智能体态监测系统的制作方法

本实用新型涉及计算机技术领域，更具体地说，它涉及一种智能体态监测系统。

背景技术：

随着现代人对自身健康状态的重视，越来越多的人通过使用智能穿戴设备实时掌握自身的健康和运动状况，其中智能手环的运用较为广泛，大多数智能手环具有心率监测和步数监测，这些设备主要为用户提供日常运动记录，以便于用户掌握自身状态进行健管理。

上述智能穿戴设备所监测的是用户的运动状态，但缺乏对用户在不同运动过程中体态情况的监测，对用户运动状态的监测固然能够为用户提供健康数据的参考，但对用户在运动过程中容易造成的如弯腰驼背、斜肩站、内八字的步态等体态问题却难以进行提醒，尽管用户自身知道保持体态优美的重要性，但在日常生活中常常由于“忘记”，难以持续保持挺拔的身姿。

因此，在用户的日常行为中也需要对其体态进行监测，提醒用户及时矫正自身体态，保持自身外观的优美。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能体态监测系统，具有实时监测用户体态的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

智能体态监测系统，包括以下模块：

数据采集模块，其通过多个传感器采集当前运动状态下用户的原始体态数据；

处理器模块，其用于将原始体态数据进行处理后得到用户体态数据；

生成模块，其利用用户体态数据构建用户体态模型，并通过持续输入的用户体态数据与用户体态模型匹配得到用户体态信息；

数据库模块，其用于利用用户体态数据与用户体态模型生成当前时刻的用户体态报告并进行储存；

显示模块，其用于实时输出用户体态信息和调用数据库模块中的用户体态报告。

采用上述技术方案，数据采集模块通过多个传感器采集用户运动时与用户体态相关的原始体态数据，在处理器模块内对原始体态数据进行处理得到用户体态数据，生成模块利用用户体态数据构建用户体态模型，由于数据采集模块持续采集用户的原始体态数据，即生成模块内也持续接收到用户体态数据，用户体态数据在生成模块内与用户体态模型匹配得到用户体态信息；数据库模块内接收并储存来自处理器模块的用户体态数据和来自生成模块的用户体态模型，在数据库模块内根据用户体态数据和用户体态模型生成用户体态报告并进行储存；显示模块实时向用户输出用户体态信息，在用户需要时可通过显示模块调用数据库模块中的用户体态报告。

通过设置多个传感器作为数据采集模块，从用户的不同肢体部位采集用户的原始体态数据，一方面能够起到实时监测用户体态的作用；另一方面，相比于单一传感器所采集的数据只能从单一方面反映用户的体态，多个传感器采集用户在同一时刻不同肢体的运动数据信息，由于同一时刻用户的不同肢体的运动数据信息能够从不同方面反映用户的体态，经过对来自不同肢体的传感器数据的处理，能够更加准确地判断用户在当前状态下躯体的倾斜程度和运动状态等，降低了原始体态数据采集的局限性，在实时监测用户体态的过程中提高了用户体态监测的准确性。

优选的，所述数据采集模块包括设置于用户足底的足部数据采集模块和设置于用户腰部的腰部数据采集模块，所述足部数据采集模块和腰部数据采集模块的输出端均与处理器模块的输入端联接。

采用上述技术方案，通过腰部数据采集模块采集用户躯体的倾斜状态数据，从而可分析得到用户当前的运动状态，根据用户运动状态对足部数据采集模块所采集的数据赋予运动状态的特征，提高用户体态监测的准确性。

优选的，所述足部数据采集模块设置为柔性力敏传感器，所述腰部数据采集模块设置为三轴加速度传感器。

采用上述技术方案，在用户运动过程中足底压力的大小和分布能够有效地反映人体体态的变化，足底动力学信息与人体的足部生理结构及行走方式有高度的关联性，足部数据采集模块设置于用户的足底以用于采集用户在运动过程中足底压力的大小和分布，柔性力敏传感器降低了足部数据采集模块在采集数据的过程中对用户运动造成的影响，提高原始体态数据采集的可靠性；通过三轴加速度传感器采集到的数据可用于分析用户当前的运动状态，以及用户肢体的倾斜角状态，从而将同一时刻采集到的足底压力数据根据不同的运动状态进行分类，输出具有行为特征的用户体态数据。

优选的，所述处理器模块包括预处理模块和判断模块，所述预处理模块包括对原始体态数据进行降噪、滤波处理，得到用户体态数据，所述用户体态数据包括足部数据和腰部数据；所述判断模块用于根据腰部数据判断用户的运动状态，并根据用户的运动状态对足部数据进行分类。

采用上述技术方案，由于人体在行走等运动行为中受外界环境影响，通过预处理模块对原始体态数据进行简单的筛选过滤，降低外界环境变化导致个别偏差较大的数据对后续数据处理结果的影响；在判断模块内根据腰部数据信息对用户当前的运动状态进行判断，进而将该时刻的足部数据信息与对应运动状态的模型匹配，提高体态监测的准确性。

优选的，所述生成模块连接有报警模块，所述报警模块的输出端与显示模块联接，所述生成模块内设置有比较模块，所述比较模块内设置有用户的标准体态阈值，所述生成模块内的用户体态信息偏离标准体态阈值时触发报警模块。

