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基于步数与步幅的有效位移计算设备

阅读：1015发布：2020-07-28

专利汇可以提供基于步数与步幅的有效位移计算设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了基于步数与步幅的有效位移计算设备，包括设备外壳、集成电路板、电源层和按键显示屏，所述集成电路板位于设备外壳内部，在集成电路板上集成有微处理器、时钟信号模块和电子罗盘，在集成电路板上方设有电源层，在电源层上还设有按键显示屏，且按键显示屏位于设备外壳顶部，与设备外壳四周接合，在装置外壳内部的侧壁上设有振动传感器，振动传感器与集成电路板上的微处理器连接。在使用时，由于振动传感器设置在设备外壳的内壁上，可以直接采集到通过设备外壳的振动信号，相对于将振动传感器设置在集成电路板上的方式，这样的振动传感器位置设置可以有效提高其感知振动的灵敏度，同时，该设备成本低，易于携带，使用方便。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是基于步数与步幅的有效位移计算设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.基于步数与步幅的有效位移计算设备，包括设备外壳(1)、集成电路板(2)、按键显示屏(4)，其特征在于，所述集成电路板(2)位于设备外壳(1)内部，在集成电路板(2)上集成有微处理器(5)以及与微处理器(5)分别连接的时钟信号模块(7)和电子罗盘(8)，在集成电路板(2)上方设有电源层(3)，电源层(3)与集成电路板(2)上的微处理器(5)连接，在电源层(3)上还设有按键显示屏(4)，按键显示屏(4)与集成电路板(2)上的微处理器(5)连接，且按键显示屏(4)位于设备外壳(1)顶部，与设备外壳(1)四周接合，在设备外壳(1)内部的侧壁上设有振动传感器(6)，振动传感器(6)与集成电路板(2)上的微处理器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的基于步数与步幅的有效位移计算设备，其特征在于，所述振动传感器至少有3个，分别位于设备外壳(1)内部的侧壁和底板上，且所有振动传感器(6)均与微处理器(5)连接。
3.根据权利要求1所述的基于步数与步幅的有效位移计算设备，其特征在于，所述按键显示屏(4)包括按键区(41)、位移显示区(42)和电子罗盘显示区(43)。
4.根据权利要求1所述的基于步数与步幅的有效位移计算设备，其特征在于，所述集成电路板(2)上还设有存储卡(9)，该存储卡(9)与微处理器(5)连接。
5.根据权利要求1所述的基于步数与步幅的有效位移计算设备，其特征在于，所述集成电路板(2)上还设有充电模块(10)，该充电模块(10)与电源层(3)连接。
6.根据权利要求1所述的基于步数与步幅的有效位移计算设备，其特征在于，所述电源层(3)为可充电锂电池。

说明书全文

基于步数与步幅的有效位移计算设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种位移计算设备，具体涉及基于步数与步幅的有效位移计算设备。

背景技术

[0002] 目前计算室内位移的方法主要有以下三种：一是基于专业测距设备，如激光测距仪，声纳测距仪等；二是基于图像分析的技术，利用图像处理的方法，解构图像中各个对象的空间位置和空间距离关系；三是基于传感器数据的方法，计算测试者行走步数步幅统计的方式。

[0003] 基于专业测距设备的方法优点是测量精确，误差较小，但成本较高，并且需要专业的操作人员操作；基于图像分析的方法优点是不需要专业设备，研究主要集中在图像中对象的识别，相对位置的计算，但计算量非常大，图像的质量对结果影响很大；基于传感器数据的方法是目前研究的热点方向，主要是因为其数据获取方便，成本相对较低，数据分析相对于图像处理也并不需要太大的计算量。

[0004] 现有的基于传感器数据方法的设备，主要是依靠振动传感器感知出行走的振动信号来计算步数与步幅，从而计算出位移距离。而这样的位移计算设备，其振动传感器通常被安装在集成电路板上，这样就会造成其在使用时振动传感器对振动信号的采集不够灵敏，从而影响测算结果。实用新型内容

[0005] 本实用新型针对现有技术存在的基于传感器数据方法测量位移的设备其振动传感器对振动信号的采集不够灵敏的问题，提供基于步数与步幅的有效位移计算设备，其应用时，能够有效提高振动传感器采集振动信号的灵敏度，从而依靠采集到的振动信号测得行走步数与步幅，并计算出室内移动的有效位移。

[0006] 本实用新型通过以下技术方案实现：

[0007] 本实用新型基于步数与步幅的有效位移计算设备，包括设备外壳、集成电路板、按键显示屏，所述集成电路板位于设备外壳内部，在集成电路板上集成有微处理器以及与微处理器分别连接的时钟信号模块和电子罗盘，在集成电路板上方设有电源层，电源层与集成电路板上的微处理器连接，在电源层上还设有按键显示屏，按键显示屏与集成电路板上的微处理器连接，且按键显示屏位于设备外壳顶部，与设备外壳四周接合，在装置外壳内部的侧壁上设有振动传感器，振动传感器与集成电路板上的微处理器连接。其中：振动传感器将行走过程中采集到的振动信号传输至微处理器；时钟信号模块将产生的时钟信号传输至微处理器；电子罗盘将行走过程中标记的方向角度信息传输至微处理器；按键显示屏用于向微处理器输入身高信息，并显示微处理器传送的信息；微处理器通过接收到的振动信号和时钟信号得出有效步数和每一步的步频，再结合输入的身高信息计算每一步步幅，从而根据有效步数和步幅计算出有效位移，并将计算结果传输至按键显示屏进行显示。在应用时，由于其振动传感器设置在设备外壳的内壁上，可以直接采集到通过设备外壳的振动信号，相对于将振动传感器设置在集成电路板上的方式，这样的振动传感器位置设置可以有效提高其感知振动的灵敏度。

