鞋垫型电子设备以及用于鞋垫型电子设备的控制方法与流程

鞋垫型电子设备以及用于鞋垫型电子设备的控制方法
1.本技术基于并要求于2020年8月24日提交的日本专利申请no.2020-141151的优先权的权益，其公开内容通过引用整体地并入本文。
技术领域
2.本发明涉及一种鞋垫型电子设备以及一种用于鞋垫型电子设备的控制方法。


背景技术：

3.近来，已通过在身体上安装电子设备积极地获取生物信息、方位信息等。一种用于电子设备的安装方法是将电子设备并入在鞋中的方法，并且使用此方法的犯罪预防、事故预防、康复支持、关于步行姿势、运动等的建议的应用是期待的。
4.例如，ptl 1(日本未审查专利申请公开no.2006-204730)公开了一种用于步行训练支持设备的技术，其中在诸如鞋、鞋垫(脚底插入物)的鞋类中的每一个中设置多个压敏传感器，并且获取双脚的重击和施加到脚底的压力。压敏传感器中的每一个的输出经由电缆被输入到诸如计算机的控制装置。所获取的压力被分析，并且从而能够获取对步行训练有用的信息，诸如每个脚底部分的压力分布和身体重力方位。
5.ptl 2(日本未审查专利申请公开no.2017-109062)公开了一种用于步行训练系统的技术，其中加速度传感器以及测量施加在脚的脚底表面上的载荷的地板反作用力传感器被设置在具有诸如鞋或鞋垫的形状并且穿着在脚上的地板反作用力单元中。通过使用无线通信，这些传感器的输出被发送到在系统主体中提供的控制单元。建议从加速度传感器的输出确定步行模式的变化程度，并且能够基于该程度来检测痴呆症。


技术实现要素：

6.在ptl 1的技术中，设置在鞋类中的压敏传感器经由电缆连接到控制装置，并且因此，存在仅能够在控制装置附近使用压敏传感器的问题。
7.在ptl 2的技术中，在双脚的地板反作用力单元中的每一个上提供向控制单元进行无线通信的无线通信单元。因此，为了在由于外出等而远离控制单元的位置中使用，有必要使能够进行具有长可达距离的无线通信的两个无线通信单元操作。结果，存在功耗大的问题。
8.鉴于上面提及的问题，已做出本发明，并且本发明的目的是为了提供一种能够在远离控制单元的位置中使用并且具有小功耗的鞋垫型电子设备。
9.为了解决上面提及的问题，根据本发明的鞋垫型电子设备包括：包括有第一传感器的第一鞋垫；和包括有第二传感器的第二鞋垫。第一传感器获取与第一脚的生物活动有关的第一传感器数据，而第二传感器获取与第二脚的生物活动有关的第二传感器数据。第一鞋垫包括将第一传感器数据发送到第二鞋垫的第一传感器数据发送装置。第二鞋垫包括接收第一传感器数据的第一传感器数据接收装置以及处理第一传感器数据和第二传感器数据的数据处理装置。
10.根据本发明的用于鞋垫型电子设备的控制方法包括：通过使用设置在第一鞋垫中的第一传感器和设置在第二鞋垫中的第二传感器来分别获取与第一脚和第二脚的生物活动有关的第一传感器数据和第二传感器数据。该方法还包括将第一传感器数据发送到第二鞋垫并且由第二鞋垫接收第一传感器数据。该方法还包括由包括在第二鞋垫中的数据处理装置处理第一传感器数据和第二传感器数据。
11.根据本发明的有利效果是为了提供一种能够在远离控制单元的位置中使用并且具有小功耗的鞋垫型电子设备。
附图说明
12.本发明的示例性特征和优点将从与附图一起进行的以下详细描述中变得显而易见，在附图中：
13.图1是图示根据第一示例实施例的鞋垫型电子设备的框图；
14.图2是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的框图；
15.图3是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的操作的顺序图；
16.图4是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的另一操作的顺序图；
17.图5是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的再一操作的顺序图；
18.图6是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的示例3的框图；
