[0026] 下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
[0027] 如图1所示，少儿步姿检测鞋包括鞋底和与鞋底连接的鞋帮，鞋底包括上鞋底11和下鞋底12，上鞋底和下鞋底均采用防水、质软的材料制成。上鞋底与下鞋底之间设置分布有步姿检测电路的柔性电路板121，如图2所示，步姿检测电路包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、MPU6050模块、三轴加速度计、单片机、存储器、无线通信模块和电源(未示出)，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、MPU6050模块和三轴加速度计分别与单片机连接，单片机分别与存储器和无线通信模块连接，电源分别与第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、MPU6050模块、三轴加速度计、单片机、存储器和无线通信模块连接。穿上时，第一压力传感器位于第一跖骨位置，第二压力传感器位于第五跖骨位置，第三压力传感器位于跟骨位置，MPU6050模块、三轴加速度计、单片机、存储器、无线通信模块和电源位于足弓位置。第一压力传感器用于检测幼儿行走时前脚掌第一跖骨受到的压力；第二压力传感器用于检测幼儿行走时前脚掌第五跖骨受到的压力；第三压力传感器用于检测幼儿行走时后跟跟骨受到的压力；MPU6050模块用于检测幼儿行走时脚的三轴角速度；三轴加速度计用于检测幼儿行走时脚的三轴加速度；单片机用于采集第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、MPU6050模块和三轴加速度计的检测数据，将检测数据进行处理得到实时的步姿数列，通过与标准步姿数列相比较得到步姿检测结果；存储器用于存储步姿检测数据和检测结果，便于统计；无线通信模块用于与智能终端设备通信，将检测结果发送给智能终端设备，从而呈献给监护者。
[0028] 需要说明的是，三轴加速度计采集的三轴加速度分别为在X、Y、Z三轴上的加速度，其中X轴为垂直于脚尖方向向右，Y轴为沿着脚尖方向向前，Z轴为垂直于脚面向上；MPU6050模块采集的三轴角速度分别为在X、Y、Z三轴上的角速度，其中X轴角速度的正方向为脚面向后翘起的方向，Y轴角速度的正方向为脚面向右转向的方向，Z轴角速度为脚面向左转向的方向。
[0029] 本实施例中，无线通信模块优选蓝牙模块，通过蓝牙与智能终端设备通信。
[0030] 本实施例中，电源优选压电发电装置，如图3所示，压电发电装置包括依次连接的压电陶瓷、整流电路、超级电容电路、稳压充电电路和锂电池，压电振子在压力作用下上下表面产生电荷，经整流电路整流后的电能由超级电容电路储存，再通过稳压充电电路给锂电池充电。压电发电装置将压力能转化为电能，充分利用人体动能，边走路边充电，并将电能储存，用于为步姿检测电路供电，节能环保。
[0031] 如图4所示，应用于上述少儿步姿检测鞋的步姿检测方法，包括以下步骤：
[0032] S1、获取由第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、三轴加速度计和MPU6050模块采集的标准步姿参数，所述标准步姿参数包括标准前脚掌第一跖骨压力、标准前脚掌第五跖骨压力、标准后跟跟骨压力、标准三轴加速度和标准三轴角速度。该步骤为幼儿在监护者的指导下行走时执行，此时幼儿的行走步姿为正确步姿，采集的步姿参数为标准步姿参数。
[0033] S2、对S1获取的标准步姿参数进行处理，获得标准步姿数列{X0(1),X0(2),X0(3),X0(4),X0(5),X0(6)}，其中X0(1)表示标准第一跖骨压力比，X0(2)表示标准第五跖骨压力比，X0(3)表示标准跟骨压力比，X0(4)表示标准水平偏移角度，X0(5)表示标准步高，X0(6)表示标准步长，具体处理步骤为：
[0034] S2.1、计算标准第一跖骨压力比 标准第五跖骨压力比 标准跟骨压力比 其中y0(1)是
第一压力传感器采集的标准前脚掌第一跖骨压力，y0(2)是第二压力传感器采集的标准前脚掌第五跖骨压力，y0(3)是第三压力传感器采集的标准后跟跟骨压力。
[0035] S2.2、利用下式计算标准水平偏移角度：
[0036]
[0037] 其中 quat[0]、quat[1]、quat[2]和quat[3]是MPU6050模块将采集的标准三轴角速度转换后的四元数，q30＝1073741824。
[0038] S2.3、计算标准步高：
[0039]
[0040] 和标准步长：
[0041]
[0042] 其中步行时间常数 fcutoff为截止频率，vz(0)＝0，vy(0)＝0，Azj(n)＝Azd(n)-Azg(n)，Ayj(n)＝Ayd(n)-Ayg
(n)， n为
正整数， dt为采样周期，Ayd,Azd分别表示三轴加速度计采集的标准三轴加速度中的y,z轴方向上的加速度。
[0043] S3、获得由第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、三轴加速度计和MPU6050模块采集的实时步姿参数，所述实时步姿参数包括实时前脚掌第一跖骨压力、实时前脚掌第五跖骨压力、实时后跟跟骨压力、实时三轴加速度和实时三轴角速度。
[0044] S4、采用与S2相同的方法对实时步姿参数进行处理，获得第i步的实时步姿数列{Xi(1),Xi(2),Xi(3),Xi(4),Xi(5),Xi(6)}，其中Xi(1)表示第i步的实时第一跖骨压力比，Xi(2)表示第i步的实时第五跖骨压力比，Xi(3)表示第i步的实时跟骨压力比，Xi(4)表示第i步的实时水平偏移角度，Xi(5)表示第i步的实时步高，Xi(6)表示第i步的实时步长。
[0045] S5、使用下式计算第i步的实时步姿数列与标准步姿数列之间的方差：
[0046]
[0047] 其中
[0048] S6、将第i步的方差MSDi与阈值MSD相比较，若MSDi＞MSD，生成第i步步姿不正确信息通过无线通信模块发出，若MSDi≤MSD，生成第i步步姿正确信息通过无线通信模块发出。
[0049] 重复步骤S3-S6，可对幼儿步姿一直进行实时监测。
[0050] 使用本发明提出的少儿步姿检测鞋和步姿检测方法，检测一名4岁的男童的行走步姿。该男童身高1.3cm，体重15.4kg。首先该男童在其父母指导下行走时，步姿检测鞋获得标准步姿数列(0.5,0.25,0.25,2.1,1.1,0.3)，幼儿自行行走时，步姿检测鞋获得实时步姿数列，如下表所示，表中提供了前五步的实时步姿数列：
[0051]
[0052] 在计算实时步姿数列与标准步姿数列的方差时，先将实时步姿数列和标准步姿数列进行无量纲化处理，得到下表：
[0053]
[0054] 计算前五步的实时步姿数列与标准步姿数列的方差，分别为0.000667、1.07533、0.846、0.2145、0.31017，将前五步的方差与阈值相比较，获得步姿检测结果，本具体实施例中阈值取0.5。第1步的方差0.000667<0.5，生成第1步步姿正确信息通过无线通信模块发送给智能移动终端；第2步的方差1.07533>0.5，生成第2步步姿不正确信息通过无线通信模块发送给智能移动终端；第3步的方差0.846>0.5，生成第3步步姿不正确信息通过无线通信模块发送给智能移动终端；第4步的方差0.2145<0.5，生成第4步步姿正确信息通过无线通信模块发送给智能移动终端；第5步的方差0.31017<0.5，生成第5步步姿正确信息通过无线通信模块发送给智能移动终端。