[0008] 作为上述方案的改进，所述振动传感器至少有3个，分别位于装置外壳内部的侧壁和底板上，且所有振动传感器均与微处理器连接，其应用时，多个振动传感器同时工作，分别采集振动信号进行汇总，可以进一步提高测量的准确性，同时还能防止使用单个振动传感器测量时，因振动传感器故障而造成设备无法使用的问题。

[0009] 作为上述方案的改进，所述按键显示屏包括按键区、位移显示区和电子罗盘显示区，其应用时，按键区用来向微处理器输入身高信息，位移显示区用来显示位移距离，电子罗盘显示区用来显示方向，使用者根据电子罗盘显示区沿固定位移方向前进，基于该位移方向上行走的步数算作有效步数，通过有效步数计算得出有效位移。

[0010] 作为上述方案的改进，所述集成电路板上还设有充电模块，该充电模块与电源层连接，且该充电模块在设备外壳上设有对外端口，外接电源可通过该端口驱动充电模块对电源层进行充电。

[0011] 作为上述方案的改进，所述集成电路板上还设有存储卡，该存储卡与微处理器连接，可以对微处理器处理的数据信息进行存储，以便随时调取查看。

[0012] 所述集成电路板上还设有充电模块，该充电模块与电源层连接，且该充电模块在装置外壳上设有对外端口，外接电源可通过该端口驱动充电模块对电源层进行充电。

[0013] 作为上述方案的改进，所述电源层为可充电锂电池，其应用时，充电效率高，能存储较大的电量，使用寿命长。

[0014] 综上所述，本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

[0015] 1、本实用新型基于步数与步幅的有效位移计算设备，能够准确采集到通过设备外壳的振动信号。

[0016] 2、本实用新型基于步数与步幅的有效位移计算设备，能够实时显示行走方向，提高设备计算有效位移的准确性。

[0017] 3、本实用新型基于步数与步幅的有效位移计算设备，体型小巧，可手持使用，且操作简便，使用寿命长。附图说明

[0018] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

[0019] 图1为本实用新型结构示意图；

[0020] 图2为本实用新型振动传感器位置示意图；

[0021] 图3为本实用新型按键显示屏示意图。

[0022] 附图中标记及对应的零部件名称：

[0023] 1-设备外壳，2-集成电路板，3-电源层，4-按键显示屏，41-按键区，42-位移显示区，43-电子罗盘显示区，5-微处理器，6-振动传感器，7-时钟信号模块，8-电子罗盘，9-存储卡，10-充电模块。

具体实施方式

[0024] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

[0025] 实施例1

[0026] 如图1、2所示，基于步数与步幅的有效位移计算设备，包括设备外壳1、集成电路板2、按键显示屏4，其特征在于，所述集成电路板2位于设备外壳1内部，在集成电路板2上集成有微处理器5以及与微处理器5分别连接的时钟信号模块7和电子罗盘8，在集成电路板2上方设有电源层3，电源层3与集成电路板2上的微处理器5连接，在电源层3上还设有一层按键显示屏4，按键显示屏4与集成电路板2上的微处理器5连接，且按键显示屏4位于设备外壳1顶部，与设备外壳1四周接合，在装置外壳1内部的侧壁上设有振动传感器6，振动传感器6与集成电路板2上的微处理器5连接。具体实施时：使用者手持该有效位移计算设备通过按键显示屏4上的按键区41向微处理器5输入自己的身高信息；然后根据按键显示屏4上的电子罗盘显示区沿固定位移方向行走，在行走过程中，振动传感器6将行走过程中采集到的振动信号传输至微处理器5；时钟信号模块7将产生的时钟信号传输至微处理器5；电子罗盘8将行走过程中标记的方向角度信息传输至微处理器5；微处理器5将接受到的信息汇总，计算出使用者在位移方向上的有效步数和步幅，并根据有效步数和步幅计算出使用者的走过的有效位移，并将该位移数据传输至按键显示屏4显示。由于其振动传感器6设置在设备外壳1的内壁上，可以直接采集到通过设备外壳1的振动信号，相对于将振动传感器6设置在集成电路板上2的方式，这样的振动传感器6位置设置可以有效提高其感知振动的灵敏度。

[0027] 实施例2

[0028] 作为对上述实施例的优化，在使用该设备进行位移测量时，尽量避免穿具有减震功能的运动鞋，而应穿硬底鞋如皮鞋行走，这样可以增强行走时产生的振动，从而提高测量的准确性。

[0029] 实施例3

[0030] 作为对上述实施例的优化，在所述集成电路板2设置一个存储卡9，该存储卡9与微处理器5连接，可以对微处理器5处理的数据信息进行存储，以便调取查看；在集成电路板2上再设置充电模块10，该充电模块10与电源层3连接，且该充电模块10在设备外壳上1设有对外端口，当电源层3电量耗尽时，外接电源可通过该端口驱动充电模块10对电源层3进行充电；所述电源层3为可充电锂电池，其使用时充电效率高，存储电量大，使用寿命长。

[0031] 以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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