智能鞋及下蹲动作识别方法

文档序号:1873800 发布日期:2021-11-23 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 智能鞋及下蹲动作识别方法 (Intelligent shoe and squatting action identification method ) 是由 郑学龙 牟森林 陈仲军 于 2021-08-19 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种智能鞋及下蹲动作识别方法,所述智能鞋包括脚踏部、下蹲检测装置及控制装置;所述下蹲检测装置包括位于脚踏部内的光源与光敏传感器,所述脚踏部受压而改变光敏传感器所接收到的光源发出的光线的传输路径的长度,所述光敏传感器侦测其所接收的所述光线的强度,输出表征光强变化的电信号;所述控制装置包括:控制单元,其根据所述电信号判断脚踏部处于预设受压状态而产生下蹲指令;通信单元,用于无线发送所述下蹲指令。本发明的智能鞋可通过获取受压数据而计算获取用于表征下蹲动作的下蹲指令,通过该下蹲指令与终端设备进行交互。所述下蹲动作识别方法步骤简单,可精确的识别用户的下蹲动作。(The invention provides an intelligent shoe and a squatting action identification method, wherein the intelligent shoe comprises a pedal part, a squatting detection device and a control device; the squatting detection device comprises a light source and a photosensitive sensor which are positioned in a pedal part, the pedal part is pressed to change the length of a transmission path of light rays emitted by the light source received by the photosensitive sensor, and the photosensitive sensor detects the intensity of the light rays received by the photosensitive sensor and outputs an electric signal representing the change of light intensity; the control device includes: the control unit judges that the pedal part is in a preset pressed state according to the electric signal to generate a squatting instruction; and the communication unit is used for wirelessly sending the squatting instruction. The intelligent shoe can calculate and obtain a squatting instruction for representing a squatting action by acquiring the pressure data, and interacts with the terminal equipment through the squatting instruction. The squatting action identification method is simple in steps and can accurately identify the squatting action of the user.)

智能鞋及下蹲动作识别方法

技术领域

本发明涉及动作识别技术领域,具体涉及一种智能鞋和一种下蹲动作识别方法。

背景技术

近年来,随着AR与VR技术的兴起,体感游戏以其优越的现实体验感,而逐渐获得了大众的喜爱。在体感游戏中,通过捕捉人体的各种姿态动作,可控制体感游戏中的角色的姿态变化或特效输出。

为捕捉人体的各种姿态动作,一般需要为体感游戏配置对应的游戏装置,以便于精准控制体感游戏的运行。例如,通过为玩家配置两个手柄,当玩家的两只手分别握取一只手柄,手柄通过检测所在手臂的运动路径而控制体感游戏的角色的手臂进行相同的运动路径,以达到良好的游戏控制。

但是,下蹲动作一直是体感游戏中的动作检测的难点,业内现采取在室内部署多部摄像机,通过摄像机实时捕捉人体的运动动作,再经计算机对摄像机获取的人体动作进行分析,解析出下蹲动作,之后计算机输出下蹲动作以控制体感游戏的运动。但是该种下蹲动作检测方式需要在室内布置多部摄像机,极大地加大了玩家的经济成本,且还需通过计算机进行复杂的计算解析以识别下蹲动作,使得计算机的运行负载增大,容易出现计算时间过长的情况,不能及时地将下蹲动作输出至体感游戏,控制体感游戏的运行,影响体感游戏的体验感。而且,当人体运动至摄像机的盲区时,摄像机便不能捕捉人体动作,进而不能获取下蹲动作,以控制体感游戏的运行,使得体感游戏受到了极大的制约。

针对该种情况,业内又提出了在玩家的鞋内设置运动传感器以实时获取人体下蹲数据,控制体感游戏的运行。但是,通过设置于鞋内的运动传感器采集的运动数据一般难以精准的判断人体是否下蹲,容易出现误判的情况,从而导致未下蹲时输出下蹲数据,而下蹲时却未输出下蹲数据的情况,使得体感游戏的体验感不佳。

发明内容

本发明的首一目的在于提供一种的可判断下蹲动作的智能鞋。

本发明的次一目的在于提供一种可精准判断下蹲动作的下蹲动作识别方法。

为满足本发明的各个目的,本发明采用如下技术方案:

适应于本发明的首一目的而提供一种智能鞋,包括脚踏部、下蹲检测装置及控制装置;

