通过后置摄像模块准确地、全面地获取人体后方地路面及路面上方附近的环境图像信息，再通过中央处理模块将图像信息转换成投影数据，由投影模块人体后方场景投影至人体前方，以便倒走锻炼者及时、准确地判断后方环境信息，提高倒走的安全性。同时，由于投影图像经过投影单元放大后进行投射，扩大了倒走锻炼者观察到的后方环境范围，且前方投影与人眼之间的距离变大，亦能够减少因近距离、长时间观察导致的视力疲劳和晕眩情况的发生。

附图说明

图1为本发明帽子的整体结构示意图；

图2为本发明所述的可视系统的结构示意图；

图3为本发明所述的可视系统的原理方框图；

图4为本发明帽子的使用示意图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。本发明中所述的前、后、左、右是以人体为参照物，接近腹侧的称为前，接近背侧的称为后。

参照图1-4，一种用于辅助倒走锻炼的帽子，于一实施例中，该帽子包括帽子本体1，帽子本体1上设有辅助倒走的可视系统，该系统包括：

后置摄像模块2，其拍摄人体后方路况环境，并将被摄物像转换成图像数据；

中央处理模块3，其从后置摄像模块2接收所述图像数据，并将图像数据转换成投影数据；

投影模块6，其从中央处理模块3接收所述投影数据，并将投影数据形成投影图像9，投射至人体8前方的地面10上。通过后置摄像模块2准确地、全面地获取人体8后方地路面及路面上方附近的环境图像信息，再通过中央处理模块3将图像信息转换成投影数据，由投影模块6将人体8后方场景投影至人体8前方，形成投影图像9，以便倒走锻炼者及时、准确地判断后方环境信息，提高倒走的安全性。

在此实施例中，投影图像9和锻炼者视觉器官之间距离适中，能够减缓视觉疲劳。人体8在倒走过程中，可以通过头部的摆动查看人体8后方更广范围内的景象，特别是在接近路口位置，通过头部转动能够查看更广范围内的交通情况和景象，减少交通事故的发生。

于一实施例中，参照图1、图4，可在帽子本体1左侧部上设置角度调节固定板4，并将投影模块6转动设置在角度调节固定板4上，以实现投影角度的变化，从而改变投影图像9在人体前方的位置。解决了不同锻炼者因带帽角度不同造成的成像位置不适合观察的问题，并且可以通过调整投影图像9的位置，使锻炼者可以仰头倒走，实现对于颈椎病患者的康复治疗。为了达到相对平衡，可将中央处理模块3设在投影模块6的相对一侧，即设置在帽子本体1右侧部上。当然，也可以将中央处理模块3、投影模块6设在帽子本体1的同一侧部上。由于需要采集人体后方的路况环境信息，故将后置摄像模块2设在帽子本体1后侧部上。

于一实施例中，仍然参照图1、图4，通过调整投影模块6的投影角度，使投影图像9位于人体8前方的1.5m-8m范围内，在此范围内的投影图像9属于视觉舒适区，当投影图像9位于人体8前方1.5m以内，人体8需要低头查看，达不到倒走对人体颈椎的修复或修正，当投影图像9位于人体8前方8m以上，会受到其他行人干扰，造成投影图像被遮挡或变形。

在前述3个实施例中，投影模块6可以是现有技术中公开的或市售的任何一种能够应用于本发明的微投影模块，如DLP投影模块、LCOS或NEMS投影模块，当然，最好是DLP投影模块。

于一实施例中，参照图2和图3，后置摄像模块2可以是高清摄像仪器，当然，该摄像仪器最好包括CCD相机21，且CCD相机21上配置有镜头23、无光级夜视传感器22和DSP数据处理芯片，DSP数据处理芯片和无光级夜视传感器22相接；中央处理模块3包括图像处理单元32，图像处理单元32的输入端与DSP数据处理芯片相接；投影模块6包括DMD芯片62和投影单元63，DMD芯片62与图像处理单元32的输出端相接，投影单元63用于接收来自DMD芯片62的光投影图像并投射至人体前方的地面10上。其中，中央处理模块3还包括为该可视系统中各用电模块供电的电源31以及电源开关33。

