智能穿戴服装系统及其应用方法与流程

本发明涉及一种智能穿戴服装系统及其应用方法，属于智能控制装备。

背景技术：

1、近年来，随着人们对健康和生活质量的重视，智能穿戴设备在市场中得到了越来越多的关注。然而，类如智能手表、智能手环、智能眼镜等智能穿戴设备在功能方面仍然存在局限性，多数只能提供简单的数据采集和显示功能，难以满足消费者的多样化需求。同时，随着虚拟现实技术的迅速发展，人们对于更具沉浸感和实感交互的智能穿戴设备的需求也越来越高。针对以上市场需求，智能穿戴服装应运而生。智能穿戴服装通过在衣物中内置传感器，可以全面、实时地监测人体生物指标，包括心率、血氧、体温等，具有更广泛的应用前景，同时，智能穿戴服装也可以集成虚拟现实技术，实现更加沉浸式和实感交互的体验，开拓了新的市场和应用领域。

2、然而，现有技术中市场上的智能穿戴服装大多聚焦于人体健康监测，功能单一，难以满足消费者多样化的需求。现有技术中的穿戴式服装智能在单一的应用场景中进行应用，当用于在不同的场景进行应用时，无法满足用户的需求；同时，如中国专利公开号为：cn214230007u，公开的一种新型健康监测智能服装，只能用于心率监测，用户在穿戴式的服装中也无法体验到虚拟现实环境中的触感，无法实现虚拟现实交互，因此，一款集成多种功能和技术的智能穿戴服装是市场上的一大空白。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供智能穿戴服装系统及其应用方法，解决了现有技术中出现的问题。

2、本发明所述的智能穿戴服装系统，包括服装本体和控制系统，所述控制系统设置在服装本体中，所述控制系统包括主控单元以及与主控单元连接的语音控制系统、动作捕捉系统、生物信息记录系统和触觉反馈系统；

3、所述语音控制系统包括与主控单元连接的麦克风、语音识别模块和反馈单元，用户发出语音指令由麦克风进行语音指令的接收，通过语音识别模块将指令转化为计算机语言并将其传入到主控单元中，主控单元根据用户的指令进行相关控制，最后通过反馈单元的响动给用户反馈控制成功的信号；

4、所述动作捕捉系统包括动作上肢动作捕捉系统、下肢动作捕捉系统和背部动作捕捉系统，所述生物信息记录系统包括生物信息监测传感器，所述生物信息监测传感器通过红外线和led发射器向皮肤发射光线，然后通过检测光线经过皮肤的反射来计算心率和血氧水平；

5、所述触觉反馈系统包括电极片，所述电极片发出大小不同的电刺激来触发用户的神经系统，从而产生触觉反馈的效果。

6、作为本发明进一步的技术方案，麦克风包括第一降噪麦克风和第二降噪麦克风，所述第一降噪麦克风和第二降噪麦克风位于服装本体的领口位置。

7、作为本发明进一步的技术方案，反馈单元包括蜂鸣器，所述蜂鸣器位于衣服本体的领口位置。

8、作为本发明进一步的技术方案，所述的上肢动作捕捉系统包括四个姿态检测模块，四个姿态检测模块分别固定在两条胳膊上；所述下肢动作捕捉系统包括四个姿态检测模块，四个姿态检测模块分别固定在两条腿上；所述背部动作捕捉部分包括两个姿态检测模块，所述两个姿态检测模块固定在背部。

9、作为本发明进一步的技术方案，所述的姿态检测模块包括imu传感器，所述imu传感器内置有加速度计、陀螺仪和磁力传感器，所述姿态检测模块实时与主控单元进行数据通讯。

10、作为本发明进一步的技术方案，所述的生物信息监测传感器包括光学传感器和压力传感器，光学传感器通过红外线和led发射器向皮肤发射光线，然后通过检测光线经过皮肤的反射来计算心率和血氧水平，压力传感器通过使用压力或变形传感器来测量呼吸，通过检测服装本体的扩张和收缩来计算呼吸频率和深度，所述生物信息监测传感器将监测到的心率、血氧、呼吸生物信息传输到主控单元中进行处理和分析，实时监测用户的健康状态和在不同场景下的生理信号变化。

11、作为本发明进一步的技术方案，所述的电极片安装在姿态检测模块中，所述电极片安装在姿态检测模块的外表面，所述电极片与人体接触发出大小不同的电刺激来触发用户的神经系统。

12、作为本发明进一步的技术方案，所述的主控单元包括主控计算机和隔热盒，所述主控计算机设置在隔热盒中，所述主控计算机的外部通过电源导线连接有电池。

13、本发明所述的一种智能穿戴服装系统的应用方法，包括医疗康复应用和教育培训应用，其中医疗康复应用包括以下步骤：

14、s1：利用触觉反馈系统向患者的肌肉和关节发送电信号，通过电刺激来刺激肌肉的收缩和关节的运动；

15、s2：通过生物信息记录系统实时记录患者的各项身体数据指标，给予康复师反馈，及时调整治疗方案，使患者可以享受到最优的治疗手段，用以中风、肌肉萎缩神经系统疾病患者的辅助治疗；