所述下蹲检测装置包括位于脚踏部内的光源与光敏传感器,所述脚踏部受压而改变光敏传感器所接收到的光源发出的光线的传输路径的长度,所述光敏传感器侦测其所接收的所述光线的强度,输出表征光强变化的电信号;

所述控制装置包括:

控制单元,其根据所述电信号判断脚踏部处于预设受压状态而产生下蹲指令;

通信单元,用于无线发送所述下蹲指令。

进一步的,所述光源与所述光敏传感器沿脚踏部的厚度方向相向设置,脚踏部受压而改变光源和光敏传感器之间的相对距离。

进一步的,所述光源与所述光敏传感器设置于脚踏部的安装腔内或安装腔外,光源的发射端口与光敏传感器的接收端口朝向同一方向,所述光敏发射的光线经安装腔或脚踏部反射而被所述光敏传感器接收。

进一步的,所述脚踏部包括鞋底层与鞋垫层,所述光源及光敏传感器置于鞋垫层的安装腔内,沿鞋垫层的厚度方向相对向设置。

具体的,所述安装腔位于鞋体的脚后跟区域。

适应于本发明的次一目的而提供一种智能鞋的下蹲动作识别方法,其包括如下步骤:

获取智能鞋中光敏传感器所采集的表征其所接收光线的光强变化的电信号;

基于所述电信号计算所述脚踏部的受压数据,当连续多个受压数据建模形成的受压模型与预设的下蹲压力模型相匹配时,判定脚踏部处于预设受压状态而产生下蹲指令;

通过通信单元无线发送所述下蹲指令。

进一步的,基于所述电信号计算所述脚踏部的受压数据,当连续多个受压数据建模形成的受压模型与预设的下蹲压力模型相匹配时,判定脚踏部处于预设受压状态而产生下蹲指令的步骤中,包括如下具体步骤:

将连续采集的多个所述的电信号采样出受压数据;

启用固定时长的滑动窗口对时序上连续的多个所述的受压数据进行建模,以构造出其相对应的受压模型;

根据预设的下蹲压力模型判断所述受压模型是否与之相匹配,当两者相匹配时,判定脚踏部处于预设受压状态;

当脚踏部处于预设受压状态时,产生所述的下蹲指令。

进一步的,根据预设的下蹲压力模型判断所述受压模型是否与之相匹配,判定脚踏部处于预设受压状态的步骤中,包括如下步骤:

按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的第一压力平稳区,如不存在则判定为两者不匹配,如存在则继续;

继续按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的压力失重区,如不存在则判定为两者不匹配,如存在则继续;

继续按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的压力超重区,如不存在则判定为两者不匹配,如存在则继续;

继续按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的第二压力平稳区,如不存在则判定为两者不匹配,如存在则判定两者相匹配。

进一步的,通过通信单元无线发送所述下蹲指令的步骤中,通过通信单元向与智能鞋处于无线连接状态的终端设备发送所述下蹲指令,控制所述终端设备图形用户界面中的虚拟角色执行姿态调整至下蹲状态。

进一步的,通过通信单元无线发送所述下蹲指令的步骤中,包括如下具体步骤:

监听本智能鞋及与之配套的如权利要求1所述的智能鞋所产生的下蹲指令;

判别同一时间内是否接收到两只智能鞋各自的所述下蹲指令,当两个智能鞋均产生下蹲指令时,才通过所述通信单元发送所述下蹲指令。

相对于现有技术,本发明的优势如下:

首先,本发明的智能鞋可基于其下蹲检测装置获取的电信号而检测用户是否下蹲。下蹲检测装置包括光源与光敏传感器,当脚踏部的受压产生形变时,将光敏传感器所接收到的光源发出的光线的传输路径的长度,而光线的光强与光线的传输路径的长度呈反比,从而使得光敏传感器输出表征不同光强的电信号。光敏传感器对光源发出的光线的光强较为敏感,可快速且准确的输出表征不同光强的电信号,反映鞋垫层与鞋底层之间的细微的距离变化,解析出不同大小的受压数据,判断用户是否下蹲。

其次,本发明的智能鞋可基于光敏传感器采集的电信号获取的受压数据判断用户是否实施了下蹲动作,据此触发相应的下蹲指令。该下蹲动作识别方法所需的代码量小,计算量小,运行效率高,计算精准,特别是适用于单片机之类的经济芯片开发的智能鞋。