在此实施例中，无光级夜视传感器22与DSP数据处理芯片、DSP数据处理芯片与图像处理单元32、图像处理单元32与DMD芯片62之间的连接方式为通过电线7连接。

在此实施例中，无光级夜视传感器22能够通过大光圈的高覆盖性捕捉在无光或弱光条件下物体本身发出来的微光，并对微光进行纳米精度切分，再通过DSP进阶算法转化为高清晰图像。

前述无光级夜视传感器22可以是现有技术中公开的或市售的任何一种能够应用于本发明的图像传感器，如索尼IMX291图像传感器、OV(Omni Vision)无光夜视传感器。

于一实施例中，可以根据实际需要，前述可视系统配置的CCD相机21的分辨率可以是720P、1080P或1440P，帧率可以是30fps或60fps。

于一实施例中，将镜头23的光圈值范围设置为F1.2～F2.0，镜头23广角设置为140度、150度或170度，如此设置，能够观察到人体后方较大范围内的路况环境，避免出现碰撞或刮擦。

于一实施例中，为了增加前述可视系统的使用寿命及使用质量，前述镜头23具备防污防水性能，可以是现有技术中公开的或市售的任何一种能够应用于本发明的镜头23。

于另一实施例中，由于是倒走，需要了解人体后方的地面10及地面10上方附近环境信息，故将镜头23倾斜向下设置。使用者可以根据自身高度或希望观察到的后方范围，将镜头23设置与水平面呈30～60度范围内的任一倾角。此种设计，能够帮助使用者更准确地观察到人体后方0～6米范围内的环境信息，该观察范围能够满足倒走人员的实际需求。

于另一实施例中，投影模块6还包括容纳DMD芯片62和投影单元63的投影壳体61，投影壳体61通过交接轴5与前述角度调节固定板4铰接，投影壳体61朝向人体前方的一端设有投影出口64，投影单元63通过投影出口64将投影图像投射至人体前方的地面10上。使用时，使用者可以通过转动投影壳体61，调整投射至其前方的投影位置，以帮助使用者准确判断后方环境。

于另一实施例中，投影壳体61可旋转角度小于等于90度。

在此实施例中，通过转动投影壳体61，使投影图像9位于人体8前方的1.5m-8m范围内，在此范围内的投影图像9属于视觉舒适区，当投影图像9位于人体8前方1.5m以内，人体8需要低头查看，达不到倒走对人体颈椎的修复或修正，当投影图像9位于人体8前方8m以上，会受到其他行人干扰，造成投影图像被遮挡或变形。

于另一实施例中，可将投影壳体61设置为圆柱形或方柱形中空结构，投影壳体61的材质可以是轻便、防水的塑料材质。

于另一实施例中，前述电源为可充电电池，可重复使用。

于另一实施例中，前述电源包括太阳能电源板(图中未示出)和与太阳能电源板电连接的微型蓄电池，太阳能电源板将接收到的太阳能并转换为电能传输给蓄电池加以存储，采用此种电源，更加节能环保。

本发明在使用时：

参照图2-4，打开电源开关33，后置摄像模块2开始获取后方场景物象，将物象通过镜头23生成的光学图像投射到无光级夜视传感器22表面，然后转为电信号，再由DSP数据处理芯片将电信号转换成图像数据并发送给图像处理单元32；图像处理单元32对前述图像数据进行处理，包括图像纠正、添加动态/静态辅助线、在光线条件较差的情况下，通过数据处理提高图像输出的质量等，最终生成投影数据并输出至DMD芯片62，DMD芯片62可将传送来的数字信息转换为光信息，投影单元63接收光信息并将其放大，并通过投影出口64投射至人8前方的地面10上，投射的放大画面如图4中9所示。

使用者在倒走锻炼过程中，可以通过转动投影壳体61实现投影图像在地面10上的不同位置，以获得最佳观察位置，图4中所示的投影角度为45度。

本发明所述的设置在帽子本体1上的辅助倒走的可视系统，可作为便携式设备随身携带，除了可以应用于帽子上以外，还可以应用于衣服，或腰带上，均能够帮助倒走锻炼的人清晰、准确地判断人体后方的路况环境，提高倒走的安全性。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。