16、所述的教育培训应用包括以下步骤：

17、s11：模拟火灾场景：通过触觉反馈系统向身体发送电信号，模拟火灾中的热和烟雾，动作捕捉系统实时将培训人员的动作反馈到虚拟现实设备中，让培训人员感受到真实的火灾情况和自己的应对情况，从而学习正确的火灾场景救助他人和自我逃生方法；

18、s12：模拟地震场景：通过触觉反馈系统向身体发送震动和其他物理刺激，培训人员可以获得最真实的地震场景还原，从而方便救援人员进行震前训练，并可以用于其他人员的地震逃生训练。

19、所述的应用方法还包括游戏场景模拟应用，所述的游戏场景模拟应用包括以下步骤：

20、s21：触觉反馈系统通过电刺激的方式模拟天气的变化，模拟在游戏中被击中时真实的打击感，通过动作捕捉系统的辅助，将在游戏外的所有动作同步到游戏内部。

21、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

22、本发明所述的智能穿戴服装系统及其应用方法，包含了语音控制、动作捕捉、生物信息记录、触觉反馈四个子系统，旨在提供更加智能和全面的身体感知和交互体验。语音控制系统通过语音命令控制服装，动作捕捉系统通过多个imu传感器捕捉和分析用户的姿态和运动，生物信息记录系统在多场景下监测用户的身体各项数据，触觉反馈系统通过电刺激技术模拟多种不同的触感。通过语音系统的交互，可以自定义调节电极片的电刺激强度，使用户选择最适合自己的电刺激强度。可以让穿戴者更加真实地感受到虚拟现实环境中的触感，提高虚拟现实交互的沉浸感和体验效果。该智能穿戴服装可以配合其他设备和系统，如虚拟现实头盔、智能手套等，以实现更加丰富和多样的身体感知和交互体验。解决了现有技术中出现的问题。

技术特征：

1.一种智能穿戴服装系统，其特征在于：包括服装本体和控制系统，所述控制系统设置在服装本体中，所述控制系统包括主控单元(15)以及与主控单元(15)连接的语音控制系统、动作捕捉系统、生物信息记录系统和触觉反馈系统；

2.根据权利要求1所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的麦克风包括第一降噪麦克风(2)和第二降噪麦克风(3)，所述第一降噪麦克风(2)和第二降噪麦克风(3)位于服装本体的领口位置。

3.根据权利要求1所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的反馈单元包括蜂鸣器(1)，所述蜂鸣器(1)位于衣服本体的领口位置。

4.根据权利要求1所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的上肢动作捕捉系统包括四个姿态检测模块，四个姿态检测模块分别固定在两条胳膊上；所述下肢动作捕捉系统包括四个姿态检测模块，四个姿态检测模块分别固定在两条腿上；所述背部动作捕捉部分包括两个姿态检测模块，所述两个姿态检测模块固定在背部。

5.根据权利要求1所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的姿态检测模块包括imu传感器(17)，所述imu传感器(17)内置有加速度计、陀螺仪和磁力传感器，所述姿态检测模块实时与主控单元(15)进行数据通讯。

6.根据权利要求1所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的生物信息监测传感器(7)包括光学传感器和压力传感器，光学传感器通过红外线和led发射器向皮肤发射光线，然后通过检测光线经过皮肤的反射来计算心率和血氧水平，压力传感器通过使用压力或变形传感器来测量呼吸，通过检测服装本体的扩张和收缩来计算呼吸频率和深度，所述生物信息监测传感器(7)将监测到的心率、血氧、呼吸生物信息传输到主控单元(15)中进行处理和分析，实时监测用户的健康状态和在不同场景下的生理信号变化。

7.根据权利要求4所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的电极片(16)安装在姿态检测模块中，所述电极片(16)安装在姿态检测模块的外表面，所述电极片(16)与人体接触发出大小不同的电刺激来触发用户的神经系统。

8.根据权利要求1所述的智能穿戴服装系统，其特征在于：所述的主控单元(15)包括主控计算机(19)和隔热盒(18)，所述主控计算机(19)设置在隔热盒(18)中，所述主控计算机(19)的外部通过电源导线(20)连接有电池(21)。

9.一种智能穿戴服装系统的应用方法，其特征在于，所述的应用方法包括医疗康复应用和教育培训应用，其中医疗康复应用包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的智能穿戴服装系统的应用方法，其特征在于，所述的应用方法还包括游戏场景模拟应用，所述的游戏场景模拟应用包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种智能穿戴服装系统及其应用方法，属于智能控制装备技术领域，包括服装本体和控制系统，所述控制系统设置在服装本体中，所述控制系统包括主控单元以及与主控单元连接的语音控制系统、动作捕捉系统、生物信息记录系统和触觉反馈系统；语音控制系统通过语音命令控制服装，动作捕捉系统通过多个IMU传感器捕捉和分析用户的姿态和运动，生物信息记录系统在多场景下监测用户的身体各项数据，触觉反馈系统通过电刺激技术模拟多种不同的触感。可以让穿戴者更加真实地感受到虚拟现实环境中的触感，提高虚拟现实交互的沉浸感和体验效果。以实现更加丰富和多样的身体感知和交互体验。解决了现有技术中出现的问题。

技术研发人员：刘银华,顾春睿,孙武辉
受保护的技术使用者：青岛登云智上科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15