19.图7是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的示例4的框图；
20.图8是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的示例5的框图；
21.图9是图示根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的示例6的框图；以及
22.图10是图示根据第三示例实施例的鞋垫型电子设备的立体图。
具体实施方式
23.在下文中，参考附图，详细地描述根据本发明的示例实施例。然而，虽然根据以下示例实施例，做出了技术上优选的限制以便实行本发明，但是本发明的范围不限于下文。附图中类似的组件被指配有相同的标号并且可以省略其描述。
24.(第一示例实施例)
25.图1是图示根据本示例实施例的鞋垫型电子设备1的框图。鞋垫型电子设备1包括：包括有第一传感器11的第一鞋垫10；和包括有第二传感器21的第二鞋垫20。第一传感器11获取与在第一脚中发生的生物活动有关的信号作为第一传感器数据，而第二传感器21获取与在第二脚中发生的生物活动有关的信号作为第二传感器数据。在本文中，与生物活动有关的信号包括例如施加到脚底的载荷、脚的温度和脚的加速度。
26.第一鞋垫10包括将第一传感器数据发送到第二鞋垫20的第一传感器数据发送装置12。第二鞋垫20包括接收第一传感器数据的第一传感器数据接收装置22以及处理第一传感器数据和第二传感器数据的数据处理装置23。
27.根据配置，第一传感器数据发送装置12可以通过使用可达到远达由穿着者穿着的左右鞋垫之间的间隔的第一传感器数据接收装置22的电力来进行发送。对于这种短距离通信，例如，wi-fi、蓝牙、近场通信(nfc)和红外通信是可用的。当使用短距离无线通信时，与使用中距离和长距离无线通信的情况相比，能够以小功耗进行通信。
28.从第一传感器数据发送装置12发送并且在第一传感器数据接收装置22中接收的第一传感器数据由数据处理装置23与第二传感器数据聚合并且聚合数据被处理。例如，由数据处理装置23执行的处理能够被配置为将第一传感器数据和第二传感器数据共同地发送到包括控制数据的控制单元的外部设备的处理以及配置为执行预定操作的处理。
29.如上所述，根据本示例实施例，即使当位于远离处理数据的控制单元的位置中时，鞋垫型电子设备也能够执行获取与生物活动有关的数据的处理。如在ptl 2中一样，与两个鞋垫中的每一个向控制单元进行无线通信的配置相比，能够降低功耗。
30.(第二示例实施例)
31.根据本示例实施例，描述了根据第一示例实施例的鞋垫型电子设备的特定配置。图2是图示根据本示例实施例的鞋垫型电子设备1000的框图。鞋垫型电子设备1000包括第一鞋垫100和第二鞋垫200。在以下描述中，假定了第一鞋垫100被用于一个人的右脚，而第二鞋垫200被用于一个人的左脚，但是相反地，第一鞋垫被用于一个人的左脚而第二鞋垫被用于一个人的右脚是没有问题的。
32.第一鞋垫100包括第一传感器110、短距离无线设备120和电源130。第一传感器110获取与在第一脚中发生的生物活动有关的信号作为第一传感器数据。第一传感器可以是一个传感器或者可以通过使用多个传感器来配置。在本文中，与生物活动有关的信号包括例如施加到脚底的载荷、脚的温度和脚的加速度。短距离无线设备120通过使用短距离无线通信来将第一传感器数据发送到第二鞋垫200。对于短距离无线通信，例如，wi-fi、蓝牙、nfc和红外通信是可用的。当使用短距离无线通信时，与使用中距离和长距离无线通信的情况相比，能够以小功耗进行通信。
33.电源130向短距离无线设备120供应电力。当第一传感器110是需要电力的传感器时，也向第一传感器110供应电力。对于电源130，例如，电池是可用的。当短距离无线设备120和电源130被设置在第一鞋垫100的足弓部分和足跟端中时，能够减小从脚接收的载荷并且能够减少由穿着者感到的不适感。
