Warum Werden Mehrere Hochdynamik-Drucksensoren In Intelligenten Einlegesohlen Benötigt? Verbesserung Der Ganganalyse Mit Räumlicher Präzision

Eine genaue Ganganalyse beruht auf einer detaillierten räumlichen Auflösung. Ein einzelner Sensor kann die Komplexität der menschlichen Fortbewegung nicht erfassen; daher sind mehrere Hochdynamik-Drucksensoren erforderlich, um eine detaillierte Karte der Druckverteilung zu erstellen. Durch die Platzierung dieser Sensoren an kritischen Kontaktpunkten – insbesondere Ferse, Fußgewölbe und Vorfuß – kann das System verfolgen, wie sich die Kraft im Laufe der Zeit dynamisch über den Fuß verschiebt.

Die Integration mehrerer Drucksensoren verwandelt einfache Kraftmessung in eine dynamische Bewegungsverfolgung. Diese Konfiguration ist unerlässlich für die Überwachung der Wanderung des Körperschwerpunkts des Benutzers und ermöglicht es dem System, zwischen biomechanisch ähnlichen Aktivitäten zu unterscheiden, wie z. B. dem Treppensteigen nach oben oder nach unten.

Die Mechanik der räumlichen Druckkartierung

Erfassung wichtiger anatomischer Zonen

Um den Gang zu verstehen, muss die Kraft dort gemessen werden, wo sie am wichtigsten ist. Intelligente Einlegesohlen verwenden Hochdynamik-Sensoren, die strategisch an Ferse, Fußgewölbe und Vorfuß platziert sind. Dieser Multi-Point-Ansatz stellt sicher, dass das System die vollständige Interaktion zwischen Fuß und Boden erfasst, anstatt nur einen einzigen, verallgemeinerten Aufpralldatenpunkt.

Verfolgung des Körperschwerpunkts

Der Gang wird durch den Bewegungsfluss definiert, nicht nur durch statische Aufprallkräfte. Durch die gleichzeitige Erfassung von Daten aus mehreren verschiedenen Bereichen kann die Einlegesohle die Wanderung des Körperschwerpunkts berechnen. Dies ermöglicht es dem System, die Flugbahn der Gewichtsverlagerung zu visualisieren, während sich der Benutzer durch die Phasen eines Schritts bewegt.

Unterscheidung komplexer Aktivitäten

Auflösung von Mehrdeutigkeiten in der Haltung

Bestimmte körperliche Zustände können für einfache Sensoren identisch erscheinen. Zum Beispiel kann der Unterschied zwischen Sitzen und Stehen in Bezug auf die gesamte Kraftlast gering sein. Mehrere Sensoren erkennen die spezifischen räumlichen Druckunterschiede, die erforderlich sind, um eine belastete Stehhaltung von der typischen Verteilung beim Sitzen zu unterscheiden.

Identifizierung gerichteter Bewegung

Dynamische Aktivitäten weisen oft ähnliche Kraftcharakteristiken auf, unterscheiden sich jedoch in der Ausführung. Das Bewegen nach oben oder nach unten die Treppe erzeugt unterschiedliche Kraftmuster, die ein einzelner Sensor möglicherweise fälschlicherweise als normales Gehen interpretiert. Die sequentielle Aktivierung mehrerer Drucksensoren ermöglicht es dem Algorithmus, die spezifischen Mechanismen zu erkennen, die mit dem Auf- oder Absteigen verbunden sind.

Verständnis der Kompromisse

Erhöhte Datenkomplexität

Die Verwendung mehrerer Hochdynamik-Sensoren erhöht das Volumen der Rohdaten erheblich. Während dies Präzision bietet, erfordert es anspruchsvollere Verarbeitungsalgorithmen, um die räumliche Verteilung und die Wanderungsmuster in Echtzeit zu interpretieren.

Präzisionsabhängigkeiten

Die Wirksamkeit dieses Ansatzes hängt vollständig von der Platzierung der Sensoren ab. Da das System auf die Abbildung spezifischer anatomischer Zonen (Ferse, Fußgewölbe, Vorfuß) angewiesen ist, können Fehlplatzierungen der Sensoren zu ungenauen Berechnungen des Körperschwerpunkts führen.

Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen

Die Notwendigkeit mehrerer Sensoren hängt vom Grad der diagnostischen Genauigkeit ab, den Ihr Projekt erfordert.

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Aktivitätsklassifizierung liegt: Sie müssen mehrere Sensoren verwenden, um die subtilen Unterschiede zwischen ähnlichen Bewegungen zu erkennen, wie z. B. Treppensteigen im Vergleich zum Gehen auf flachem Boden.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Haltungsanalyse liegt: Sie benötigen separate Sensoren an Ferse und Vorfuß, um die Gewichtsverlagerungsänderungen zwischen Sitzen und Stehen genau zu verfolgen.

Letztendlich sind die detaillierten Daten, die von mehreren Hochdynamik-Sensoren geliefert werden, die Brücke zwischen der einfachen Erkennung eines Schritts und dem wirklichen Verständnis menschlicher Bewegung.

Zusammenfassungstabelle:

Hauptmerkmal	Funktioneller Nutzen	Praktische Anwendung
Multi-Point-Mapping	Erfasst Kraft an Ferse, Fußgewölbe und Vorfuß	Hochpräzise biomechanische Datenerfassung
CoG-Tracking	Überwacht die Wanderung des Körperschwerpunkts	Visualisierung der Gewichtsverlagerung während der Fortbewegung
Räumliche Auflösung	Unterscheidet subtile Haltungsänderungen	Unterscheidung zwischen Sitzen und Stehen
Sequentielle Erfassung	Erkennt dynamische Kraftmuster	Identifizierung von Treppensteigen vs. Gehen auf flachem Untergrund

Heben Sie Ihre Schuhinnovation mit 3515 kundenspezifischen Lösungen hervor

Als führender Großhersteller, der globale Distributoren und Markeninhaber bedient, bietet 3515 die Expertise, die für die Integration fortschrittlicher Funktionalität in spezialisierte Schuhe erforderlich ist. Unsere umfassenden Produktionskapazitäten decken alle Kategorien ab – von unserer Flaggschiff-Serie Sicherheitsschuhe und taktischen Stiefeln bis hin zu Outdoor-, Trainings- und formellen Anzugschuhen.

Ob Sie intelligente Schuhe für die Ganganalyse entwickeln oder eine leistungsstarke Massenfertigung benötigen, 3515 bietet die Skalierbarkeit und Präzision, um Ihre Vision auf den Markt zu bringen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu besprechen, wie unsere Schuhkompetenz Mehrwert für Ihre Produktlinie schaffen kann.

Referenzen

Luigi D’Arco, Huiru Zheng. DeepHAR: a deep feed-forward neural network algorithm for smart insole-based human activity recognition. DOI: 10.1007/s00521-023-08363-w

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .