一种智能计时跑鞋及智能计时跑鞋计时方法
技术领域
本发明涉及智能计时领域，尤其涉及一种智能计时跑鞋及智能计时跑鞋计时方法领域。
背景技术
随着经济的发展，人们越来越关注运动与健身；很多体育爱好者不仅仅喜欢运动，也比较关注自己运动的结果；比如说短跑100米或200米的跑步时间；一般运动员的跑步计时需要另外一个人来进行，这样很不方便，也不准确，因为对于起步开始计时，人工计时不精确，会有偏差。
目前有将计时器安装在运动员鞋子里面，通过运动员的鞋子的运动状态来计时。
例如公开号为201420158681.X的中国专利，公开了一种智能跑鞋装置，它包括鞋体和手表；其特征在于：鞋体底部设有速度感应器、计时装置、无线发射装置和IC芯片，IC芯片分别于速度感应器、计时装置和无线发射装置相连；在手表外表面设有相对应的功能按键，手表内部设有无线模块，手表与鞋体配套连接，控制和显示相对应的数据。该智能鞋既能通过鞋体内的检测装置来检测人体运动相对应的数据又能通过手表上相对应的按键来控制鞋体及显示相关数据，且结构简单，操作方便，设计新颖，适用于大多数使用手机的人群。
公开号为CN106307774A的中国专利公开了一种智能跑鞋，所述智能跑鞋包括定位模块、时间模块、通讯模块、统计模块和电源模块，所述定位模块，用于定位所述智能跑鞋的空间位置；所述时间模块，用于计时所述智能包鞋的使用时间；所述统计模块，用于统计所述智能包鞋的使用时间、使用速度、脚踏步数或者消耗热量；所述通讯模块，用于将所述智能包鞋的使用信息或者统计信息传递出去；所述电源模块，用于给所述定位模块、时间模块、通讯模块和统计模块提供工作电压。
上述专利公开的智能跑鞋在跑步鞋中加入计时器，这样可以定性的去计时，但是上述方案不能准确的对短跑运动员跑步时间进行精确的计时。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种智能计时跑鞋及智能计时跑鞋计时方法，能够自动计时并且精确。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种智能计时跑鞋，包括鞋体，还包括：
压力传感器，用于采集用户在跑步过程中跑鞋受到的压力；
角度传感器，用于采集用户在跑步过程中所述跑鞋的倾斜角度；
判断模块，用于根据所述跑鞋的倾斜角度以及受到的压力，判断用户是否开始跑步，若用户开始跑步则发出计时开始信号；
感应传感器，用于接收终点感应线信号并发出计时终止信号。
其中所述压力传感器设置在鞋底前部，所述感应传感器设置在鞋底下部。
所述角度传感器为三轴陀螺仪。
进一步地，判断模块包括：
第一判断模块：第一判断模块：用于根据所述跑鞋的倾斜角度大于0且所述跑鞋受到的压力大于0时，判断当前用户处于跑步起步阶段；第二判断模块，用于当用户处于跑步起步阶段后，判断所述跑鞋受到的压力是否为预设压力，当所述跑鞋受到的压力为预设压力时发出计时开始信号。
还包括，判断预设感应信号模块，用于判断是否有预设感应信号；
接收感应线信号模块，用于接收终点感应线信号。
一种智能计时跑鞋计时方法，包括步骤：
S1：采集用户在跑步过程中跑鞋受到的压力；
S2：采集用户在跑步过程中所述跑鞋的倾斜角度；
S3：根据所述跑鞋的倾斜角度以及受到的压力，判断用户是否开始跑步，若用户开始跑步则发出计时开始信号；
S4：接收终点感应线信号并发出计时终止信号。
其中步骤S3包括：根据所述跑鞋的倾斜角度以及受到的压力，判断用户是否处于跑步起步阶段；
当用户处于跑步起步阶段后，判断所述跑鞋受到的压力是否为预设压力，当所述跑鞋受到的压力为预设压力时发出计时开始信号。
其中当压力大于0且用户跑鞋的倾斜角度大于0的时为起步阶段。
进一步地，蓝牙通信方式将所述计时开始信号和计时终止信号发出。
更近一步地，接收终点感应线信号并发出计时终止信号包括：
判断是否有预设感应信号；
接收终点感应线信号；
发送计时终止信号。
本发明的有益效果是能够根据智能鞋上设置的压力传感器、角度传感器、判断模块以及感应传感器在用户跑步开始就进行计时，到达终点跑步计时自动结束，计时精确，方便。
附图说明
图1为本发明智能计时跑鞋的系统结构图；
图2为本发明智能计时跑鞋的另一系统结构图；
图3为本发明智能计时跑鞋计时方法流程图；
图4为本发明智能计时跑鞋计时方法另一流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本实施例提供了一种智能计时跑鞋，如图1所示，所述智能计时跑鞋包括：