34.第二鞋垫200包括第二传感器210、短距离无线设备220、电源230和数据处理设备240。第二传感器210获取与在第二脚中发生的生物活动有关的信号作为第二传感器数据。第二传感器可以是一个传感器或者可以通过使用多个传感器来配置。短距离无线设备220接收从短距离无线设备120发送的第一传感器数据。电源230向短距离无线设备220和数据处理设备240供应电力。当第二传感器210是需要电力的传感器时，也向第二传感器210供应电力。对于电源230，例如，电池是可用的。当短距离无线设备220、电源230和数据处理设备240的全部或一部分被设置在第二鞋垫200的足弓部分和足跟端中时，能够减小从脚接收的载荷并且能够减少由穿着者感到的不适感。数据处理设备240聚合第一传感器数据和第二传感器数据并且处理聚合数据。虽然稍后描述特定处理的示例，但是例如，可以想像将第一传感器数据和第二传感器数据共同地发送到外部设备的处理以及执行预定操作的处理。
35.图3是图示鞋垫型电子设备1000的操作的顺序图。首先，第一鞋垫100获取第一传感器数据(s1)。通过使用短距离无线通信，第一鞋垫100将第一传感器数据发送到第二鞋垫200(s2)。第二鞋垫200获取第二传感器数据(s3)。第二鞋垫200也通过使用短距离无线通信来接收第一传感器数据(s4)。注意，s3和s4的次序是可逆的。接下来，聚合第一传感器数据和第二传感器数据并且处理聚合数据(s5)。根据操作，第一传感器数据通过使用短距离无
线通信被发送到第二鞋垫200，第一传感器数据和第二传感器数据被聚合，并且聚合数据被处理。因此，与两个鞋垫设备(即左右鞋垫设备)分别地执行数据处理的方法相比，能够降低功耗。
36.(示例1)
37.根据本示例，描述了数据处理的特定示例。图4是图示操作的顺序图。获取第一传感器数据(s101)并且通过使用短距离无线通信，将第一传感器数据发送到第二鞋垫200(s102)，以及第二鞋垫200获取第二传感器数据(s103)并且接收第一传感器数据(s104)。该处理与图3中的s1至s4的处理类似。接下来，数据处理设备240通过使用短距离无线通信来将第一传感器数据和第二传感器数据发送到由穿着者携带的终端(s105)。作为终端，例如，诸如智能电话和平板计算机的电子设备是可用的。终端能够通过使用中至长距离无线通信来将接收到的数据转移到服务器并且基于本地操作，计算与生物活动有关的期望数据。
38.(示例2)
39.根据本示例，描述了其中数据处理设备240包括中至长距离通信功能的操作的特定示例。图5是图示操作的顺序图。类似于示例1，获取第一传感器数据(s201)并且通过使用短距离无线通信，将第一传感器数据发送到第二鞋垫200(s202)，以及第二鞋垫200获取第二传感器数据(s203)并且接收第一传感器数据(s204)。接下来，数据处理设备240通过使用中至长距离无线通信来将第一传感器数据和第二传感器数据发送到诸如服务器的外部设备。根据本示例，即使当鞋垫型电子设备1000的穿着者未携带终端时，也能够将第一传感器数据和第二传感器数据发送到外部设备。
40.(示例3)
41.根据本示例，描述了其中第一传感器和第二传感器是压力传感器或载荷传感器并且测量施加到脚底部分的载荷以及从而计算出基部重力方位的示例。在本文中，假定了基部指示双脚的脚底部分和在脚底部分内部的区域。
42.图6是图示鞋垫型电子设备1001的框图。关于测量单元，第一鞋垫100包括设置在脚底前侧的压力传感器111和压力传感器112作为第一传感器。类似地，第二鞋垫200包括设置在脚底前侧的压力传感器211和压力传感器212。基部300在这种情况下包括第一鞋垫100、第二鞋垫200和介于两个鞋垫之间的区域。当为一只脚各自提供一个压力传感器时，能够计算基部重力方位310，但是为了计算准确的基部重力方位310，期望为一只脚设置两个或更多个压力传感器。压力传感器111、112和短距离无线设备120电连接并且压力传感器211、212和数据处理设备241电连接，但是在图6中，省略了布线的图示。
43.在基部重力的计算中，例如，首先，压力传感器111和112各自获取施加到每个传感器的压力作为第一传感器数据并且将数据从短距离无线设备120发送到短距离无线设备220。相比之下，在第二鞋垫200中，压力传感器211和212各自获取施加到每个传感器的压力作为第二传感器数据。在数据处理设备241中聚合第一传感器数据和第二传感器数据。