再次,当用户下蹲时,用户的重量将会先失重再超重最后恢复至原来的重量,当受压数据的变化与用户下蹲时的重量变化相匹配时,则可判断用户是否下蹲。本发明的下蹲动作识别方法适应这一原理,通过设置于智能鞋的脚踏部上的下蹲检测装置实时采集电信号,对电信号解析便可获取受压数据,其获取受压数据的方式简便高效,且其对用户动作模式的表征非常有效。

还有,本发明的下蹲动作识别方法将获取的下蹲指令发送至终端设备,以与终端设备基于该下蹲指令实施交互,从而使得用户获得良好的体感游戏的体验感,增强趣味性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明的典型实施例的智能鞋的局部剖视图。

图2为本发明的另一实施例的智能鞋的局部剖视图。

图3为本发明的典型实施例的智能鞋的电路原理图。

图4为本发明的下蹲重量变化示意图。

图5为本发明的下蹲重量变化曲线图。

图6为本发明的典型实施例的下蹲动作识别方法的流程图。

图7为本发明的下蹲动作识别方法的步骤S12的流程图。

图8为本发明的下蹲动作识别方法的步骤S123的流程图。

图9为本发明的下蹲动作识别方法的步骤S14的流程图。

图10为本发明的下蹲动作识别方法的步骤S13的流程图。

具体实施方式

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本领域技术人员对此应当知晓:本发明的各种方法、装置,虽然基于相同的概念而进行描述而使其彼此间呈现共通性,但是,除非特别说明,否则这些方法、装置都是可以独立运行的。同理,对于本发明所揭示的各个实施例而言,均基于同一发明构思而提出,因此,对于相同表述的概念,以及尽管概念表述不同但仅是为了方便而适当变换的概念,应被等同理解。

本发明提供了一种下蹲动作识别方法,该方法用于识别用户的下蹲动作,生成用户的下蹲动作相关的计算机指令。用户可通过做出下蹲动作而实现与外部电子设备实时交互,参与各种电子数据活动。例如,通过智能鞋控制体感游戏时,外部电子设备通过智能鞋获取用户的下蹲动作,在此基础上进一步确定用户在于体感游戏交互过程中执行的动作,解析为动作指令,执行相应的反馈,确保用户与体感游戏之间实现人机交互操作。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的典型实施例中,结合图1、图2及图3,本发明提供了一种适于检测下蹲动作的智能鞋10,所述智能鞋10包括鞋体与设置于鞋体内的下蹲检测装置和控制装置。

所述鞋体包括脚踏部11,所述脚踏部11包括鞋底层112与设置于鞋底层112上的鞋垫层111。所述鞋垫层111由橡胶或泡沫等柔性材料制成,当对鞋垫层111施加向鞋底层112方向的作用力时,所述鞋垫层111受力而产生形变。

一般而言,当用户站立时,由于用户的重心的位置一直维持不变,用户的重量将会一直维持平稳状态;当用户做下蹲动作时,用户的重心将会随着下蹲动作的进行而发生改变,使得用户的重量将会在短暂时间内发生突变,而当用户维持在一个固定动作,重心维持在一个稳定状态后又恢复本身的重量。

具体言之,结合图4与图5,当用户维持站立状态时,用户的此时的重量设为标准值;当用户从站立状态转换至半蹲状态时,用户的重心将会上移,使得用户进入失重状态,用户的重量小于标准值,也即是说用户的重量变轻;当用户从半蹲状态转换至完全下蹲状态时,用户的重心将会下移至臀部,从而使得用户进入超重状态,用户的重量大于标准值,也即是说用户的重量将会增大;之后,用户维持了下蹲动作后,用户的重心将会恢复至原来位置,从而用户的重量恢复至标准值。例如,结合图4,当用户的实际重量为500N时,用户做下蹲动作时;用户从站立状态转换为半蹲状态时,用户的重心上移,用户进入失重状态,用户的重量为250N;当用户从半蹲状态转换为全蹲时,用户的重心下移,用户进入超重状态,用户的重量为725N;之后用户维持下蹲动作后,用户的重心维持在一个稳定状态,用户的重量恢复为500N。

由此,当用户做下蹲动作时,用户的重量将从平稳状态进入失重状态,再由失重状态进入超重状态,之后再由超重状态恢复至平稳状态。

因此,用户穿戴本发明的智能鞋10,当用户做下蹲动作时,因重量的变化,会使得用户对鞋垫层111的压力将会发生改变,从而改变鞋垫层111与鞋底之间的距离。

具体言之,以用户站立时,鞋垫层111的底面与鞋底层112的顶面之间的距离为标准距离;当用户做下蹲动作失重时,用户对鞋垫层111的压力变小,将会导致鞋垫层111的顶面与鞋底层112的顶面之间的距离变大,该距离大于标准距离;当用户做下蹲动作超重时,用户对鞋垫的压力变大,将会导致鞋垫层111的顶面与鞋底层112的顶面之间的距离变小;当用户维持下蹲动作时,用户对鞋垫层111的压力恢复至站立时的状态,从而使得鞋垫层111的顶面与鞋底层112的顶面之间的距离恢复为标准距离。

