足迹步态采集装置制造方法
【专利摘要】足迹步态采集装置，涉及高性能智能化仪器仪表领域，解决了现有足迹自动化采集设备无法采集人在自然行走状态下的足迹步态信息的问题，包括箱体，盖板，安装在箱体内部的图像采集组件和电源，设置在箱体外部用于向电脑实时传输足迹步态信息的USB接口，安装在箱体内部与图像采集组件、电源和USB接口电连接的FPGA芯片；图像采集组件包括集成安装板和等间距均匀分布在集成安装板上的多个光电耦合阵列，多个光电耦合阵列靠近盖板通过集成安装板与FPGA芯片和电源电连接；盖板上有与光电耦合阵列一一对应的孔阵列。本实用新型即时采集即时成像，可以同时采集人在静态和自然行走时的足迹步态信息，简化测量采集步骤，采集准确的步态信息。
【专利说明】足迹步态采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高性能、智能化仪器仪表【技术领域】，具体涉及一种足迹步态采集装置。
【背景技术】
[0002]足迹是公安侦查工作中必不可少的重要线索，目前，通常采用两种方法采集人的足迹信息，一种是采用油墨涂抹的方法，将油墨涂抹在嫌疑人的鞋底，然后印在白纸上，再通过计算机扫描录入到数据库中，这种方法操作繁琐，而且受人为因素影响较大，比如油墨涂抹不均匀会使录入数据不准确。
[0003]另一种是采用足迹自动化采集设备采集人的足迹信息，通过保护玻璃与人鞋底接触，起到支撑及基准焦面作用，通过光学镜头采集与保护玻璃接触的鞋底特征信息，并在图像传感器上成像，最后传输到电脑中，这种设备无法采集自然行走过程中的歩长、歩角等足迹信息，并且刻意踩踏与人自然行走时脚底的压力点不同，无法准确采集到人的步态信息。
实用新型内容
[0004]为了解决现有的足迹自动化采集设备存在的无法采集人在自然行走状态下的歩长和歩角导致无法准确采集到人的步态信息的问题，本实用新型提供一种能够有效实时采集人在自然行走状态下的歩长、歩角、足长、压力点等足迹步态信息的足迹步态采集装置。
[0005]本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]足迹步态采集装置，包括:上端开口的箱体，安装在箱体开口处的盖板，分别安装在箱体内部的图像采集组件和电源，设置在箱体外部并用于向电脑实时传输足迹步态信息的USB接口 ；
[0007]还包括:安装在箱体内部并分别与图像采集组件、电源和USB接口电连接的FPGA
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心片；
[0008]所述图像采集组件包括集成安装板和等间距均匀分布在集成安装板上的多个光电耦合阵列，多个光电耦合阵列靠近盖板并通过集成安装板分别与FPGA芯片和电源电连接;
[0009]所述盖板上设置有与光电耦合阵列一一对应的孔阵列，用于透射光电耦合阵列的光电稱合信号。
[0010]所述光电耦合阵列采用东芝公司的TLP2398光耦或TLP2395光耦，用于自动采集人的歩长、歩角、足长和压力点。
[0011 ] 所述FPGA芯片采用Altera公司的EP4CE6芯片或EP4CE40芯片，用于接收光电耦合阵列的反馈信号，并将此反馈信号分析整合成相应的足迹步态信息。
[0012]所述盖板的长X宽为3mX0.5m。
[0013]还包括设置在所述箱体外部并与电源电连接的电源接口，通过电源接口给电源供电。[0014]所述电源采用220V交流电源，用于给图像采集组件和FPGA芯片供电。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型的足迹步态采集装置可以即时采集足迹步态信息并且即时对其进行成像，能够同时采集人在静态时和自然行走状态时的歩长、歩角、足长、压力点等足迹步态信息，简化了现有足迹采集设备的采集测量工作步骤，可以更加准地确采集到人在自然行走状态下的足迹步态信息，为采集足迹步态信息提供了有利帮助。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的足迹步态采集装置的剖面图；
[0017]图2为盖板的结构示意图。
[0018]图中:1、图像采集组件，2、FPGA芯片，3、盖板，31、孔阵列，4、箱体，5、电源，6、USB接口，7、电源接口，8、脚底，9、集成安装板。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0020]如图1所示，本实用新型的足迹步态采集装置主要由图像采集组件1、FPGA芯片
2、盖板3、箱体4、电源5、USB接口 6和电源接口 7组成，盖板3和箱体4组成空箱结构，箱体4上端为开口，盖板3活动安装在箱体4的上端开口处，图像采集组件1、FPGA芯片2和电源5均安装在箱体4内部，USB接口 6和电源接口 7均设置在箱体4外部，图像采集组件I安装在箱体4的内部上端并靠近盖板3，FPGA芯片2和电源5安装在箱体4的内部下端，图像采集组件I分别与FPGA芯片2和电源5电连接，FPGA芯片2与电源5电连接，电源5与箱体4外壁的电源接口 7固定相连，FPGA芯片2与箱体4外壁的USB接口 6固定相连。