压力传感器，用于采集用户在跑步过程中跑鞋受到的压力；
角度传感器，用于采集用户在跑步过程中所述跑鞋的倾斜角度；
判断模块，用于根据所述跑鞋的倾斜角度以及受到的压力，判断用户是否开始跑步，若用户开始跑步则发出计时开始信号；
感应传感器，用于接收终点感应线信号并发出计时终止信号。
优选地，所述压力传感器设置在智能计时跑鞋的鞋底前部，所述感应传感器设置在鞋底下部。
进一步优选地，所述角度传感器为三轴陀螺仪。
其中压力传感器由于是安装在鞋底前端，因为设置在鞋底前端才能判断出用户是否处于后脚跟没有压力，前脚掌有压力的状态；压力传感元件使用环境的特殊性决定了压力传感器的面积和体积必须尽量小，以确保用户在测量时的足部舒适。而且要求精度高，响应时间短，压力传感器在用户穿戴智能跑鞋过程中，实时采集用户智能跑鞋鞋底受到的压力，从而判断出用户处于的运动状态，根据用户处于的运动状态进行之后的计时判断。
本发明中的角度传感器，设置在智能计时跑鞋鞋底，根据用户在运动过程中的跑鞋的倾斜角度结合压力传感器采集到智能计时跑鞋受到的压力判断出用户此时的运动状态。
角度传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到远端集群执行程序上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0。角度传感器有以下特点：
1.密封结构可防止灰尘与液体进入内部件，使之达到性能稳定性。2.可对应高温无铅焊接。3.优良的电阻材料与高可靠性滑动片可以达到1M旋。4.D形贯通孔式转子可选择任何一种齿轮外形。5.D形贯通孔式转子和T形贯通孔式转子均可提供。6.可提供引线型端子。7.超薄型(高度为2.1mm)。8.采用未使用铅的镀金端子。9.符合《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》指令。
基于以上特点使得，角度传感器可以设置在智能计时跑鞋内部，作为智能计时跑鞋倾斜角度的测量器件。
本发明中的角度传感器为三轴陀螺仪，所述三轴陀螺仪可以同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。单轴的只能测量两个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而3轴的一个就能替代三个单轴的。三轴陀螺仪的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好。本发明中，可以根据三轴陀螺仪测量的角度判断用户的脚是否处于倾斜状态。
结合压力传感器和角度传感器分别采集的用户脚步受到的压力和脚的倾斜角度，判断出用户是否开始跑步。从而确定是否发送计时开始信号。
感应传感器，用于接收终点感应线信号并发出计时终止信号。
其中终点感应线信号在本发明中有两种方式，一种是在终点线贴上白色胶带；二是在终点线用粉笔画上一条白色实线。智能跑鞋的鞋底有感应这条白线的传感器，传感器一旦感应到终点的白色实线，立马将终止信号通过蓝牙方式传给手机，此时计时结束。
本实施例提供了一种智能计时跑鞋，根据智能鞋上设置的压力传感器采集用户在运动过程中智能计时跑鞋受到的压力、三轴陀螺仪角度传感器采集到的智能计时跑鞋的倾斜角度；经过判断模块可以在用户跑步开始就进行计时，以及感应传感器感应跑步终点线信号，使得用户到达终点后跑步计时自动结束，计时精确，方便。
实施例二
本实施例提供了一种智能计时跑鞋，如图2所示，相比实施例一，
本实施例中的判断模块包括，第一判断模块和第二判断模块，
其中第一判断模块，用于根据所述跑鞋的倾斜角度大于0且所述跑鞋受到的压力大于0时，判断当前用户处于跑步起步阶段；
第二判断模块，当用户处于跑步起步阶段后，判断所述跑鞋受到的压力是否为预设压力，当所述跑鞋受到的压力为预设压力时发出计时开始信号。
本实施例同实施例一通过蓝牙方式将所述计时开始信号和计时终止信号发出。
用户在开始跑步的时候都会有一个起步阶段，其中用户在跑步起步阶段的起步姿势分为两种情况：
第一种情况，在没有起始踏板的情况下，用户处于半蹲姿势，一只脚在身体后方，脚倾斜靠地；
第二种情况，在有起始踏板的情况下，用户在跑步起步阶段，用户处于半蹲姿势，后脚踩在起步踏板上；本发明在这两种情况进行智能起步计时。
本发明中的这两种用户跑步起步阶段具体来讲为：