采用上述技术方案，用户体态数据与用户体态模型匹配后输出用户体态信息，用户体态信息传输至比较模块内并与预先设置的标准体态阈值进行对比，当用户体态信息偏离标准体态阈值时，触发报警模块，报警模块向显示模块发送指令，及时提醒用户注意矫正自己体态。

优选的，所述比较模块内的标准体态阈值根据用户的身高、体重、性别，以及年龄信息设置。

采用上述技术方案，由于不同用户的身高、体重、性别，以及年龄等信息不同，对应的用户标准体态阈值也应该是不同的，即比较模块内的标准体态阈值可根据不同用户情况进行调整设置，以适应不同用户的需求。

优选的，所述生成模块内设置有更新模块和匹配模块，所述匹配模块用于将用户体态数据与用户体态模型匹配从而输出用户体态信息，所述更新模块用于利用持续输入的用户体态数据对用户体态模型进行训练更新。

采用上述技术方案，处理器模块输出的用户体态数据在传输至生成模块时同时进入匹配模块和更新模块内，用户体态数据在匹配模块内与用户体态模型匹配，从而输出用户体态信息；更新模块利用用户体态数据对原用户体态模型进行训练，并将训练后的新用户体态模型传输至匹配模块，使匹配模块内的用户体态模型进行更新，使匹配模块内的用户体态模型更加准确地反映用户的体态，提高体态监测的准确性。

优选的，所述足部数据采集模块和腰部数据采集模块处均通过无线通信与处理器模块联接。

采用上述技术方案，通过无线通信连接将数据采集过程和数据处理过程分开，减少数据采集模块设备的空间占比，提高数据采集模块的便携性，降低传感器设备对用户运动的干扰。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过设置多个传感器采集用户在同一时间内不同肢体运动的数据，从用户在同一时刻不同肢体运动状态进行分析，提高体态监测的准确性；

2.数据采集模块与处理器模块之间通过无线通信连接，减少了数据采集模块设备的空间占比，便于设备进行数据采集，减少设备本身对用户运动状态的影响；

3.通过设置比较模块和报警模块，当用户体态信息偏离标准体态阈值时，触发报警模块向显示模块输出信号，从而提醒用户及时矫正自身体态，使体态矫正提醒具有时效性。

附图说明

图1为本实用新型智能体态监测系统的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

智能体态监测系统，如图1所示，包括依次联接的数据采集模块、处理器模块、生成模块、报警模块、显示模块和数据库模块，数据采集模块包括足部数据采集模块和腰部数据采集模块；处理器模块包括预处理模块和判断模块；生成模块包括更新模块、匹配模块和比较模块。数据采集模块与处理器模块通过无线通信联接，报警模块和显示模块通过无线通信联接。显示模块可设置为智能手环等便携式显示设备，方便用户能够及时掌握自身体态信息。

足部数据采集模块包括设置于用户足底的柔性力敏传感器，该柔性力敏传感器设置为集成点阵式压力分布传感器，柔性力敏传感器包括多个感应点，每个感应点的直径均为5mm，在竖直方向和水平方向上相邻感应点之间的圆心距均为7mm，每个感应点均设置有对应的位置编号，位置编号用于标识不同感应点的位置，用户在运动过程中其足部对柔性力敏传感器施压时，不同位置的感应点将其所受到的力作为足部的原始体态数据传递至处理器模块，得到用户足底压力的大小和分布信息。

设置于用户腰部的腰部数据采集模块包括三轴加速度传感器，通过三轴加速度传感器测量并计算得到用户腰部的原始体态数据。

足部数据采集模块和腰部数据采集模块分别将采集到的原始体态数据传输至处理器模块，由预处理模块对原始体态数据进行去噪和滤波等处理，减少外部环境如盲道、碎石路、草地等特殊路况对后续数据处理结果的干扰。

原始体态数据经预处理模块处理后被传输至判断模块，在判断模块对来自腰部数据采集模块的数据进行筛选，通过预先设置的用户运动模型判断用户的运动状态是否为卧倒、行走或者坐下。在判断模块内根据用户运动状态对来自足部数据采集模块的数据进行分类处理，最终分别向生成模块和数据库模块输出用户体态数据，用户体态数据包括足部数据和腰部数据。

用户体态数据在生成模块内同时传输至更新模块和匹配模块，用户体态数据在匹配模块内与用户体态模型匹配，得到用户体态信息；在更新模块内利用持续传输的用户体态数据对用户体态模型进行训练更新，并将更新后的用户体态模型传输至匹配模块，从而更新匹配模块内的用户体态模型，提高体态监测系统的准确性。

匹配模块将用户体态信息传输至比较模块，比较模块内设置有用户的标准体态阈值，标准体态阈值根据用户的身高、体重、性别，以及年龄等信息设置，当用户体态信息偏离标准体态阈值时，比较模块触发报警模块，报警模块向显示模块发送指令，通过显示模块提醒用户注意矫正体态。

处理器模块和生成模块均与数据库模块联接，来自处理器模块的用户体态数据和来自生成模块的用户体态模型在数据库模块内生成用户体态报告，用户体态报告储存于数据库模块内，当用户需要时可通过显示模块调用数据库模块中的用户体态报告。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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