[0021]本实施方式中，图像采集组件I由多个光电耦合阵列和集成安装板9组成，多个光电耦合阵列等间距均匀分布在集成安装板9的上表面上，多个光电耦合阵列通过集成安装板9分别与FPGA芯片2和电源5电连接，多个光电耦合阵列靠近盖板3设置，光电耦合阵列需要密集排列，密度越高采集的足迹信息越精确，因此尽可能多的在集成安装板9上安装光电耦合阵列，因此光电耦合阵列的个数不作具体限定。
[0022]本实施方式中，光电耦合阵列采用东芝公司的型号为TLP2398或者TLP2395的光耦，这两种型号的光耦具有体积小、寿命长、无触点、抗干扰能力强以及单向传输信号等优点，利用光电耦合阵列的光电成像原理自动采集人的歩长、歩角、足长和压力点等足迹步态信息。
[0023]本实施方式中，FPGA芯片2采用Altera公司的EP4CE6芯片或者EP4CE40芯片，FPGA芯片2的上述功能是本领域技术人员公知的，因此在使用时只需要通过编程就可以实现上述的功能。
[0024]本实施方式中，如图2所示，盖板3上设置有多个孔阵列31，孔阵列31与光电耦合阵列的数量相同，光电耦合阵列与孔阵列31 —一对应安装，孔阵列31用于透射光电耦合阵列的光电耦合信号，不会阻止光电耦合信号的传输，盖板3与人的脚底8接触，起到支撑人脚踩踏的作用，光电耦合阵列个数的设置只要能满足需要即可，或者是根据盖板3的尺寸进行排布设置。
[0025]本实施方式中，盖板3的尺寸为:长X宽最好为3mX0.5m，不限于此，也可以设计的更大，但是最小应该超过成年人的两个步长，以便于人在盖板3上自然行走。
[0026]本实施方式中，箱体4的高度很低，约为50mm，高度最好与路面平齐，这样便于人自然行走过程中实时采集人的足迹步态信息。
[0027]本实施方式中，电源5采用220V交流电源，通过电源接口 7给电源5供电，再通过电源5给图像采集组件I和FPGA芯片2供电。
[0028]本实施方式中，USB接口 6用于与电脑连接，进行足迹步态信息的实时传输，图像传输组件I将FPGA芯片2分析获得的足迹步态信息通过USB接口 6传输至电脑，在电脑上实时显示人在自然状态下行走的足迹步态信息以及足迹图像。
[0029]本实用新型的足迹步态采集装置工作时，通过电源接口 7给电源5供电，图像采集组件I中的光电耦合阵列开启，多个光电耦合阵列同时向上方发射光电耦合信号，该光电耦合信号具有一定的高度，并一一对应通过盖板3上的孔阵列31出射，当人在盖板3上自然行走时，人的脚底与带有孔阵列31的盖板3接触，光电耦合阵列通过光电成像原理自动采集人的歩长、歩角、足长和压力点等，FPGA芯片2接收光电耦合阵列的反馈信号，并将此反馈信号分析整合成相应的足迹步态信息，通过USB接口 6传输至电脑中，并在电脑上实时显示人在自然状态下行走的足迹步态信息以及足迹图像，于足长、足宽的不同受截止的光电耦合信号的数量不同，具有一定长度的光电耦合阵列可以在人自然行走过程中长时间、多步伐实时动态采集行走过程中的歩长、歩角及压力点等信息，实现了有效实时采集人在自然行走状态下的歩长、歩角、足长、压力点等足迹步态信息。
【权利要求】
1.足迹步态采集装置，包括:上端开口的箱体(4)，安装在箱体(4)开口处的盖板(3)，分别安装在箱体(4)内部的图像采集组件(I)和电源(5)，设置在箱体(4)外部并用于向电脑实时传输足迹步态信息的USB接口(6)； 其特征在于，还包括:安装在箱体(4)内部并分别与图像采集组件(I)、电源(5)和USB接口(6)电连接的FPGA芯片(2)； 所述图像采集组件(I)包括集成安装板(9)和等间距均匀分布在集成安装板(9)上的多个光电耦合阵列，多个光电耦合阵列靠近盖板(3)并通过集成安装板(9)分别与FPGA芯片(2)和电源(5)电连接； 所述盖板(3)上设置有与光电耦合阵列一一对应的孔阵列(31)，用于透射光电耦合阵列的光电稱合信号。
2.根据权利要求1所述的足迹步态采集装置，所述光电耦合阵列采用东芝公司的TLP2398光耦或TLP2395光耦，用于自动采集人的歩长、歩角、足长和压力点。
3.根据权利要求1所述的足迹步态采集装置，其特征在于，所述FPGA芯片(2)采用Altera公司的EP4CE6芯片或EP4CE40芯片，用于接收光电耦合阵列的反馈信号，并将此反馈信号分析整合成相应的足迹步态信息。
4.根据权利要求1所述的足迹步态采集装置，其特征在于，所述盖板(3)的长X宽为3m X 0.5mο
5.根据权利要求1所述的足迹步态采集装置，其特征在于，还包括设置在所述箱体(4)外部并与电源(5)电连接的电源接口(7)，通过电源接口(7)给电源(5)供电。
6.根据权利要求1所述的足迹步态采集装置，其特征在于，所述电源(5)采用220V交流电源，用于给图像采集组件(I)和FPGA芯片(2 )供电。
【文档编号】G06K9/20GK203561518SQ201320722822
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】闫天财, 刘健飞, 苟敬德, 朱丹丹, 韩正臣, 安亚娟 申请人:长春方圆光电技术有限责任公司