一種基于光纖傳感技術的鞋類合腳性評價方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于光纖光柵傳感技術的鞋類合腳性評定方法，用定量的方式客觀快速的評價鞋類合腳性，為鞋類合腳性的評價提供新的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，常規(guī)的鞋類合腳性判定方法一般基于三維掃描技術為主，用于提取足部尺寸。Kouchi等利用自由變形技術來模擬人體三維足部腳型，為開發(fā)低成本掃描儀奠定了基礎。Luximo等研究了一套低成本三維掃描系統(tǒng)，并進行了相應的開發(fā)與驗證，以代替現(xiàn)有的昂貴的足部三維掃描系統(tǒng)。近年來的其他相關研究成果均以開發(fā)新型的合腳性或舒適性的掃描系統(tǒng)為主，一般均基于靜態(tài)掃描的方法判斷合腳性而未考慮在動態(tài)情況下的人的舒適性，即試穿者只能檢測在不能做任何運動的情況下的舒適性/合腳性(成鞋的靜態(tài)條件)，難以考慮試穿者在動態(tài)過程中的合腳性。
[0003]為了提高傳統(tǒng)方法的可行性，研究人員希望采用三維掃描技術和問卷調(diào)查相結(jié)合的方式判斷合腳性，如香港科技大學的Au等采用調(diào)查問卷的方法，研究中國香港地區(qū)女性鞋子的合腳性。香港理工大學的Luximon等提出一種基于二維圖像的三維足部建模方法。這些研究亦多基于靜態(tài)掃描技術結(jié)果進行合腳性判定，由于靜態(tài)掃描技術的限制，難以考慮進行成鞋動態(tài)條件的合腳性研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種考慮靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的方法，以全面掌握合腳性和人體感官的關系，完善現(xiàn)有的合腳性判斷。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供了一種基于光纖傳感技術的鞋類合腳性評價方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]第一步、在待測試的鞋子上至少安裝溫度傳感器與應變傳感器；
[0007]第二步、讓不同的試穿者穿著安裝有傳感器的鞋子同時做一系列動作，在試穿者做動作的同時，收集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)與應變傳感器的應變數(shù)據(jù)；
[0008]第三步、將鞋子的合腳度劃分為不同等級，根據(jù)試穿者穿著鞋子的實際體驗，選擇相應的等級，同時，利用不同試穿者的溫度數(shù)據(jù)對同一試穿者的應變數(shù)據(jù)進行補償，得到每個試穿者的消除了溫度影響的純應變數(shù)據(jù)；
[0009]第四步、將每個試穿者根據(jù)實際體驗得到的鞋子合腳度的等級與相同試穿者的純應變數(shù)據(jù)進行比較，從而得到鞋子合腳度的不同等級的應變臨界值；
[0010]第五步、利用與第一步至第三步相同的方法得到當前試穿者穿著同一鞋子的后得到的當前純應變數(shù)據(jù)，將當前純應變數(shù)據(jù)與鞋子合腳度的不同等級的應變臨界值相比較，得到當前試穿者穿著該鞋子的合腳度。
[0011]優(yōu)選地，在所述第一步中，所述溫度傳感器與所述應變傳感器布設位置包括鞋尖、鞋子的兩側(cè)、鞋底的前中后部、以及鞋跟部位。
[0012]優(yōu)選地，在所述第三步中，將鞋子的合腳度劃分為:非常擠、較擠、舒適、較大、非常大。
[0013]本發(fā)明基于光纖傳感器的傳感原理，尤其是布拉格光纖光柵傳感器具有測量靈敏度高、可采集高頻信號的特點，開發(fā)一套可以對鞋子進行合腳性評估的新型系統(tǒng)。封裝后的光纖光柵傳感器固定在鞋子的不同位置，反應鞋子在靜態(tài)與動態(tài)狀態(tài)下的變形，當鞋子過大(小)時，傳感器對變形信號不(很)敏感。通過基于光纖光柵傳感器以及相應的數(shù)據(jù)采集以及相應的數(shù)據(jù)分析方法，可科學的判定鞋類的合腳性。
[0014]本發(fā)明與前人主要參考的專利的不同，如已經(jīng)公開的專利如專利號CN101339640A提出的基于網(wǎng)絡平臺的鞋類定系統(tǒng)與方法與本發(fā)明的不同之處在于依賴的技術不同，本發(fā)明主要基于光纖傳感技術分析鞋類的合腳性。另外的專利如專利號CN 200980381Y提出的一種根據(jù)所測腳部尺寸選擇鞋號的裝置，主要是依靠測量足部不同部位的尺寸以對相應適合尺寸的鞋子進行匹配，與本發(fā)明所依靠的技術大不相同。
[0015]本發(fā)明消除了溫度對鞋子變形的影響，對鞋子在不同狀態(tài)下的變形(即應變場)進行分析，該類型的應變場反應了人體足部與鞋子的接觸作用:如當鞋子偏小時鞋子因擠壓足部會產(chǎn)生較大的變形，反則反之。通過設定相應的舒適度與鞋子的動態(tài)與鏡頭變形場(或應變場)的關聯(lián)標準，進而得到鞋子合腳性的結(jié)論。
