專利名稱：足部測量設備的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及足部測量和足部測量數據的分析。
背景技術：
許多人需要足部護理產品。足部護理產品可放置在鞋類產品內部來提供支撐、緩沖，以便改進適合性或舒適性等。足部護理產品的示例包括矯形產品(以下稱作“矯形器(orthotics)”)、鞋墊、足墊、鞋跟杯(heel cup)等。鞋類產品的示例包括運動鞋、平底鞋、禮服鞋、聞跟鞋等。足部護理產品目前通過兩種不同的方式可得到，S卩，作為可從商店的零售陳列購買的有限范圍的預先制造的足部護理產品以及作為個別制作以匹配顧客的特定要求的定制足部護理產品。但是，購買足部護理產品的這兩種方式遇到許多問題。在預先制造的足部護理產品的情況下，雖然包裝可提供某種指導，但是顧客可能必須猜測哪些產品是適當的，例如顧客的尺碼、足部特性和其它屬性。但是，即使顧客有機會試用某種產品，顧客也可能不知道 對于他們的特定足部特性的足部護理產品的最佳類型的支撐或尺碼。這種慣例可能導致顧客在最終找到滿足顧客需要的產品之前購買多種產品。因此，零售商希望能夠提供服務來幫助顧客選擇正確的產品，而無需雇用經過專門訓練和/或了解所有可能的產品、足部護理或鞋類及足部類型的人員。在定制足部護理產品的情況下，需要相當多的專門知識和時間來測量顧客的足部，確定所需足部護理產品，以及制造匹配顧客的足部規格的足部護理產品。因此，定制足部護理產品通常比預先制造的足部護理產品更昂貴。此外，創建定制足部護理產品一般需要受過訓練的專業人員來測量顧客并且制作或預訂足部護理產品。因此，需要用于對人的足部進行測量以便幫助選擇足部護理產品或者自動選擇足部護理產品的設備和自動化技術。但是，本發明人已經發現，實現這種設備/技術時存在許多技術問題。例如，設備必須是低成本、可靠并且使用簡單。另外:
(I) 在對人的足部進行測量之前，重要的是確保此人對于所使用的測量傳感器的類型正確站立，否則測量可能不準確并且是可變的。(2)即使某個人正確站立，在足部測量時也可能出現不準確，因此設備/自動化技術應當識別和解決這些誤差的原因。(3) 通常需要對人的足部進行的一種測量是足弓的量度。但是，出現關于如何使用在二維平面進行測量的傳感器、如二維壓力傳感器來測量這種三維特征的問題。(4)對于某些類型的足部護理產品，需要對人的足部進行動態測量(即，此人行走時進行的、例如分析此人的步態的測量)。因此，需要能進行這種類型的測量的設備。但是，該設備必須不占用大體積，否則它會占據商店里的過多地面空間。(5) 足部護理產品的不同類型和尺碼的數量非常大，因此需要進行為顧客選擇產品的足部測量的次數也非常大。因此，需要減少要進行的測量次數、因而減少測量時間和不準確的可能性的設備/自動化技術。考慮了這些技術問題而提出本發明。
發明內容
為了解決上述問題(I)，本發明提供其中使用多個壓力傳感器對表面上的人的足部進行壓力測量的設備和方法。處理來自壓力傳感器的信號，以便為此人計算表面上的力點(point of force)(優選地為包含此人的體重通過其起作用的表面上的點的力點的中心)，以及將此人的這個力點與表面上先前確定的目標區進行比較，以用于使用傳感器的準確測量。向用戶呈現顯示此人的當前力點的位置與目標區的差異的顯示，以便幫助用戶移動(因此改變其體重通過其起作用的點)并且使其力點進入目標區。在此人的力點處于目標區之內之前，不對其足部進行測量。與測量足部的光學、計量或其它先前提出的方法相反，壓力傳感器的使用解決提供適合用于無人值守零售環境中的低成本的健壯測量系統的問題。另外，這些設備和方法確保用戶以能使用壓力傳感器進行準確可靠測量的方式站立。參照上述問題(2)。本發明人認識到，由于人沒有正確使用測量設備，所以出現許多測量誤差。具體來說，本發明人認識到，在進行測量時，許多人穿戴鞋類的物品、如鞋或襪，而測量應當在用戶沒有穿戴任何這種物品時進行。因此，本發明提供一種設備和方法，其中，首先處理來自足部測量傳感器的信號，以便確定多個不同的足部尺寸，計算測量尺寸的一個或多個比率，以及將計算比率與一個或多個參考值進行比較以確定此人是否穿戴鞋類的物品。