[发明专利]一种基于足态监测注意力的柔性智能检测装置

说明书

本发明公开了一种基于足态监测注意力的柔性智能检测装置，包括柔性阵列式压力传感器、模拟信号复用器、模数转换电路、蓝牙模块、人工智能学习系统及鞋垫基座；本发明采用柔性阵列式压力传感器采集人体动态或静态坐姿的足底压力信号，该在线压力信号经模拟信号复用器输入到模数转换电路，并通过蓝牙模块传输至人工智能学习系统的计算机，由计算机将在线压力信号与分类器中的标准压力信号进行比对，通过聚类算法对采集的数据进行分析，将人体行为与注意力品质相关联，通过信号识别及特征处理，并在显示屏中展现实时结果，从而实现对人体注意力的智能检测。本发明具有检测准确率高、体积小、重量轻、使用方便、不受地域环境限制的优点。

技术领域

本发明涉及智能可穿戴技术领域，尤其是是一种基于足态监测注意力的柔性智能检测装置。

背景技术

注意力是指人的心理活动指向和集中于某种事物的能力。注意力是智力的五个基本因素之一，是记忆力、观察力、想象力、思维力的准备状态，所以注意力被人们称为心灵的门户。注意力不是一种静态的心理特征，而具有高度动态和波动的特点，人类的各种智力活动，包括姿势、情绪、意志等都需要注意力的参与才能有效发生。现阶段大量研究中早已证实注意力影响个体工作效率或是学业的表现，可见研究个体注意力品质的重要性，尤其面对“线下”课堂中学习者注意力品质表现或者是测量更值得探究。

随着技术发展，除了传统的注意力观测法：作业测验法、经验观测等之外，已有许多人员致力于从仪器中测量注意力品质。根据测量切入点分为三类，仪器测量法分别是：脑电波测量法（EEG）、视觉测量法、行为测量法。申请号为201620006749.1，专利名称为一种学生课堂参与度检测系统，公开了一种学生课堂参与度检测系统，包括学生智能终端、签到用摄像头、签到计算机、注意力检测用摄像头和视频处理计算机；签到用摄像头的输出端连接签到计算机的输入端，签到计算机的输出端连接视频处理计算机的输入端，注意力检测用摄像头的输出端连接视频处理计算机的输入端，智能终端用于扫描签到计算机生成的二维码以完成签到并自动登陆课堂互动系统，通过视觉仪器测量的方法对课堂上学生的参与度进行监控与分析。

脑电波测量的仪器的原理根据安静和觉醒状态下个体脑电波中α波段主要活动在8~12Hz，而注意力存在缺陷的个体的额叶脑电波频率下降、θ慢波功率增多，θ/β功率比值增加，然后通过传感器设备测量记录脑电波，通过算法将其转换为通俗易懂的数据形式，从而测量注意力。这类仪器体积较大、价格昂贵，只是用于小规模的实验环境。

视觉测量法中利用摄像头采集学习者学习过程的信息，通过计算机算法（比如人脸识别技术）来分析面部表情来分析个体的心理状态，从而分析个体的注意力情况。眼动追踪技术和Kinect是视觉测量的重要例子，眼动追踪技术根据眼睛注释位置（注意力分配情况）、注释时间（任务难度和所需注意资源量）和扫描路径分析个体注意力情况；Kinect作为3D体感摄像机，识别人体影像、语音等来分析心理状态从而获得注意力信息。该类仪器在数据采集、处理消耗的时间成本较高，以及对数据存储也有很高的要求。

而行为测量法中，主要使用较基础的材料设备，具有低成本、高普及性的特点。目前通过行为测量注意力的产品中，主要是根据不同坐姿注意力集中度不同这个原理来获取注意力信息，包括坐姿倾斜和坐姿压力测量的方法分析坐姿。其中，坐姿倾斜是利用陀螺仪来获取身体的倾斜情况，而压力测量利用压力传感器获取坐垫压力分布情况，两种机理都是为了获得正坐、前倾、后倾、侧前（后）倾等坐姿信息，而不同坐姿代表不同注意力品质。但是这类方式存在一个很大的问题，测试受到二郎腿、盘腿等特别的坐姿的影响，使用的场景有很大的局限性。