[0016]本發(fā)明提供的基于光纖光柵傳感技術的動靜態(tài)方式相結(jié)合的鞋類合腳性評定方法，用定量的方式客觀快速的評價鞋類合腳性，為鞋類合腳性的評價提供新的思路。本發(fā)明可以用于如商店的鞋子合腳性評估、鞋子的個性化定制、高級客戶特殊類型的鞋子的定制等等。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所使用的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明使用的系統(tǒng)主要包括:光纖溫度傳感器1、光纖光柵應變傳感器2、常規(guī)儀器3、信息共享模塊4、人體試驗調(diào)查模塊5、基于以上信息集合的信息共享與數(shù)據(jù)分析模塊6、預判系統(tǒng)7、以及合腳性結(jié)論模塊8。其中，光纖溫度傳感器I與光纖光柵應變傳感器2用來采集鞋子表面的溫度與動靜態(tài)狀態(tài)下的應變信息。常規(guī)儀器3用來采集一些基本的鞋子的信息與足部的尺寸信息。信息共享模塊4將所有的溫度與應變信息進行整理分析。人體試驗調(diào)查模塊5用于通過調(diào)查問卷方式研究人體的舒適度與鞋子、足部尺寸的關系。信息共享與數(shù)據(jù)分析模塊6、預判系統(tǒng)7、以及合腳性結(jié)論模塊8通過分析判斷得到最終的鞋子舒適性的結(jié)論。
[0020]本發(fā)明旨在利用光纖光柵傳感技術測量鞋子在靜態(tài)與動態(tài)狀態(tài)下的應變場信息，將此應變場信息進行處理以反應人體與鞋子的接觸作用，接觸作用力以及相應的變形的大小直接反映了人體的舒適程度，以此特點量化的分析鞋類的合腳性。本發(fā)明包括以下步驟:
[0021]第一步、在待測試的鞋子上安裝封裝好的光纖光柵溫度與應變傳感器，傳感器的布設位置包括鞋尖、鞋子的兩側(cè)、鞋底的前中后部、以及鞋跟部位，將所有的傳感器通過光纜與傳感器信號采集儀連接并對所有的傳感器進行信號測試以確保傳感器性能良好；
[0022]第二步、讓不同的試穿者穿著安裝有傳感器的鞋子同時做一系列動作，包括靜止不動(靜態(tài))與步行、跑步、跳躍等動作(動態(tài))其中步行速度約5千米/小時、奔跑速度約10千米/小時、以及跳躍狀態(tài)下(跳躍高度約20厘米)，在試穿者做動作的同時，收集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)與應變傳感器的應變數(shù)據(jù)；
[0023]第三步、將鞋子的合腳度劃分為非常擠、較擠、舒適、較大、非常大五類，根據(jù)試穿者穿著鞋子的實際體驗，選擇相應的類別，同時，利用不同試穿者的溫度數(shù)據(jù)對同一試穿者的應變數(shù)據(jù)進行補償，得到每個試穿者的消除了溫度影響的純應變數(shù)據(jù)；
[0024]第四步、將每個試穿者根據(jù)實際體驗得到的鞋子合腳度的等級與相同試穿者的純應變數(shù)據(jù)進行比較，從而得到鞋子合腳度的不同等級的應變臨界值；
[0025]第五步、利用與第一步至第三步相同的方法得到當前試穿者穿著同一鞋子的后得到的當前純應變數(shù)據(jù)，將當前純應變數(shù)據(jù)與鞋子合腳度的不同等級的應變臨界值相比較，得到當前試穿者穿著該鞋子的合腳度。
【主權項】
1.一種基于光纖傳感技術的鞋類合腳性評價方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步、在待測試的鞋子上至少安裝溫度傳感器與應變傳感器； 第二步、讓不同的試穿者穿著安裝有傳感器的鞋子同時做一系列動作，在試穿者做動作的同時，收集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)與應變傳感器的應變數(shù)據(jù)； 第三步、將鞋子的合腳度劃分為不同等級，根據(jù)試穿者穿著鞋子的實際體驗，選擇相應的等級，同時，利用不同試穿者的溫度數(shù)據(jù)對同一試穿者的應變數(shù)據(jù)進行補償，得到每個試穿者的消除了溫度影響的純應變數(shù)據(jù)； 第四步、將每個試穿者根據(jù)實際體驗得到的鞋子合腳度的等級與相同試穿者的純應變數(shù)據(jù)進行比較，從而得到鞋子合腳度的不同等級的應變臨界值； 第五步、利用與第一步至第三步相同的方法得到當前試穿者穿著同一鞋子的后得到的當前純應變數(shù)據(jù)，將當前純應變數(shù)據(jù)與鞋子合腳度的不同等級的應變臨界值相比較，得到當前試穿者穿著該鞋子的合腳度。2.如權利要求1所述的一種基于光纖傳感技術的鞋類合腳性評價方法，其特征在于，在所述第一步中，所述溫度傳感器與所述應變傳感器布設位置包括鞋尖、鞋子的兩側(cè)、鞋底的前中后部、以及鞋跟部位。3.如權利要求1所述的一種基于光纖傳感技術的鞋類合腳性評價方法，其特征在于，在所述第三步中，將鞋子的合腳度劃分為:非常擠、較擠、舒適、較大、非常大。
【專利摘要】本發(fā)明基于光纖傳感器的傳感原理，尤其是布拉格光纖光柵傳感器具有測量靈敏度高、可采集高頻信號的特點，提出了一種基于光纖傳感技術的鞋類合腳性評價方法。封裝后的光纖光柵傳感器固定在鞋子的不同位置，反應鞋子在靜態(tài)與動態(tài)狀態(tài)下的變形，當鞋子過大(小)時，傳感器對變形信號不(很)敏感。通過基于光纖光柵傳感器以及相應的數(shù)據(jù)采集以及相應的數(shù)據(jù)分析方法，可科學的判定鞋類的合腳性。
【IPC分類】G01B11/16, G01K11/32
【公開號】CN105136338
【申請?zhí)枴緾N201510456090
【發(fā)明人】張一帆, 洪成雨
【申請人】東華大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月29日