這樣，此人足部的其它測量能延遲，直到此人去除了任何鞋類的物品為止，由此避免不準確測量結果。為了解決上述問題(3)，本發明人發明一種新技術，它使用在足部置于其上的二維平面上所進行的測量來表征人的足弓。更具體來說，本發明提供一種設備和方法，其中，多個壓力傳感器用于生成人的足 底在置于二維表面上時的壓力圖，以及處理壓力圖以確定足弓的量度。優選地，處理壓力圖，以便確定它的與人的足弓相關的部分，并且確定足弓部分的面積與足部面積的比率。這個比率在本文中稱作“足弓指數”，以及本發明人發現，這個指數特別適合用于表征人的足弓以使得能夠選擇適當的足部護理產品來匹配足部。為了解決上述問題(4)，本發明人認識到，能采用當人以模擬移動的姿勢站立時所進行的靜態測量(這類測量在本文中稱作“準動態”測量)來取代此人行走時的動態測量。具體來說，本發明人認識到，當某個人僅單足站立時所進行的足部測量能用于取代此人行走時所進行的測量。此外，本發明人認識到，當人單足站立時所進行的測量的精度和可靠性能通過使用壓力傳感器進行測量來提高。根據本發明，提供一種設備和方法，其中，處理來自與表面關聯的多個傳感器的信號，以便確定某個人是否僅單足站立在表面上。這樣，能避免當此人雙足站立時所進行的不正確測量。優選地，關于人是否僅單足站立的確定基于施加到表面的某個區域(與單足對應的區域)中的壓力傳感器的體重和/或在表面上的人的力心(centre of force)(例如人的重心通過其在表面上起作用的點)是否落入表面上的預定區域之內。本發明人還認識到，如果使用足部測量的兩個集合，即用戶雙足站立時所進行的測量的集合以及用戶僅單足站立時所進行的測量的集合，則能更好地表征人的足部。本發明提供一種設備和方法，其中，與表面關聯的一個或多個傳感器用于當某個人雙足站立于表面上時產生測量信號的集合以及當此人僅單足站立于表面上時產生測量信號的集合。處理信號的這些集合，以便確定人的足部的性質，由此提高精度。參照上述問題(5)，本發明人發明一種用于準確可靠地表征人的足部以便允許將足部護理產品與足部匹配的技術，它僅需要少量足部測量，僅需要少量數據存儲，并且能快速執行。根據本發明，提供一種設備和方法，其中，根據足長、足弓的量度(例如足弓指數)和體重來表征足部以及選擇足部護理產品。也可使用其它特征，但是它們增加測量和產品選擇的復雜度，并且本發明人發現，僅這三個特征提供極準確可靠的足部表征和產品選擇。預先存儲定義多個足長范圍和關于足弓的量度的多個范圍的數據。對于各足長范圍，還存儲相應的多個體重范圍，使得體重范圍對于每個足長范圍是不同的。進行人的足長和足弓的測量。人的體重可測量，或由此人輸入。將足長、足弓量度和體重與預先存儲的值進行比較，并且根據比較結果來選擇預先制造的足部護理產品。本發明還提供用于實現這些方法的計算機程序產品，例如攜帶計算機程序的信號或者存儲計算機程序的存儲介質。
圖1示出根據本發明的一個示例實施例的示例售貨亭的原理框圖。圖2示出若干示例足部尺寸。圖3a示出可在壓力墊上顯示的對齊標記的位置的示例。圖3b示出可從壓力墊上的壓力測量得出的測量。圖4示出根據本發明的一個示例實施例、用于根據壓力測量來表征人的足部并且選擇推薦的足部護理產品的示例過程的流程圖。圖5示出說明根據本發明的一個示例實施例、可用于確定傳感器上的足部是否赤足的足部尺寸的示例壓力圖。圖6示出根據本發明的一個示例實施例、使用來自圖5的足部尺寸來確定赤足足部是否在壓力墊上的示例過程。圖7示出根據本發明的一個示例實施例、進行壓力測量以便計算例如圖2中那些的生物力學數據估計的示例過程。圖8a示出根據本發明的一個示例實施例的示例決策矩陣。圖Sb示出根據本發明的一個示例實施例、用于從例如圖8a等的決策矩陣選擇足部護理產品的示例過程。圖9a示出根據本發明的一個示例實施例、選擇預先制造的矯形器的示例售貨亭。
圖9b示出根據本發明的一個示例實施例的壓力襯墊的示例內部結構。圖9c示出根據本發明的一個示例實施例的壓力襯墊的示例逐層內部結構。圖1Oa示出根據本發明的一個示例實施例、可顯示足部護理產品的示例屏幕。圖1Ob示出根據本發明的一個示例實施例、可顯示足部護理產品及其各種組件的示例屏幕。
圖11示出根據本發明的一個示例實施例、顯示信息、指令或者提供語言選項的任何數量的示例屏幕。圖12示出根據本發明的一個示例實施例、指導人脫鞋的示例指令屏幕。圖13a示出根據本發明的一個示例實施例、可向人顯示以便幫助取得適當的足部對齊和體重分布的示例屏幕。圖13b示出根據本發明的一個示例實施例、可向人顯示以便幫助取得適當的足部對齊和體重分布的一個備選不例屏幕。圖14示出根據本發明的一個示例實施例、當某個人在雙足上平衡其體重時可向此人顯示的示例屏幕。圖15示出根據本發明的一個示例 實施例、包含可向人顯示的有關進行準動態足部測量的指令的示例屏幕。圖16a示出根據本發明的一個示例實施例、可在進行單直立足(planting foot)的測量之后顯示的示例屏幕。圖16b示出根據本發明的一個示例實施例、可在進行單直立足的測量之后顯示的一個備選示例屏幕。圖17a示出根據本發明的一個示例實施例、包含可某個人顯示的有關當此人右足站立時對其進行壓力測量的指令的示例屏幕。圖17b示出根據本發明的一個示例實施例、包含可某個人顯示的有關當此人右足站立時對其進行壓力測量的指令的一個備選示例屏幕。圖18示出根據本發明的一個示例實施例、可在進行單直立足的測量之后顯示的示例屏幕。圖19示出可顯示所選的推薦的足部護理產品、本例中為矯形器的示例屏幕。圖20示出根據本發明的一個示例實施例、顯示可向人顯示的其它信息的示例屏眷。
具體實施例方式圖1示出根據本發明的一個示例實施例的示例售貨亭的原理框圖。示例售貨亭100可用于進行人的足部測量，并且根據測量來選擇推薦的足部護理產品。售貨亭100可包括足部測量子系統114、如多個壓力傳感器101。壓力傳感器101可通過使用由壓敏導電墨水制成的壓力傳感器的陣列的襯墊來提供，例如Tekscan公司.(307 West First Street,South Boston, MA.02127-1309，USA)制造的傳感器和 / 或美國專利 5989700 和 6964205中描述的傳感器。還可采用其它測量技術，例如測力板、壓電傳感器、數字氣壓傳感器、光學測量、計量、熱傳感器等。壓力傳感器101可設置成獲得人的足部的不同點的壓力測量。例如，壓力傳感器可設置為多個傳感器層的2D網格或3D網格。以陣列設置的總共7.5 mmX7.5 mm的感測片(sensel)提供表征達到男性尺碼15的足部的充分詳細資料。感測元件可提供對于提供足部的準確壓力圖所需的測量。例如，在一個示 例實施例中，給定壓力襯墊的平方英尺數(square footage),每足部面積最少1144個尺寸為6.86 mmX6.65 mm的壓力傳感器提供足部的準確壓力圖。因此，對于雙足，存在2288個壓力傳感器。但是，隨著傳感器尺寸的范圍可變，準確捕捉足部的壓力圖所需的傳感器的數量可改變。足部面積以及相應的傳感器數量也可根據目標人群而改變。例如，售貨亭的示例實施例可包含能夠測量兒童至成人的足下的壓力襯墊，并且下面的襯墊大到足以捕捉成人的足部面積。從多個壓力傳感器101進行的壓力測量可以但不一定是唯一的為了選擇推薦的足部護理產品所收集的對足部的測量。例如，在備選實施例中，還可在足部測量子系統101中采用秤113，以便在估計人的體重時提供更大精度。將理解，產生相對壓力分布而無需產生絕對壓力值的測量方法也可用來代替絕對數值壓力測量。
