[实用新型]一种信息采集系统、人机交互系统及一种鞋

说明书

技术领域

本实用新型涉及模式识别、电子信息技术与计算机科学领域，尤其设计一种带有运动数据检测与体感游戏功能的鞋和系统。 

背景技术

随着电子技术的发展，传统制鞋业领域出现了一种新型运动鞋——智能运动鞋。智能运动鞋是一种运动或者健身的辅助工具，其在普通运动鞋内部安装传感器以测算用户的运动数据。 

然而，现有的智能运动鞋只能用来测量速度、里程、高度等“直接”、“简单”的运动数据，不具备对所测量的数据进行处理、分析的能力。也就是说，其无法对人体运动模式这种“间接”数据进行识别，如对人体脚步移动方向的判断，也就更不可能进一步利用人体不同的动作进行人机交互的控制，如进行PC或手机端的游戏交互控制等。 

人体运动模式识别的主要难点在于三点：其一、用于人机交互如体感游戏控制过程中，人的运动是没有规律性的，多属于随机动作，因此相比于跑步和走路这种规律性运动，运动模式的准确识别难度要比测量速度和里程等数据大的多；其二、MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems微机电系统)元件具有漂移的特性，随着使用时间的推移和温度的变化，其输出值会随之漂移，因此这种漂移特性给人体运动模式识别的方法提出了更高的要求；其三、每个人的脚部运动模式有其特殊性，如有些人是外八字步和内八字步等，需要给出一种普适性的实现方案，可以适应于大多数人群，这也给运动模式识别带来了很大的困难。 

而在游戏娱乐领域，对于需要用脚来进行的游戏，如跳舞类、足球类游 戏，以及最新的跑酷类游戏，大多数依然还是在用传统人机交互方式如手柄、键盘以及触摸屏来控制。如国内非常流行的跳舞机类游戏《劲舞团》和《QQ炫舞》，基本还是在用键盘的“上下左右”等方向键来控制。目前已经有部分跳舞机类游戏采用了“跳舞毯”进行游戏，但是这种跳舞毯的局限性较大，比如，跳舞毯的大小是固定的，对于不同身高腿长的人群(大人和小孩子)，没有普遍适应性；再如，用户需要踩到固定的位置(压电感应的传感器放置位置)，才能产生控制信号，用户的运动空间受到跳舞毯大小和放置位置的制约，控制方式死板。 

综上所述，无论是运动领域还是娱乐领域，特别是适于用脚来完成的游戏，亟待一种没有束缚的新型控制方式，以人脚部的运动状态(例如移动方向)来直接控制运动或游戏，达到一种自然和谐人机交互的目的。 

实用新型内容

1、本实用新型所要解决的技术问题 

本实用新型旨在提供一种低成本、低功耗的一种信息采集系统、人机交互系统及一种鞋，以实现人机交互，特别是实现人体脚部的运动数据测量以及运动模式识别。 

2、解决其技术问题采用的技术方案 

本实用新型所述的一种运动信息采集系统，包括：数据采集单元，用于采集加速度数据，其包括用于获得采样周期T的三个轴向的电压信号Ｖ_x，V_y和V_z的基于三轴加速度传感器；数据处理单元，对所述加速度数据进行处理，其包括中央处理单元，所述中央处理单元用于处理所述电压信号V_x，V_y和V_z并根据所述电压信号Vx，Vy和Vz获得运动信息；电源单元，用于为所述运动信息采集系统供电；以及电源控制芯片，用于将所述电源单元输出的电压处理稳定为所述运动信息采集系统其他各模块所需的电压。 

其中，所述电源单元采用锂电池。 

本实用新型还提供一种鞋，包括：鞋子本体，和前述的运动信息采集系 统，所述运动信息采集系统用于获得用户所穿的鞋子本体的运动信息。 

本实用新型还提供一种人机交互系统，包括前述的运动信息采集系统，所述运动信息采集系统用于获得用户脚部的运动信息；无线接收模块，所述无线接收模块通过无线传输的方式与所述运动信息采集系统进行无线连接；终端；其中，无线接收模块与终端通过外设接口进行直接连接。 

其中，所述外设接口为USB接口、迷你USB接口或微型USB接口。 

其中，其中所述无线接收模块与所述运动信息采集系统的无线连接所采用的装置为Zigbee装置或低功耗蓝牙装置。 

其中，所述终端是PC机、手机或智能电视。 

其中，所述无线接收模块包括：USB／UART接口转换芯片，用于将所述无线接收模块接收到的数据类型转换为可传输格式。 

3、与现有技术相比具有的有益效果 

本实用新型与现有技术相比其功能创新在于以下几点：