44.例如，能够通过以下三种方法来执行使用聚合数据对基部重力方位310的计算。第一方法是类似于示例1通过使用短距离无线通信向由鞋垫型电子设备1001的穿着者携带的终端进行发送的方法。终端能够通过使用接收到的数据来计算基部重力方位310并且通过转移数据，通过使用转移目的地的服务器等来计算基部重力方位310。
45.第二方法是当数据处理设备241包括中至长距离无线功能时启用的方法。类似于
示例2，通过中至长距离无线通信来将聚合数据发送到诸如服务器的外部设备，从而能够通过服务器等来计算基部重力方位310。
46.第三方法是当数据处理设备241包括操作功能时启用的方法。数据处理设备241从聚合数据计算基部重力方位310。能够将所计算出的基部重力方位310的数据发送到由鞋垫型电子设备1001的穿着者携带的终端、外部服务器等。
47.(示例4)
48.根据本示例，描述了一种能够计算一个人的右脚和一个人的左脚中的每一个的重力方位的鞋垫型电子设备。图7是图示根据本示例的鞋垫型电子设备1002的框图。第一鞋垫100包括在脚前内侧的压力传感器111、在脚后侧的压力传感器112和在脚前外侧的压力传感器113。类似地，第二鞋垫200包括在脚前内侧的压力传感器211、在脚后侧的压力传感器212和在脚前外侧的压力传感器213。压力传感器111、112和113及短距离无线设备120电连接，并且压力传感器211、212和213及数据处理设备242电连接，但是在图7中，省略了布线的图示。
49.在压力传感器111、112和113中获取的第一传感器数据被从短距离无线设备120发送到设置在第二鞋垫200中的短距离无线设备220。相比之下，在压力传感器211、212和213中，获取施加到每个传感器的压力作为第二传感器数据。在数据处理设备242中聚合第一传感器数据和第二传感器数据。通过使用与示例3类似的三种方法，即，通过将聚合数据发送到穿着者的终端、将聚合数据发送到服务器等并且在本地执行计算，数据处理设备242能够确定右脚重力方位311、左脚重力方位312和基部重力方位310。
50.(示例5)
51.根据示例3和4，描述了通过使用压力传感器来检测施加到脚底的载荷的配置，但是通过使用另一传感器，能够获取与脚的生物活动有关的其他数据。例如，温度传感器被用于第一传感器和第二传感器，从而能够测量脚底部分的温度(体温)。
52.图8是图示根据本示例的鞋垫型电子设备1003的配置的框图。温度传感器114被设置在第一鞋垫100中，而温度传感器214被设置在第二鞋垫200中。温度传感器114和短距离无线设备120电连接并且温度传感器214和数据处理设备243电连接，但是在图8中，省略了布线的图示。
53.温度传感器114获取右脚底部分的温度作为第一传感器数据，并且温度传感器214获取左脚底部分的温度作为第二传感器数据。第一传感器数据被从短距离无线设备120发送到短距离无线设备220。在数据处理设备243中聚合第一传感器数据和第二传感器数据。通过使用与示例3类似的三种方法，即，通过将聚合数据发送到穿着者的终端、将聚合数据发送到服务器等并且在本地执行计算，数据处理设备243能够确定右脚底部分的温度和左脚底部分的温度。右脚底部分和左脚底部分的温度被确定，从而能够及早发现身体温度的诸如发烧和体温过低的异常、每只脚的异常等。在图8的示例中，图示了其中为第一鞋垫100和第二鞋垫200中的每一个设置一个温度传感器的示例，但是可以设置两个或更多个温度传感器。
54.(示例6)
55.当对于第一传感器和第二传感器使用加速度传感器时，能够获取与右脚和左脚两者的运动有关的信息。图9是图示根据本示例的鞋垫型电子设备1004的配置的框图。加速度
传感器115被设置在第一鞋垫100中，而加速度传感器215被设置在第二鞋垫200中。加速度传感器115和短距离无线设备120电连接并且加速度传感器215和数据处理设备244电连接，但是在图9中，省略了布线的图示。