示例售貨亭100還可包含例如視頻屏幕或IXD屏幕等輸出裝置102以及例如鍵盤、鼠標等輸入裝置103。一個備選實施例可包含作為輸入裝置103和輸出裝置102的組合的觸摸屏。輸出裝置102可顯示從處理器104所接收的信息。這種信息可包含采取圖片或型號形式的推薦的足部護理產品、關于如何使用售貨亭的指示、生物力學數據估計、包含售貨亭交易信息的數據等。輸出裝置102可在用戶踏上壓力傳感器時立即實時地顯示足部壓力。如果輸出裝置是數字顯示器，則壓力可通過像素格式或等高線格式、即為了美學顯示目的的像素化格式的實時平滑版本來顯示。顯示還可在某個人站立于壓力傳感器時實時地呈現此人的足部的壓力圖和壓力圖的變化。輸出裝置102還可向人顯示最終峰值壓力圖。峰值壓力圖是各特定點的峰值的組合。動態壓力顯示可使用固定彩色圖例，而數據收集之后所產生的峰值壓力可使用基于峰值壓力范圍的浮動(可變)圖例。各種壓力圖、如峰值壓力圖可由售貨亭的其它實施例用來檢測熱點以及推薦治療產品或襯墊。例如，熱點可用來檢測足部的各個區域中施加的峰值壓力的位置。然后可推薦襯墊或其它緩沖足部產品應用于那些區域。當某個人、如顧客109可使用輸入裝置103執行過程108以便根據人的足部的壓力測量來選擇推薦的足部護理產品時，另一個人、如管理員Iio可使用輸入裝置103配置
(111)處理器104。配置(111)可包括調整用于選擇推薦的足部護理產品的參數、校準壓力傳感器、提供新的廣品列表等。另一個管理員110可校準處理器104，以便確保從壓力傳感器101進行的壓力測量的精度。兩種方法可由管理員Iio采用:力校準(FC)或多級壓力校準(MPC)。使用力校準方法，管理員110在校準的體重秤上測量試驗者的體重，然后測量站立于壓力墊114的試驗者身體。將試驗者的體重輸入處理器，并且在開始校準過程之前，試驗者在固定時長在壓力墊上站立不動。固定時長的范圍可從最低I秒到15秒。可高速收集數據或幀的系統可減少所需時間。使用多級壓力校準方法，可運行自動靈敏度調整。在校準窗口中，可增加“靈敏度設定”按鈕。試驗者可將壓力墊插入校準裝置中的校準墊，并且以固定的已知壓力、例如15磅每平方英寸(Psi)裝載壓力墊。該過程可包括根據原始數字讀數來調整靈敏度。為了進行多級壓力校準，整個壓力平臺可放置在壓力校準裝置中。然后，可通過例如5 psiUOps1、15 ps1、20 ps1、30 psi等的各種壓力級來裝載壓力墊。對于壓力墊上的各感測片生成負荷-輸出曲線，感測片是獨立的感測單元。此外，為了確保適當的校準，處理器可執行壓力傳感器的測試校準，以便補償長期漂移。示例售貨亭100還可包含例如RAM、硬盤驅動器、閃速驅動器等存儲裝置105，它可傳遞(120)待存儲或發送的信息，例如操作售貨亭所需的指令或軟件升級115、足部護理產品到分類小組的映射或決策矩陣116、庫存列表117、使用售貨亭的人的人群統計信息118、預先配置并且可由管理員設置的售貨亭的參數122、售貨亭交易記錄119、與對于足部類型所選的足部護理產品的類型相關的人群統計信息118等。庫存列表117可存儲產品類型的信息以及那些產品的庫存的當前可用性。還可通過例如調制解調器、DSL、電纜、以太網等通信介質107將這個信息傳遞給網絡服務器106，該網絡服務器可傳遞(121)來自多個售貨亭100的存儲的售貨亭信息。網絡服務器106或數據庫可存儲來自多個售貨亭100的對應信息，包括指令或軟件升級123、映射或決策矩陣124、庫存125或產品列表、人群統計信息126、交易信息127和參數128。可以理解，連網售貨亭的操作備選地可通過僅設置在網絡服務器106的指令或軟件升級123來控制。備選地，連網售貨亭可與服務器106共享指令和操作控制。管理員110可收集和分析(112)來自網絡服務器106的數據，以便調整用于選擇推薦的足部護理產品的參數或者調整某些型號的足部護理產品的發貨。此外，稍后將進行說明，可分析庫存125以便跟蹤庫存的銷售統計或者記錄某些售貨亭是否需要重新進貨或者是否需要制造更多產品。示例售貨亭100中的處理器104可配置成執行各種任務，例如從壓力傳感器101進行壓力測量。處理器可以能夠根據壓力測量來計算人的足部的生物力學數據估計。生物力學數據估計可包括估計的足部尺寸、估計的足部類型和估計的體重。足部類型可指明此人是否有扁平足、旋后、旋如等。在售貨亭使用結束時，或者在白天使用之前，管理員110可發起檢查，或者備選地，售貨亭可發起自檢。自檢可包括壓力墊情況檢查(沒有負荷時感測片失效(misfiring))、處理傳感器(handle-sensor)、處理計算機(handle-computer)檢查、觸摸屏檢查、系統存儲器清理、校準壓力墊、校準秤、考慮夏時制等。在啟動售貨亭之前，或者當售貨亭未使用時，管理員110可使用輸入裝置103或者例如觸摸屏界面等能夠充當 輸入的輸出裝置102來訪問處理器104。或者，如果當售貨亭正使用時存在差錯，則該差錯可提示管理員110采取行動。管理員可設置用于差錯校驗的參數，例如體重范圍限制、計算生物力學數據估計或者選擇足部護理產品的等式系數。管理員還可從網絡107下載或者向存儲裝置105上載新的產品列表、庫存117、視頻剪輯、語言模板