所述下蹲检测装置包括光源12与光敏传感器13。所述光源12与光敏传感器13沿脚踏部11的厚度方向相向设置,光源12朝光敏传感器13发射光线,光敏传感器13接收到所述光线后,输出电信号,且光敏传感器13基于光线的强度而输出表征光强变化的电信号,光线的光强与光线的传输路径的长度呈反比。光敏传感器13可较为灵敏地识别出光线的强度的变化,从而输出表征不同光强的电信号,以精准地进行下蹲判断。

因下蹲检测装置设置于脚踏部11上,当脚踏部11受压时,将会改变鞋垫层111与鞋底层112之间的距离,从而可改变所述光源12与光敏传感器13之间的距离。当光源12与光敏传感器13之间的距离发生改变时,因光线的光强与光线的传输路径的长度呈反比,将导致光敏传感器13所接收到的光源12发出的光线的光强发生改变,光敏传感器13对应输出用于表征光强变化的电信号,具体言之,所述电信号通过其电流或电压的大小变化而反映光强的变化。且光敏传感器13可灵敏地识别光线的强度的变化,从而反映鞋垫层111与鞋底层112之间的细微的距离变化,进而精准的反映压力的变化,识别下蹲动作。

在本发明的典型实施例中,所述光源12设置于鞋垫层111上,所述光敏传感器13设置于鞋底层112上,所述鞋垫层111对应所述光源12设有第一安装腔1111,光源12设置于第一安装腔1111的腔底;所述鞋底层112对应所述光敏传感器13设有第二安装腔1121,光敏传感器13设置于第二安装腔1121的腔底。第一安装腔1111的开口与第二安装腔1121的开口相面向,且第一安装腔1111与第二安装腔1121均沿脚踏部11的厚度方向设置。在另一实施例中,所述光源可安装至第二安装腔,而光敏传感器可安装至第一安装腔。

当用户穿戴所述智能鞋10,做下蹲动作时,因用户的重量会发生突变,使得当用户的重量的不同时,对脚踏部11的压力也不同,从而改变鞋垫层111的顶面与鞋底层112的顶面之间距离,改变设置于鞋垫层111上的光源12与设置于鞋底层112上的光敏传感器13之间的距离,光线的光强与光线的传输路径的长度呈反比,使得光敏传感器13所接收到的光线的光强随光源12与光敏传感器13之间的距离的变化而变化,进而使得光敏传感器13可输出表征光强变化的电信号。由此,可通过光敏传感器13所输出的表征光强变化的电信号而计算光源12与光敏传感器13之间的距离变化,可反映鞋垫层111所受到的压力变化,当鞋垫层111所受到的压力变化符合下蹲时鞋垫层111的压力变化时,则可判断用户进行了下蹲动作。

在一个实施例中,所述光源12与所述光敏传感器13可同时设置于鞋垫层111的第一安装腔,光源12与光敏传感器13分别设置于第一安装腔的沿脚踏部11的厚度方向的两端。当对鞋垫层111的压力不同时,将会使得鞋垫层111产生不同的形变,从而将改变光源12与光敏传感器13之间的距离,使得光敏传感器13输出表征光强变化的电信号。

在另一个实施例中,光源12的用于发射光线的发射端口与光敏传感器13的用于接收光线的接收端口朝向同一方向,且光源12与光敏传感器13并排设置于脚踏部11的安装腔114内或安装腔114外。优选的,所述光源12的发射端口与光敏传感器13的接收端口居于同一平面上。

结合图2,当光源12与光敏传感器13设置于安装腔114内或安装腔114外,光源12的发射端口与光敏传感器13的接收端口同时朝向安装腔114腔底时,光源12发出的光线至安装腔114腔底后,光线可向光敏传感器13和光源12的方向漫反射,从而光敏传感器13可接收光源12所发射的光线。当用户穿戴所述智能鞋10,做下蹲动作时,因用户的重量会发生突变,使得当用户的重量的不同时,对脚踏部11的压力也不同,从而改变光源12与光敏传感器13与安装腔114腔底之间的距离,改变光敏传感器13所接收的光线的传输路径的长度,因光线的光强与光线的传输路径的长度呈反比,将改变光敏传感器13所接收的光线的光强,进而使得光敏传感器13可输出表征光强变化的电信号。

