[发明专利]一种足底信息监测方法及智能鞋垫装置

说明书

本发明涉及一种足底信息监测方法及智能鞋垫装置，通过智能鞋垫中设置的多个压力传感器感知足部压力变化，设置的惯性姿态传感器感知足部加速度信息和足部姿态，利ITO模组对步态信息进行处理，得到足底信息监测结果。本发明采用两种类型的传感器对多种数据进行采集，获取运动信息全面，并且利用ITO模组进行处理，得到准确的步态识别结果、疲劳识别结果和平衡能力判断结果，可及时监测异常现象，有利于疾病的发现。

技术领域

本发明涉及智能鞋垫技术领域，特别是涉及一种足底信息监测方法及智能鞋垫装置。

背景技术

随着物联网技术和科技的迅速发展，人们越来越青睐能够给自己的生活、工作、娱乐等多方面带来便利的智能产品，智能鞋垫也逐渐向电子化、智能化方向发展。

作为一种智能可穿戴设备，现有的智能鞋垫只是单独使用了一类传感器，仅仅进行步态识别，如CN104082905A公开的多功能智能鞋垫，能够通过采集被测对象运动时的三轴加速度、三轴角速度以及脚步三个位置的压力信息来判断被测对象的脚步姿态以及协调性，从而发现不正确的步态，但是不能实现更为精细的动作识别。

有很多疾病，例如脑卒中，心血管疾病，阿兹海默病、糖尿病等病症在足底压力以及行走步态上均有异常的表现，因此针对这些慢性病的足底压力特征以及患者的实际使用需求，现有的鞋垫已经不能满足。

发明内容

本发明的目的是提供一种足底信息监测方法及智能鞋垫装置，通过采集足底压力信息以及惯性姿态传感器获得足部运动加速度、足部姿态等足部空间位置信息，实现准确的人体运动识别。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种足底信息监测方法，所述方法包括：

获取步态信息；所述步态信息为一维时间序列，所述步态信息包括足底压力信息、足部姿态和加速度信息；所述足部姿态包括角速度信息；

利用ITO模组对所述步态信息进行处理，得到足底信息监测结果；所述足底信息监测结果包括：步态识别结果、疲劳识别结果和平衡能力判断结果；

所述ITO模组包括U-net网络、Ret-net网络和平衡能力判断模块；利用所述U-net网络对所述步态信息进行处理，得到所述步态识别结果；利用所述Ret-net网络对所述步态信息进行处理，得到所述疲劳识别结果；利用所述平衡能力判断模块对所述足底压力信息进行处理，得到所述平衡能力判断结果。

可选的，所述利用所述U-net网络对所述步态信息进行处理，得到所述步态识别结果，具体包括：

获取待处理周期的步态周期信息；

计算所述步态周期信息的相关系数；所述相关系数与平衡性成正相关；

计算所述步态周期信息在高度方向的积分，得到抬脚高度；

根据角速度信息确定行走周期中足尖离地的时间区间，然后对该区间的加速度信息进行积分，得到足部离地角度；

根据角速度信息和足底压力信息判断足底接触地面和承受重力的时间；若所述足底压力信息小于第一阈值且所述角速度信息变化率大于第二阈值，则步态周期中这个时间区间为摆动相；若足底压力信息大于第三阈值且所述角速度信息变化率小于第四阈值，则步态周期中这个时间区间为支撑相。

可选的，所述利用所述Ret-net网络对所述步态信息进行处理，得到所述疲劳识别结果，具体包括：

获取步态信息；

利用疲劳评估量表对所述步态信息进行评分，建立步态周期数据以及足底压力周期数据和量表评分的对应关系；

以所述步态周期数据为输入，以所述足底压力周期数据和量表评分的对应关系为输出训练所述Ret-net网络，得到经训练的Ret-net网络；