坐寸ο圖2示出若干示例足部尺寸。示例估計的足部尺寸可根據由前面所述的示例售貨亭所進行的壓力測量來計算。足部尺寸可以是從足跟的橫向中心延伸到第二腳趾的橫向中心的縱線200。足長201可以是該縱線上在足部壓力圖上的足的最后點204(即逼近足跟的點)與最前點213 (即最遠的逼近腳趾的點)之間的距離。足寬202可以是足部壓力圖的最內側點206與最外側點207之間的距離的投影，圖中所示的投影足寬與縱線200垂直。足弓指數是可用于表征足弓的估計。足弓指數可定義為無趾足印的中間三分之一的面積與稱作足體(foot body)的總無趾足印面積之比。三段的劃分沿線條L 205進行，該線條在趾線(toe line) 203的水平線上的第二趾的橫向中心點211與足跟的最后點204的水平線上的足跟的橫向中心212之間繪制。因此，足部分為A 208,B 209和C 210三等份，每個三分之一為長度L除以3。足弓指數等于B/(A+B+C)的面積比，它等于B的面積除以足體面積。可以理解，足部尺寸可使用備選方法或者根據備選測量點來估計。
圖3a示出在壓力墊上顯示的對齊標記的位置的示例。當人站立于壓力墊時，其足部應當定位在兩個足形輪廓311的近似角度。對齊邊界310標記能夠接收測量的最遠后邊界。在內部，傳感器陣列網格可檢測足部的特征。只要能得到測量區域的某個部分，則能確定被測者是否站在測量網格之外。則指示此人如何移動其足部，以便處于測量區域之內。例如，確定足部是否在測量區域之內的一種方式是確定足部的一部分是否在測量網格的一偵牝例如是否能在測量網格外部的傳感器網格上進行測量。因此，測量網格312可定義在較大的實際傳感器網格313陣列邊界之內。如果傳感器檢測到312之內以及靠近那個相同區域的313之內的測量，則系統認識到，足部處于邊界外部，并且指導此人調整其足部。圖3b示出可從壓力墊上的壓力測量得出的測量。在確定對齊的這個備選方法中，人可站在如同圖3a中那樣的指定區域之內。可計算縱線307，以便提供連接足跟的中心305和第二趾的中心306的線條的位置的預計。足部的輪廓308可以是使人放足的大致的可測量邊界。輪廓可以大到足以適合大多數人。例如，在一個實施例中，可為腳趾提供略大于6英寸。可提供網格309以便提供均勻測量單元，并且可以(但不一定)將它們提供給站立于壓力墊的人。在輪廓308的寬度上指定三個對齊標記X 301、Y 302和Z 303。對齊標記X 301可通過取100%乘以平均第一跖骨長度與平均第一趾長之比來得出。平均長度可通過研究適合于基于種族、性別、足部類型或者總人群的人的分組的平均足長來得出。對齊標記Z 303可通過取100%乘以平均第五跖骨長度與平均第五趾長之比減去預定網格數來得出。對齊標記Y 302可通過取縱向的第二與第一跖骨頭之間的平均長度差來得出。可在三個點上繪制一般雙曲線擬合曲線，以表示趾線304。可以理解，平均長度可具有某種變化，因此對齊標記的準確位置可能略有偏差。在一個實施例中，對齊標記X 301可估計為壓力墊長度的73%(=100%X 19.29/26.32-38個網格；19.29=平均加拿大人第一跖骨長度；26.32=平均加拿大人第一趾長)。對齊標記Z 303可 估計為壓力墊長度的64%(=100%X16.9/21.69 ；16.9=平均加拿大人第五跖骨長度；21.69=平均加拿大人第五趾長)。各網格可等于6.73 mm。縱向的第二與第一跖骨頭之間的一個平均長度差為3.4 mm，而另一個平均值為3.2 mm。