[发明专利]一种基于足底压力的人体步态检测系统和方法

权利要求书

1.一种基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，包括：足底压力检测装置、单片机控制模块、信号调理模块和安装有步态分析程序的上位机模块；足底压力检测装置包括传感鞋和压力传感器；压力传感器、单片机控制模块和信号调理模块均集成在传感鞋上；

压力传感器感知穿戴传感鞋的人行走过程中脚与地面的相互作用力，测量出该相互作用力下的电压信号，电压信号经过信号调理模块的转换和放大后传送到单片机控制模块，单片机控制模块将电压信号发送到上位机模块，上位机模块根据电压信号得到不同步态下对应的足底施加力，并将足底施加力和预先收集的压力数据进行分析比较，进而判断人体是否进入支撑模式或者行走模式。

2.根据权利要求1所述的基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，传感鞋的鞋底包括从下到依次分别触地鞋底层、中间传感层和足底接触层；穿戴绑带设置在传感鞋的鞋面；压力传感器设置在中间传感层中的钢片上。

3.根据权利要求1所述的基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，将人体足底第二跖骨区域和第三跖骨之间区域、足底中部区域、足后跟相接触的区域作为足底压力测试点，将3个压力传感器分别设置在3个足底压力测试点。

4.根据权利要求1所述的基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，压力传感器为FSR 408型薄膜压力传感器。

5.根据权利要求1所述的基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，还包括：低功耗处理模块；低功耗处理模块和足底压力检测装置单向连接，低功耗处理模块和单片机控制模块、信号调理模块均双向连接；

当低功耗处理模块检测到传感鞋未受压或者未达到触发阈值时，低功耗处理模块输出中断信号至单片机控制模块，单片机控制模块根据中断信号自动切断信号调理模块和无线传输模块的电源，使系统工作在低功耗模式。

6.根据权利要求1所述的基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，还包括：无线传输模块；单片机控制模块通过无线传输模块将电压信号发送到上位机模块。

7.根据权利要求5所述的基于足底压力的人体步态检测系统，其特征在于，低功耗处理模块集成在传感鞋上。

8.一种基于根据权利要求1-7所述的基于足底压力的人体步态检测系统的方法，其特征在于，包括：

S1，采集传感鞋的电压信号，并对进行电压信号滤波；

S2，判断所有的电压信号是否全为0，若否，则进入正常工作模式，执行步骤S3；

S3，对电压信号进行转换、放大，并发送到上位机模块；

S4，上位机模块根据电压信号得到不同步态下对应的足底施加力，并将足底施加力和预先收集的压力数据进行分析比较，进而判断人体是否进入支撑模式或者行走模式。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，若判断出所有的电压信号全为0，且连续2次判断全为0，系统就进入低功耗模式，低功耗模式为系统会自动切断信号调理模块和无线传输模块的电源。