结合图2,当光敏传感器12与光敏传感器13设置于安装腔114内,光源12的发射端口与光敏传感器13的接收端口同时朝向安装腔114的腔口方向时,光源12发出的光线经安装腔114腔口至脚踏部后,光线可向光敏传感器13和光源12的方向漫反射,从而光敏传感器13可接收光源12所发射的光线。当用户穿戴所述智能鞋10,做下蹲动作时,因用户的重量会发生突变,使得当用户的重量的不同时,对脚踏部11的压力也不同,从而改变光源12与光敏传感器13与安装腔114腔口之间的距离,改变光敏传感器13所接收的光线的传输路径的长度,因光线的光强与光线的传输路径的长度呈反比,将改变光敏传感器13所接收的光线的光强,进而使得光敏传感器13可输出表征光强变化的电信号。

在一个实施例中,所述光敏传感器13可为光敏电阻或光敏三极管,所述光源12可为发光二极管或LED灯或普通白炽灯。

在一个实施例中,为较佳的检测脚踏部11的压力变化,将下蹲检测装置设置于脚踏部11的厚度较大的鞋后跟区域,以便于光敏传感器13与光源12之间具有较大的距离缓冲。因此,将光敏传感器13与光源12所设置于安装腔也对应设置于鞋后跟区域。

在本发明的典型实施例中,结合图3,所述控制装置包括控制单元14与通信单元15。

所述控制单元14分别与通信单元15、光敏传感器13及光源12电性连接。光敏传感器13将获取的用于表征光强变化的电信号输出至控制单元14,控制单元14基于所述电信号计算获取鞋垫层111所受到的压力变化,当鞋垫层111的压力变化符合预设的下蹲压力模型的判决条件时,则控制单元14获取下蹲指令,并将获取的下蹲指令经通信单元15无线发送至终端设备。所述的通信单元15优选蓝牙或其他近场通信技术,当然也不排除基于移动通信、WiFi等通信机制,本领域技术人员可灵活选用。

控制单元14将获取的下蹲指令经通信单元15发送至终端设备,以便于控制单元14与终端设备实现基于该下蹲指令的交互。终端设备接收到所述下蹲指令后,控制在其中运行的应用程序中角色做出相应的姿态调整。例如,终端设备接收到下蹲指令后,控制在其中运行的体感游戏的角色做出下蹲动作。

本发明还提供一种智能穿戴设备,该智能穿戴设备包括一对上文所述智能鞋,分别称该一对鞋的两只鞋为第一智能鞋与第二智能鞋。用户在进行体感游戏时,通常是同时穿戴第一智能鞋与第二智能鞋,该两只智能鞋在出厂时,通常会被预置为一主一从的关系,使得两只智能鞋在必要时能够互为备份,而在工作时,可由第一智能鞋负责与终端设备建立无线通信连接,第二智能鞋只需将自身产生的下蹲指令同步至第一智能鞋,由第一智能鞋进行相关的判别与输出数据至终端设备。

该两个智能鞋通过各自的通信单元无线通信,以进行数据交互。其中,第二智能鞋将其检测电信号而获取的下蹲指令(称为第二下蹲指令)经其通信单元发送至第一智能鞋的通信单元,第一智能鞋的通信单元将接收到的第二下蹲指令输出至第一智能鞋的控制单元;若此时第一智能鞋也通过检测受压数据而获取下蹲指令(称为第一下蹲指令),则第一智能鞋将第一下蹲指令与第二下蹲指令封装为一个下蹲指令,而经其通信单元发送至终端设备,以与终端设备基于下蹲指令而进行人机交互。也即是说,当第一智能鞋的控制单元同时接收到该一对智能鞋各自的下蹲指令后,才通过其通信单元向终端设备发送下蹲指令。

可以理解,必要时,一种实施例中,第一智能鞋与第二智能鞋的主从关系可以随时切换或者形成灾备关系,即当第一智能鞋与终端设备的通信链路断开时,可以发送控制指令控制第二智能鞋建立起与终端设备的通信链路,代替第一智能鞋与终端设备进行通信。这种情况下,第二智能鞋与第一智能鞋便实现角色互换。因此,本领域技术人员应当理解,本发明对第一智能鞋与第二智能鞋的序号的指定,便是对于智能鞋所发挥的角色的指定,并非特定具体某只智能鞋。