56.加速度传感器115获取一个人的右脚的加速度作为第一传感器数据，而加速度传感器215获取一个人的左脚的加速度作为第二传感器数据。第一传感器数据被从短距离无线设备120发送到短距离无线设备220。接下来，在数据处理设备244中聚合第一传感器数据和第二传感器数据。通过使用与示例3和示例4类似的三种方法，即，通过将聚合数据发送到穿着者的终端、将聚合数据发送到服务器等并且在本地执行计算，数据处理设备244能够确定与右脚和左脚两者的运动有关的信息。例如，从右脚和左脚两者的加速度的数据，能够分析右脚和左脚两者的运动。在这种情况下，计算量大，并且因此当聚合数据被从数据处理设备244发送到由穿着者携带的终端，数据被从终端转移到服务器，并且经转移的数据被服务器分析时，能够在数据处理设备244和终端上没有负载的情况下进行分析。在图9的示例中，图示了为第一鞋垫100和第二鞋垫200中的每一个设置一个加速度传感器的示例，但是可以设置两个或更多个加速度传感器。
57.如上所述，根据本示例实施例，即使当位于远离处理数据的控制单元的位置中时，鞋垫型电子设备也能够执行获取与生物活动有关的数据的处理。在两个鞋垫中获取的与生物活动有关的数据是通过使用短距离无线通信来聚合的，并且聚合数据被处理，因此能够提供具有小功耗的鞋垫型电子设备。
58.(第三示例实施例)
59.虽然能够将作为根据第二示例实施例的鞋垫型电子设备的组件的传感器、短距离无线设备和数据处理设备安装在鞋垫的任何位置中，但是这些组件被期望地设置在穿着者不会感到不适感的位置中。根据本示例实施例，描述了适合于此期望的鞋垫的配置示例。图10是图示根据本示例实施例的鞋垫型电子设备1005的一部分的立体图。在第二鞋垫200a中，从第二鞋垫200a的主表面向上延伸的足跟杯201(倾斜部分)被设置在足跟端的一部分中。当诸如传感器和数据处理设备的组件被设置在足跟杯201和与脚的足弓相关的足弓部分202中时，由穿着者在穿着鞋垫时感到的异样感不太可能发生。在图10的示例中，数据处理设备240被并入在足跟杯201中。注意，虽然未图示，但是同样关于第一鞋垫，形成了类似的形状，从而能够将短距离无线设备和电源设置在足弓部分和足跟杯中。
60.虽然已参考本发明的示例实施例特别示出并描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域的普通技术人员将理解，在不脱离如由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本文中做出形式和细节上的各种变化。
61.能够将上面公开的示例实施例中的全部或一部分描述为但不限于以下补充注释。
62.(补充注释1)
63.一种鞋垫型电子设备，所述鞋垫型电子设备包括：
64.第一鞋垫，第一鞋垫包括测量第一脚的生物活动数据的第一传感器；以及
65.第二鞋垫，第二鞋垫包括测量第二脚的生物活动数据的第二传感器，其中，
66.第一鞋垫包括：
67.第一传感器数据发送装置，第一传感器数据发送装置用于将由第一传感器获取的第一传感器数据发送到第二鞋垫，以及
68.第二鞋垫包括：
69.第一传感器数据接收装置，第一传感器数据接收装置用于接收第一传感器数据，以及
70.数据处理装置，数据处理装置用于处理由第二传感器获取的第二传感器数据和由第一传感器数据接收装置接收的第一传感器数据。
71.(补充注释2)
72.根据补充注释1所述的鞋垫型电子设备，其中，
73.数据处理装置包括：
74.数据转移装置，数据转移装置用于将第一传感器数据和第二传感器数据转移到外部设备。
75.(补充注释3)
76.根据补充注释2所述的鞋垫型电子设备，其中，
77.数据转移装置包括：
78.短距离无线通信装置，短距离无线通信装置用于将第一传感器数据和第二传感器数据发送到由第一鞋垫和第二鞋垫的穿着者携带的电子设备。
79.(补充注释4)
80.根据补充注释1至3中的任一项所述的鞋垫型电子设备，其中，
81.第一传感器和第二传感器各自包括压力传感器。
82.(补充注释5)
83.根据补充注释4所述的鞋垫型电子设备，其中，
84.第一传感器和第二传感器各自包括多个压力传感器。