取兩個平均值的平均將得出平均值3.35 mm。假定平均足長為26.32 cm，則第二跖骨頭位置的位置可上移4.45 mm(=3.35X35/26.32)。如果各網格等于6.73 mm，則對齊標記Y 302的位置可移動單個網格的距離的大約2/3。足跟的中心305和第二趾的中心306的位置可從平均值得出，但在這個示例實施例中，它定義為在橫向的第九與第十網格之間。圖4示出根據本發明的一個示例實施例、用于根據壓力測量來表征人的足部并且選擇推薦的足部護理產品的示例過程的流程圖。示例過程可通過售貨亭、如圖1所示的示例售貨亭來實現。在400，示例過程可由管理員發起。在401，輸出裝置可顯示吸引性的屏幕，如可在示例售貨亭的商品顯示區銷售的產品的圖片，并等待人的輸入(402)。當沒有輸入時，吸引性的屏幕可繼續顯示足部護理產品(401)或者其它圖像以便引起人注意。在一個備選實施例中，分發機構(dispensing mechanism)可取代商品顯示區，以及分發機構可自動或者根據人的請求開始分發推薦的足部護理產品的過程。間歇的音頻和視頻片斷可伴隨足部護理產品的顯示。當某個人例如通過觸摸觸摸屏或者按下開始按鈕來響應吸引性的屏幕時，過程可指明各種語言選項可以是可用的(403)，例如英語或西班牙語。此人可指明語言偏好，并且差錯校驗可被執行(404)。當進行壓力測量時，當人的足部分組到分類小組中時，或者當推薦的足部護理產品正在被選擇時，可顯示各種屏幕。在這些屏幕的每個，差錯可能出現，或者用戶可能自發地中止該過程。例如可通過在售貨亭存儲裝置中存儲或者經由網絡發送以便在服務器106進行跟蹤，這些差錯或中止以及它出現的對應屏幕可被跟蹤。如果出現差錯或中止，則該過程可重新開始(405)，以及通過顯示足部護理產品(401)返回到其等待模式。如果在403沒有出現差錯，則在406，該過程可重新顯示指令或者顯示更詳細的指令。如果此人尚未將足放到壓力墊上，則可這樣做。在407，顯示可向某個人提供反饋，例如呈現此人的足部的壓力圖的實時顯示。在408，可指示某個人例如使用如圖3b所示的對齊標記來對齊雙足。可顯示匹配準確壓力圖位置的對齊標記。對齊標記可包括左足和右足的趾線和縱線，并且可通過不同的顏色區示出。可自動檢測足跟的中心和第二趾的中心。如果沒有，則可顯示縱線，并且可要求人調整足部，直到足與縱線對齊。備選地，如圖3a所示，可提示用戶在壓力傳感器所檢測的邊界中移動雙足。售貨亭可確定足部是否超出壓力墊的界限、人的體重是否超出預定范圍或者人的雙足是否赤足。在409，可檢驗某個人站立于壓力墊時是否光著足。在410，可執行多個差錯校驗。根據先前的確定，如果問題可能沒有解決，則標記差錯。這些差錯可包括:(I)如果無法識別某個人正赤足站立于壓力墊上(即使此人是這樣的)；(2)如果此人正站在壓力墊的界限之外；(3)如果此人雙足未對齊；或者(4)如果此人的體重沒有均勻地置于壓力墊上。此外，可確定其它差錯校驗。例如，可確定人的體重的最小和最大限制。可要求人的體重在70與400磅之間。可以理解，體重范圍可改變，并且還可通過其它度量來表示。由于差錯，該過程可嘗試重新顯示指令(406)，以便幫助此人解決任何問題。該過程可能到達其中可能不易解決問題的閾值，因而重新開始整個過程(405)。如果沒有差錯，則該過程繼續進行到411。在411，獲得足部的測量，例如從壓力傳感器的陣列的壓力測量。在整個測量`過程中，被測者例如可通過離開壓力墊來中止該過程。如果測量過程中例如因用戶不均勻地移動其體重而存在問題，則也可中止該過程。在412，可檢測任何測量差錯或中止。如果問題無法解決，則該過程可重新開始(405)。在413，根據壓力測量和生物力學數據估計，可將人分組到分類小組中。在414，根據決策矩陣或映射為此人選擇推薦的足部護理產品。例如，可根據例如足弓指數或足長等的身體特性為人選擇廣品。在一個實施例中，足部護理產品可以是預先制造的矯形器。在備選實施例中，處理器或壓力傳感器可配置成收集壓力測量，以便選擇另一種足部護理產品，例如足跟杯、壓力襯墊等。相同的壓力測量可在對于不同類型的足部護理產品的選擇和推薦過程中實現。