在本发明的典型实施例中,结合前述的智能鞋,本发明提供了一种基于前文所述的智能鞋的下蹲动作识别方法,该方法通过光敏传感器所采集的用于表征光强大小的电信号而反映用户对智能鞋的压力变化,当该压力变化符合预设的下蹲压力模型的判决条件后,输出下蹲指令。结合图6,所述下蹲动作识别方法包括如下步骤:

步骤S11,获取智能鞋中光敏传感器所采集的表征其所接收光线的光强变化的电信号:

当用户穿戴所述智能鞋时,用户将会对智能鞋的脚踏部产生一定的压力,脚踏部的鞋垫层受到压力后,鞋垫层的顶面与鞋底层的底层之间的距离将发生变化,使得设置于鞋垫层内的光敏传感器所接收到的光源发出的光线的传输路径的长度发生变化,从而使得光敏传感器所接收的光线的光强发生改变,进而使得光敏传感器可输出表征其所接收的光线的光强变化的电信号。也即是说,基于该表征光强变化的电信号可反映鞋垫层所受到的压力的大小变化。

当光敏传感器检测获取了电信号后,光敏传感器将电信号输出至控制单元。

步骤S12,基于所述电信号计算所述脚踏部的受压数据,当连续多个受压数据建模形成的受压模型与预设的下蹲压力模型相匹配时,判定脚踏部处于预设受压状态,而产生下蹲指令:

当控制单元接收到所述电信号后,将电信号计算解析出用户对鞋垫层的压力数据,并根据多个压力数据构建受压模型,当受压模型与下蹲压力模型相对应时,则判定用户进行了下蹲动作,获取下蹲指令。具体言之,结合图7,所述步骤S12还包括如下分步骤:

步骤S121,将连续采集的多个所述电信号采样出受压数据:

光敏传感器将其连续采集获取的电信号持续输出至控制单元,电信号可反映光敏传感器所接收到的光线的光强变化,具体言之,电信号通过其电压或电流的大小而反映光线的光强变化。控制单元基于电信号的电压或电流的大小的而计算出光敏传感器所接收到的光源发出的光线的传输路径的长度,以反映鞋垫层与鞋底层之间的距离,获取鞋垫层受压所形变的程度。控制单元再基于所述鞋垫层受压的形变程度而计算出鞋垫层的受压数据,也即是说,用户对鞋垫层所施加的压力。

光敏传感器将其采集的多个电信号持续输出至控制单元,控制单元基于连续的多个电信号而解析出多个受压数据。

步骤S122,启用固定时长的滑动窗口对时序上连续的多个所述的受压数据进行建模,以构造出其相对应的受压模型:

控制单元将对多个电信号进行解析获取的多个受压数据按时间顺序进行排序,以构建一个受压序列,以反映用户对智能鞋所施加的压力的变化。控制单元设定一个具有固定时长的滑动窗口,按时间顺序将受压序列中的在固定时长内的多个受压数据采集至滑动窗口内,对在滑动窗口内的所有受压数据进行建模,以构造出相对应的受压模型。具体言之,对滑动窗口内的所有受压数据进行拟合,以构建出压力变化曲线,以反映出用户对智能鞋所施加压力的变化。

步骤S123,根据预设的下蹲模型判断所述受压模型是否与之相匹配,当两者相匹配时,判定脚踏部处于预设受压状态:

如上文所述,当用户进行下蹲动作时,用户的重量会从平稳状态进入失重状态,之后再由失重状态进入超重状态,最后由超重状态恢复至平稳状态。由此,当用户穿着所述智能鞋进行下蹲动作时,用户的重量将通过压力的形式施加给智能鞋的脚踏部,且脚踏部的鞋垫层所受压力的变化符合用户的重量的变化,也即是说,当用户下蹲时,用户对鞋垫层的压力从平稳状态突然进入至压力变小的状态,再由压力变小的状态进入至压力大于平稳状态的状态,之后再恢复至平稳状态。