85.(补充注释6)
86.根据补充注释4或5所述的鞋垫型电子设备，其中，
87.数据处理装置包括：
88.基部重力计算装置，基部重力计算装置用于基于第一传感器数据和第二传感器数据来计算基部重力方位，以及
89.基部重力方位发送装置，基部重力方位发送装置用于将基部重力方位发送到外部设备。
90.(补充注释7)
91.根据补充注释1至6中的任一项所述的鞋垫型电子设备，其中，
92.第一传感器和第二传感器各自包括温度传感器。
93.(补充注释8)
94.根据补充注释1至7中的任一项所述的鞋垫型电子设备，其中，
95.第一传感器和第二传感器各自包括加速度传感器。
96.(补充注释9)
97.根据补充注释1至8中的任一项所述的鞋垫型电子设备，其中，
98.第一传感器数据发送装置是否被设置在第一鞋垫的足弓部分或足跟端中或者第一传感器数据接收装置或数据处理装置中的至少一个是否被设置在第二鞋垫的足弓部分或足跟端中的至少一个被满足。
99.(补充注释10)
100.一种用于鞋垫型电子设备的控制方法，所述方法包括：
101.由设置在第一鞋垫中的第一传感器获取与第一脚的生物活动有关的第一传感器数据；
102.由设置在第二鞋垫中的第二传感器获取与第二脚的生物活动有关的第二传感器数据；
103.将第一传感器数据发送到第二鞋垫；
104.由第二鞋垫接收第一传感器数据；以及
105.由包括在第二鞋垫中的数据处理装置处理第一传感器数据和第二传感器数据。
106.(补充注释11)
107.根据补充注释10所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，所述方法还包括：
108.由数据处理装置，
109.将第一传感器数据和第二传感器数据转移到外部设备。
110.(补充注释12)
111.根据补充注释11所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，所述方法还包括：
112.通过使用短距离无线通信来将第一传感器数据和第二传感器数据发送到由第一鞋垫和第二鞋垫的穿着者携带的电子设备。
113.(补充注释13)
114.根据补充注释10至12中的任一项所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，其中，
115.第一传感器和第二传感器各自包括压力传感器。
116.(补充注释14)
117.根据补充注释13所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，其中，
118.第一传感器和第二传感器各自包括多个压力传感器。
119.(补充注释15)
120.根据补充注释13或14所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，所述方法还包括：
121.由数据处理装置，
122.基于第一传感器数据和第二传感器数据来计算基部重力方位；以及
123.将基部重力方位发送到外部设备。
124.(补充注释16)
125.根据补充注释10至15中的任一项所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，其中
126.第一传感器和第二传感器包括温度传感器，并且
127.分别获取第一脚的温度和第二脚的温度。
128.(补充注释17)
129.根据补充注释10或16中的任一项所述的用于鞋垫型电子设备的控制方法，其中
130.第一传感器和第二传感器包括加速度传感器，并且
131.分别获取第一脚的加速度和第二脚的加速度。
132.实施例的先前描述被提供来使得本领域的技术人员能够做出并使用本发明。此外，对这些示例实施例的各种修改对于本领域的技术人员而言将是容易地显而易见的，并且可以在不使用发明能力的情况下将本文定义的通用原理和特定示例应用于其他实施例。
133.因此，本发明不旨在限于本文描述的示例实施例，而是将符合如由权利要求和等同物的限制所限定的最宽范围。
134.此外，注意，即使在审查期间修正了权利要求，发明人的意图也是为了保留所要求保护的发明的所有等同物。