但是，可從壓力墊取備選點，以便推薦不同類型的足部護理產品。例如，雖然相同的壓力測量可用于推薦矯形器和足跟杯，但是，集中于足跟的測量的備選點可以更準確地確定足跟杯適合性。可使用兩種方法，以及處理器和壓力傳感器只需要配置成適應兩種足部護理產品。備選地，在414，可為某個人選擇多種足部護理產品，以便從其中進行選取。還可提示此人回答提供附加信息的問題，例如以便為該過程提供能調整參數以搜索更準確匹配的精確因素。這類精確因素可使用偏好、此人經常參與的活動的類型、足部護理產品可與其配合使用的鞋的類型、此人的性別等，以便進一步縮小所選矯形器的列表。可在該過程的早期、例如在進行壓力測量之前詢問備選問題。備選因子可將推薦的足部護理產品從一種類型的足部護理產品改變為另一種，例如矯形器對足跟杯。在415，例如可向使用上述售貨亭的人顯示幾種類型的信息。可顯示標識推薦的足部護理產品的型號的標記。這些標記可幫助人查找位于商品顯示區的對應足部護理產品。此外，連同人可能已經查看的實時壓力測量一起，可顯示峰值壓力圖，以便呈現售貨亭所進行的壓力測量。還可顯示例如估計的體重、足部類型等的與生物力學數據估計的任一個有關的信息。可顯示的生物力學數據估計的示例包括足長、足寬、體重、足弓指數、趾線和足部的輪廓、縱線(在峰值壓力圖上繪制)或者縱線與足體(即不包括腳趾的足部區域)的交叉點。在416，在某個人已經完成測量以及接收到與推薦的足部護理產品有關的信息之后，此人能選擇重新開始該過程，或者此人能離開測量裝置，這將在401自動重新開始該過程，以便顯示足部護理產品，同時等待新的人發起該過程。如果某個人將與圖1的示例售貨亭配合使用該過程，則可存儲或者通過網絡發送與所執行的售貨亭交易有關的值。可存儲的售貨亭交易信息的示例是已經使用售貨亭的次數、使用系統來完成對某個人選擇足部護理產品的次數、某個人是否中止使用售貨亭以及此人在中止時正查看哪一個屏幕、已經推薦哪些產品的計數以及使用售貨亭的人的總計數和使用售貨亭的日期時間以及每人使用售貨亭所花費的時間長度。如果售貨亭在相當一段時間沒有激活或者如果售貨亭安排為 僅在某些日期時間工作，則可測量最后一個人，以及在417，售貨亭可自動關機或者轉為休眠。如果不是赤足，則人的足部的測量顯著改變。因此，可提供自動檢測鞋類是否由其足正被測量的人穿著的過程。圖5示出根據本發明的一個示例實施例的示出足部尺寸的示例壓力圖，其可用于確定傳感器上的足是否赤足。可在規定時間段、如2秒收集靜態壓力之后生成壓力圖。在壓力圖上，縱線500連接足跟的橫向中心502和第二趾的橫向中心501。足跟的中心和第二趾的中心(以及任何其它受關注點)可通過將測量的足部外形與一般足部模板進行比較來確定。一般化足部模板可通過取實際測量的樣本或者平均許多足部類型來創建。根據壓力圖，可確定足部的幾何中心。一般足部模板可根據足部的尺碼或長度來擴大或縮小，以及可使用幾何中心作為參考點將一般足部模板與壓力圖輪廓進行比較。然后，如最佳擬合的匹配方法可用于確定最相當的一般足部模板。使用最相當的一般足部模板，可估計足部的所有其它點，包括足跟的中心和第二趾的中心。為了清晰起見和便于說明，圖5中，沿縱線的最前點和最后點作為與縱線垂直的最后點線503和最前點線504被投影出來。最后點與最前點之間的線條的投影是足長(FL)線505，它等于最后點與最前點之間的距離。標識沿縱線相對足長所測量的三個點。這些是從后端的FL線505的16%處所測量的點A 506、從后端的FL線505的50%處所測量的點B507以及從后端的FL線的75%所測量的點C 508。可以理解，這些點可改變，并且這些點可從對于大約30個測試對象的足部的試驗性運行得出。線條A 509與縱線垂直，并且通過點A 506繪制。線條A 509與壓力圖的邊界相交，以及線條A 509的長度可在壓力圖的輪廓中截取。壓力圖的輪廓指明實時壓力測量中反映的最外面的壓力點。線條A 509的長度表示足跟寬度(HW)。線條B 510與縱線垂直，并且通過點B 507繪制。線條B 510在中足區域與壓力圖的邊界相交，以及長度在壓力圖的輪廓中截取。