第一种情况，用户处于半蹲姿势，一只脚在身体后方，后脚倾斜靠地；这时根据压力感应器感应到压力和三轴陀螺仪根据脚的倾斜角度，判断用户处于起步阶段，当用户开始跑步后，压力感应器压力值瞬间为0；此时智能计时跑鞋通过通信模块的蓝牙通信向手机发出开始信号，手机的应用程序开始计时；当用户跑到终点，智能计时跑鞋的感应传感器接收到终点感应线的信号，再通过通信模块的蓝牙通信向手机发出计时终止信号，此时计时终止，手机应用程序中出现显示时间。
第二种情况，在有起始踏板的情况下，用户处于半蹲姿态，后脚踩在踏板上，智能计时跑鞋根据三轴陀螺仪的倾斜角度和压力传感器感应到踏板上的压力判断出此时处于跑步起步阶段，用户在离开踏板的那一瞬间，压力传感器为0，此时跑鞋通过通信模块的蓝牙通信向手机发出开始信号，手机应用程序开始计时；当用户跑到终点，智能计时跑鞋的感应传感器接收到终点感应线的信号，再通过蓝牙模块向手机发出终止信号，此时计时终止，手机应用程序中出现显示时间。
本实施例中，本发明的智能计时跑鞋，能够根据不同的用户跑步起步阶段时智能计时跑鞋受到的压力和倾斜角度的不同，确定用户的状态，从而确定是否发送计时开始信号，虽然在跑步过程中，用户在抬脚的时候，脚可能会有倾斜度，但是此时压力传感器为0；当用户脚落地的时候，倾斜度为0，压力传感器有压力作用；所以只有在跑步起步阶段，才会出现压力传感器有压力和三轴陀螺仪处于倾斜状态；所以本发明不会做出起步的误判。从而可以精确地判断出用户是否开始跑步。
实施例三
本实施例提供了一种智能计时跑鞋计时方法，如图3所示包括步骤：
S1：采集用户在跑步过程中跑鞋受到的压力；
S2：采集用户在跑步过程中所述跑鞋的倾斜角度；
S3：根据所述跑鞋的倾斜角度以及受到的压力，判断用户是否开始跑步，若用户开始跑步则发出计时开始信号；
S4：接收终点感应线信号并发出计时终止信号。
其中根据用户跑步过程中跑鞋受到的压力确定用户脚部是否有接触地面并且有压力，根据用户在跑步过程中跑鞋的倾斜角度判断用户是否在走路或者跑步或者脚跟抬起。根据用户跑鞋受到的压力和跑鞋的倾斜角度，综合判断出，用户的运动状态。
本实施例中提供的智能计时跑鞋计时方法，根据采集的用户跑鞋受到的压力和跑鞋的倾斜角度，判断出用户是否开始跑步，具体来说即当用户准备好跑步后，其发力的脚采集的智能计时跑鞋鞋底受到的压力为预设压力时，即可发送计时开始信号，开始计时。
用户在开始跑步后，快要接近终点线时，会接收到终点感应线信号，接收到终点感应信号的同时发送计时终止信号。
本实施例提供了一种智能计时跑鞋计时方法，根据采集的用户在跑步过程中跑鞋受到的压力以及用户在跑步过程中所述跑鞋的倾斜角度，综合判断用户是否开始跑步，并在用户开始跑步时，发送计时开始信号；在用户跑至终点时，接受终点感应线信号，从而发送计时终止信号。能够精准计时用户的跑步时间，计时方法比较方便。
实施例四
本实施例提供了一种智能计时跑鞋计时方法，如图4所示，本智能计时跑鞋计时方法相比实施例三还包括步骤：
根据所述跑鞋的倾斜角度以及受到的压力，判断用户是否处于跑步起步阶段；
当用户处于跑步起步阶段后，判断所述跑鞋受到的压力是否为预设压力，当所述跑鞋受到的压力为预设压力时发出计时开始信号。
用户处于跑步起步阶段时，用户的发力脚即(当用户处于半蹲姿势，一只脚在身体后方，该脚即为发力脚，该脚倾斜靠地；这时根据压力感应器感应到压力以及三轴陀螺仪采集该脚的倾斜角度，判断运动员处于起步阶段，当运动员开始跑步后，该脚的压力感应器压力值瞬间为0；此时跑鞋向手机发出开始信号，手机应用程序开始计时；或者用户处于半蹲姿态，后脚踩在踏板上，后脚即为发力脚，跑鞋根据三轴陀螺仪的倾斜角度和压力传感器感应到踏板上的压力判断出此时处于跑步起始阶段，用户在离开踏板的那一瞬间，后脚压力传感器为0，此时跑鞋向手机发出计时开始信号，手机应用程序开始计时)
其中当压力大于0且用户跑鞋的倾斜角度大于0的时为起步阶段，因此只有在起步阶段，才会出现压力传感器有压力和三轴陀螺仪处于倾斜状态；所以本发明不会做出起步的误判。
进一步地，蓝牙通信方式将所述计时开始信号和计时终止信号发出。
更近一步地，接收终点感应线信号并发出计时终止信号包括：
判断是否有预设感应信号；
接收终点感应线信号；
发送计时终止信号。
本实施例通过根据不同的用户跑步起步阶段时智能计时跑鞋受到的压力和倾斜角度的不同，确定用户的状态，从而确定是否发送计时开始信号，并且本发明的设计不会做出起步的误判。从而可以精确地判断出用户是否开始跑步，是否到达终点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
