[发明专利]一种行走定位鞋

说明书

技术领域

本发明涉及鞋的技术领域，特别是涉及一种行走定位鞋。

背景技术

在导航系统中，最常见的是车载导航系统，随着科技的发展，越来越多的导航系统集成在移动终端上。这些导航系统都是基于全球卫星导航系统（如GPS）对行人的位置进行确定的，并匹配地图导航提高定位的精度。

然而GPS并不是任何地方都能进行定位，比如室内和干扰大的地方均不能定位，这时若要确定行人的位置则需要通过其他传感器计算行人的位置。目前honeywell公司的DMR4000是将MEMS惯性传感器置于人的腰上，通过航位推算计算出行人的位置。这种方案有一定的好处，但是它会随人的状态的不一样而带来很大的误差，同时它需要隔一段时间对设备进行充电，并且将传感器置于腰上，每次佩戴时都非常麻烦，若没有准确佩戴，导航误差会增大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种行走定位鞋，能够高效、准确地获取行人的行走位移信息，同时鞋子不影响人的正常行走、行走时的舒适性以及可靠性高。

为了解决上述问题，本发明公开了一种行走定位鞋，包括鞋面，鞋底和鞋带或鞋扣，所述行走定位鞋还包括：

所述鞋底内部的空腔；

所述空腔内包括顺次连接的发电机，稳压电路，蓄电池，稳流电路，传感器，微处理器，以及无线通信模块；

所述发电机用于采集行走动能，并将所述行走动能转化为电能；

所述稳压电路用于将所述发电机转化的电能进行稳压处理；

所述蓄电池用于存储所述转化的电能；

所述稳流电路用于将所述蓄电池中存储的电能进行稳流处理；

所述传感器用于收集并传递运动信号，所述传感器包括三轴加速度计，则所述运动信号包括所述三轴加速度计收集的行走的每一步在三维坐标系中各轴的分加速度值；

所述微处理器用于依据所述每一步在三维坐标系中各轴的分加速度值计算每一步的合加速度值，在所述多个合加速度值中选取特征值，依据所述特征值计算步长，依据所述步长确定行人的行走位移信息；

所述无线通信模块用于将所述行人的行走位移信息传导至连接的显示设备。

优选地，所述微处理器包括：

时长获取单元，用于获取行人行走的每一步的时长t；

频率获取单元，用于获取三轴加速度计的采样频率f；

合加速度值个数获取单元，用于采用公式n=f*t计算每一步的合加速度值的个数n；

合加速度值获取单元，用于采用公式计算所述n个合加速度值a，其中，ax、ay和az分别为每一步在三维坐标系中各轴的分加速度值；

特征值选取单元，用于对所述n个合加速度值进行排序，获得所述n个合加速度值中最大值和最小值，将所述n个合加速度值中最大值和最小值作为特征值；

步长计算单元，用于采用公式step=(max(a)-min(a))^(1/3)计算步长step，其中，max(a)为合加速度值中的最大值，min(a)为合加速度值中的最小值。

优选地，所述传感器还包括三轴陀螺仪，三轴磁强计，温度计，气压高度计；所述运动信号还包括所述三轴陀螺仪收集的三轴角速率信息，所述三轴磁强计收集的磁强度信息，所述温度计收集的温度值，所述气压高度计收集的气压值；

所述微处理器还包括姿态信息计算单元，航向调整单元，以及位移计算单元，

所述姿态信息计算单元用于通过对所述三轴角速率信息采用四元数法进行积分得到姿态信息，所述姿态信息包括航向角；

所述航向调整单元用于通过所述磁强度信息计算当前行走的航向角，利用所述当前行走的航向角修正所述姿态信息计算单元得到的航向角；

所述位移计算单元用于依据所述修正的航向角以及所述步长确定行人的行走位移信息。

优选地，所述微处理器还包括高度计算单元，用于依据所述气压值计算当前行走的高度信息。

优选地，所述无线通信模块还用于将所述高度信息以及温度值传导至连接的显示设备。

优选地，所述无线通信模块包括蓝牙单元以及Wi-Fi单元，

所述蓝牙单元用于通过蓝牙将所述行人的行走位移信息、高度信息以及温度值传导至连接的显示设备中；

所述Wi-Fi单元用于通过Wi-Fi将所述行人的行走位移信息、高度信息以及温度值传导至连接的显示设备中；所述显示设备安装有定制的应用程序，用于显示所述行人的行走位移信息、高度信息以及温度值。

优选地，所述发电机包括：线圈，永磁体和永磁体运动轨迹固定棒；