線條B 510的長度表示足弓寬度(AW)的估計。線條C 511與縱線垂直，并且通過點C 508繪制。線條B 510與線條C 511之間的最寬點作為與足部平行的線條在內側512和外側513上投影出來。線條B 510與線條C 511之間的壓力圖的最大寬度、即線條512與513之間的距離表示前足寬度(FW)的估計。圖6示出根據本發明的一個示例實施例、使用來自圖5的足部尺寸來確定赤足足部是否在壓力墊上的示例過程。在600，壓力圖可在赤足檢測開始時生成。如前面所述，可通過在規定時間段收集靜態壓力來生成壓力圖。在601，標識縱線500。在602，標識關鍵點，具體為點A 506、點B 507和點C 508。在603，可確定估計的足跟寬度，如圖5中相對于得出線條A 509所述。在604，可確定估計的足弓寬度，如圖5中相對于得出線條B 510所述。在605，如果與壓力圖沒有相交，則在607，足弓寬度被賦予預定數值、例如不為零的某個常數，以便避免數值可能被零除的情況。如果足弓寬度確實有值，則在606，足弓寬度被賦予那個值。在608，可確定前足寬度，如圖5中相對于得出線條C 511所述。在609，將先前記錄的值與預定值進行比較。能通過記錄和比較穿鞋的實際測試對象的值并且將它們與赤足站立時的測量進行比較，來得出預定值。對于雙足，示例條件為:
權利要求
1.一種用于確定人的足部的至少一個性質的設備，所述設備包括: 表面，配置成允許人站立在其上； 多個傳感器，配置成當所述人站立于所述表面上時測量所述人的足部的性質；以及計算部件，設置成從所述多個傳感器的至少一個子集接收信號，并且可操作以處理所述信號以確定所述人的足部的至少一個性質； 其中，所述計算部件設置成: 接收當所述人雙足站立于所述表面上時所得到的所述信號的第一集合； 接收當所述人單足站立于所述表面上時所得到的所述信號的第二集合；以及 處理所述信號的第一和第二集合，以確定所述人的足部的至少一個性質。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述傳感器包括位于所述表面之下的多個壓力傳感器。
3.如權利要求1或2所述的設備，其中，所述多個傳感器設置成二維陣列。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的設備，其中，所述計算部件可操作以從包括足長、足寬、足弓指數、趾線和足部的輪廓、峰值壓力圖、在峰值壓力圖上繪制的縱線、或者縱線與足體的交叉點的性質的組確定所述人的足部的至少一個性質。
5.一種通過處理來自多個傳感器的信號來確定人的足部的至少一個性質的方法，所述方法包括: 接收當所述人雙足站立時由所述傳感器生成的信號的第一集合； 接收當所述人單足站立時由所述傳感器生成的信號的第二集合；以及 處理所述信號的第一和第二集合，以確定所述人的足部的至少一個性質。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所處理的所述信號包括來自多個壓力傳感器的信號。
7.如權利要求5或6所述的方法，其中，所處理的所述信號包括來自設置成二維陣列的多個傳感器的信號。
8.如權利要求5至7中的任一項所述的方法，其中，從包括足長、足寬、足弓指數、趾線和足部的輪廓、峰值壓力圖、在峰值壓力圖上繪制的縱線、或者縱線與足體的交叉點的性質的組確定所述人的足部的至少一個性質。
全文摘要
售貨亭設備可根據從壓力傳感器所收集的壓力測量或者所計算的生物力學數據估計來為某個人選擇推薦的足部護理產品。壓力測量和所計算的生物力學數據估計可用于確定在壓力傳感器上的足部是否為赤足，并且還將人分組到分類小組中。壓力測量和所計算的生物力學數據估計還可用于選擇推薦的足部護理產品。
文檔編號A61B5/22GK103142233SQ201210572960
公開日2013年6月12日 申請日期2007年9月21日 優先權日2006年9月21日
發明者夏彬, H.A.霍里特, C.E.小朗迪 申請人:Msd消費保健品公司