当控制单元在滑动窗口内获取的所有受压数据所构建的受压模型符合所述用户进行下蹲动作对鞋垫层的施压变化情况时,则判定所述智能鞋的脚踏部处于预设受压状态。

为便于判断受压模型中的各个时段内的受压数据是否符合下蹲压力模型的判断条件,按照用户进行下蹲时对鞋垫层的压力变化而将下蹲压力模型按时间顺序依次分为第一压力平稳区、压力失重区、压力超重区及第二压力平稳区。将受压模型按时间顺序划分为多个压力区,若受压模型的各个压力区分别与下蹲压力模型的各个压力区相匹配时,则判定用户进行了下蹲动作,智能鞋的脚踏部处于预设受压状态。

所述受压模型的多个压力区按时间顺序依次为第一压力区、第二压力区、第三压力区及第四压力区;当受压模型的第一压力区与下蹲压力模型的第一压力平稳区相匹配时,受压模型的第二压力区与下蹲压力模型的压力失重区相匹配时,受压模型的第三压力区与下蹲压力模型的压力超重区相匹配时,受压模型的第四压力区与下蹲压力模型的第二压力平稳区相匹配时,则判定用户进行了下蹲动作,智能鞋的脚踏部处于预设的受压状态。结合图8,步骤S123的具体受压模型与下蹲压力模型的各个压力区的匹配方式,包括如下分步骤:

步骤S1231,按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的第一压力平稳区,如不存在则判定为两者不匹配,如存在则继续:

按时间顺序,受压模型的第一压力区与下蹲压力模型的第一压力平稳区相匹配时,则表征用户尚处于站立状态,用户尚未进行下蹲动作。此时,在一定时长内,用户的重量为其标准值且维持稳定不变;因此,当第一压力区的受压数据维持稳定变化且在预设数值范围之内时,则判定第一压力区与第一压力平稳区相匹配,则之后按时间顺序进行下一步的匹配。

当第一压力区与第一压力平稳区相匹配时,按照对滑动窗口内的所有受压数据进行拟合获取的压力变化曲线,压力变化曲线在第一压力区时,其曲线与X轴大致处于平行状态。

步骤S1232,继续按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的压力失重区,如不存在则判定为两者不匹配,如存在则继续:

按时间顺序,受压模型的第二压力区与下蹲压力模型的压力失重区相匹配时,则表征用户进行了半蹲动作,尚未完成整个下蹲动作。此时,在一定时长内,用户的重量小于标准值时,且第一压力区的受压数据均小于标准值时,则判定第二压力区与压力失重区相匹配,则之后按时间顺序进行下一步的匹配。

当第二压力区与压力失重区相匹配时,按照对滑动窗口内的所有受压数据进行拟合获取的压力变化曲线,压力变化曲线在第二压力区时,其曲线呈波谷状。

步骤S1233,继续按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的压力超重区,如不存在则判定为两者不相匹配,如存在则继续:

按时间顺序,受压模型的第三压力区与下蹲压力模型的压力超重区相匹配时,则表征用户可能完成了下蹲动作。此时,在一定时长内,用户的重量大于标准值,且第三压力区的受压数据均大于标准值时,则判定第三压力区与压力超重区相匹配,则之后按时间顺序进行下一步的匹配。

当第三压力区与压力超重区相匹配时,按照对滑动窗口内的所有受压数据进行拟合获取的压力变化曲线,压力变化曲线在第三压力区时,其曲线呈波峰状。

步骤S1234,继续按时序判断所述受压模型中是否存在下蹲压力模型所设定的第二压力平稳区,如不存在则判定为两者不相匹配,如存在则判定两者相匹配:

按时间顺序,受压模型的第四压力区与下蹲压力模型的第二压力平稳区相匹配时,则表征用户完成了下蹲动作。此时,用户的重量恢复至标准值,且维持了一定时长,则判定第四压力区与第二压力平稳区相匹配,完成了下蹲动作的判定,智能鞋的脚踏部处于预设受压状态。

当第四压力区与第四压力平稳区相匹配时,按照对滑动窗口内的所有受压数据进行拟合获取的压力变化曲线,压力变化曲线在第四压力区时,其曲线与X轴大致处于平行状态。

由此,当受压模型的四个压力区与下蹲压力模型的四个压力区相对应时,则可判定用户完成了下蹲动作。若有受压模型中的四个压力区中有一个压力区不与相应的下蹲压力模型的压力区相匹配,则终止下蹲判定,表征用户未进行下蹲动作。

步骤S124,当脚踏部处于预设受压状态,产生所述的下蹲指令:

当受压模型与下蹲压力模型相匹配时,则表征智能鞋的脚踏部处于预设受压状态,控制单元产生下蹲指令。

步骤S13,通过通行单元无线发送所述下蹲指令:

当控制单元获取了所述下蹲指令后,经所述通信单元向终端设备发送所述下蹲指令,以使得控制单元基于所述下蹲指令与终端设备实现交互。

进一步的,实施了本发明的方法的智能鞋用于与智能电视、移动终端、游戏机等终端设备进行交互时,可以作为用户指令的输入设备使用。这种情况下,智能鞋的控制单元通过通信单元建立与所述终端设备之间的通信连接,实时将其进行下蹲动作识别之后获得的下蹲指令输出给所述的终端设备。这些终端设备开启相关游戏程序或者健康数据APP时,下蹲指令也可被视为相关的用户指令或者用户数据,相应的,终端设备的程序进程响应于所述的下蹲指令,也可向智能鞋反馈信息或发送通知,例如发送一个控制智能鞋的震动传感器震动告警的通知指令,诸如此类,在智能鞋基于受压数据能够更为精准地提供用户下蹲指令的基础上,必然也能改进在这些应用场景中的人机交互体验。

在一个应用本发明的游戏场景中,当确定用户的姿态朝向后,智能鞋可通过通信单元将用户的下蹲指令输出至智能电视、移动终端、游戏机等终端设备,该些终端设备接收到用户的下蹲指令后,基于该数据可生成计算机控制指令,以用于引导用户与终端设备进行人机交互控制,提高游戏的趣味性。

在一个实施例中,结合图9,控制单元基于下蹲指令与终端设备实现交互包括步骤S14,通过通信单元向与智能鞋处于无线连接状态的终端设备发送所述下蹲指令,控制所述终端设备图形用户界面中的虚拟角色执行姿态调整至下蹲状态:

在终端设备上运行的应用程序为体感游戏,控制单元将获取的下蹲指令经通信单元发送至终端设备,终端设备基于所述下蹲指令控制体感游戏中的游戏角色做出相应的姿态调整或释放相应的特效。例如,终端设备基于下蹲指令控制体感游戏中的游戏角色做出下蹲动作。

在一个实施例,当用户使用上述的智能穿戴设备时,若向所述终端设备输出下蹲指令时,需智能穿戴设备的一对智能鞋同时获取下蹲指令后,才向终端设备输出下蹲指令。具体言之,结合图10,包括如下步骤:

步骤S131,监听本智能鞋及与之配套的另一智能鞋所产生的下蹲指令;

第二智能鞋的控制单元基于受压数据获取所述下蹲指令(称为第二下蹲指令),第二智能鞋的控制单元将获取的第二下蹲指令经其通信单元发送至第一智能鞋的通信单元,第一智能鞋的通信单元将获取的第二下蹲指令输出至第一智能鞋的控制单元。

步骤S132,判别同一时间内是否接收到两只智能鞋各自的所述下蹲指令,当两个智能鞋均产生下蹲指令时,才通过所述通信单元发送所述下蹲指令:

当第一智能鞋的控制单元获取了第二智能鞋输出的第二下蹲指令时,若同时第一智能鞋的控制单元也获取了下蹲指令(称为第一下蹲指令),则第一智能鞋的控制单元将两个下蹲指令封装为一个下蹲指令输出至终端设备;反之,则不发送下蹲指令至终端设备。

由此,若用户穿戴智能穿戴设备的两只智能鞋,通过两只智能鞋同时获取下蹲指令,可更好的来判断用户是否进行了下蹲动作。

本发明还提供了一种适应于上述的下蹲动作识别方法的终端设备,该终端设备与上文所述的智能鞋无线连接。该终端设备中运行的至少一个进程响应所述的下蹲指令而触发另一计算机事件,基于所述下蹲指令而控制应用程序中的角色做出相应的姿态调整。

本发明还提供了一种计算机设备,该计算机设备与如上述内容所描述的智能鞋无线连接,该计算机设备中运行的至少一个进程响应所述的事件通知而触发另一计算机事件以改变自身正在执行的业务流程。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述内容所描述的下蹲动作识别方法的步骤。该存储介质可以包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-On ly Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述,本发明的智能鞋和下蹲动作识别方法可通过获取受压数据而计算获取用于表征下蹲动作的下蹲指令,通过该下蹲指令与终端设备进行交互。所述下蹲动作识别方法步骤简单,可精确的识别用户的下蹲动作。

因为情况复杂,无法一一列举进行阐述,本领域技术人员应能意识到根据本申请提供的基本方法原理结合实际情况可以存在很多的例子,在不付出足够的创造性劳动下,应均在本申请的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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