CN102218212A - 一种虚拟私人运动教练装置及服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提供虚拟私人运动教练的控制装置，用于向运动者提供运动建议信息，包括第一采集装置，其用于采集所述运动者的运动信息作为第一运动信息；第一处理装置，其用于根据接收自所述第一采集装置的所述第一运动信息生成运动建议信息；以及第一反馈装置，其用于向用户反馈接收自所述第一处理装置的所述运动建议信息。另一方面，本发明还提供一种运动系统，包括一种或者多种运动装备，所述运动装备中包括了上述各种控制装置用于实现该运动系统的功能。本发明旨在通过本地方式对运动者提供实时性的或阶段性的运动建议，因此使运动者在无需聘请专门的私人运动教练的情况下，仍可以通过本发明获得专业的运动建议。

Description

一种虚拟私人运动教练装置及服务系统

技术领域

本发明涉及信息控制系统，尤其是信息采集分析控制系统，具体地，涉及信息采集分析控制系统中提供虚拟私人运动教练的控制装置以及运动系统。

背景技术

随着物质生活水平的不断提高，人们开始热衷于参加各类体育健身运动，但是健身场馆内昂贵的健身器材以及聘请健身教练的费用让很多人望而却步。根据有关调查显示，世界上每天以散步或者跑步的方式进行户外锻炼的人数约占锻炼人数的80％以上，但在很多锻炼者没有专业的运动教练的情况下，其锻炼的效果往往只能凭借自己的主观感受，而没有一个量化的检测标准。

另一方面，许多人对于进行体育健身的科学方法知之甚少，在健身锻炼过程中，一些错误的姿势动作还会对锻炼者造成一定的身体伤害。例如，由于长期错误的踏步可能影响人体脚步骨骼的生长，尤其对于正处于生长发育阶段的青少年以及儿童锻炼者来说更是如此。因此，及时发现各种错误的锻炼方式并为其提供科学的运动建议信息，显得尤为重要。

而随着运动医学技术的发展，越来越多的专业体育运动队不仅配备了专业的医疗训练师、营养师，还引进了先进的训练辅助设备，对运动员训练后的各项身体指标进行采集并分析，根据分析结果可以对教练员更科学地安排训练计划提供参考建议，帮助运动员改进训练技术，从而提高运动员的运动成绩。但是，通常这些训练辅助设备的价格不菲，操作也不方便，不适用于普通大众。因此，提供一种使用方便、价格适中的训练辅助系统将会得到更多体育运动爱好者的青睐。

具体地，如果能提供一种根据运动信息反馈相应的运动建议信息的辅助设备，将会为普通用户带来更大的帮助，目前还没有比较好的解决方案。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通过对运动者运动信息进行反馈提供一种虚拟私人运动教练的控制装置以及相应的运动系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于向运动者提供运动建议信息的控制装置，其特征在于，包括第一采集装置，其用于采集所述运动者的运动信息作为第一运动信息；第一处理装置，其用于根据接收自所述第一采集装置的所述第一运动信息生成运动建议信息；以及第一反馈装置，其用于向用户反馈接收自所述第一处理装置的所述运动建议信息。其中，所述第一处理装置分别连接所述第一采集装置及第一处理装置。

根据本发明的一个优选例，所述控制方法包括如下步骤：首先，通过人机互动界面接收专家的知识，建立知识库以存储专家提供的知识，然后对这些知识进行整理分析，并对大量人群数据作统计分析，从而形成运动建议规则，其中所述运动建议规则优选地以决策树的形式体现，其中，树中每一个非叶子节点代表一种条件判断，每一个叶子节点代表一种处理建议；接下来，采集所述运动者的运动信息作为第一运动信息，进而通过所述专家系统(尤其是所述推理机)根据所述第一运动信息进行推理，优选地可以按照决策树的非叶子节点所代表的条件判断进行判断，直到得到一个叶子节点所代表的处理建议，并将该处理建议作为所述运动建议信息反馈给用户。优选地，所述专家系统使用基于概率统计的贝叶斯预测模型。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种虚拟私人运动教练的运动系统，包括：一种或者多种运动装备；所述运动装备中还包括一个或多个信息采集装置，其用于采集所述运动者的运动信息；一信息处理 装置，其用于在本地根据所述运动信息生成运动建议信息；一种或者多种反馈装置，其用于向用户反馈所述运动建议信息。

根据本发明的另一个优选例，所述后台服务系统包括专家系统，其中，所述专家系统优选地包括人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库以及知识获取模块。

本发明通过在运动过程中对运动者的运动信息进行采集，并通过本地的信息处理装置对所述运动信息进行分析处理，从而生成相应的运动建议信息，并将所述运动建议信息反馈给该运动者。本发明实现了通过本地方式对运动者提供实时性的或阶段性的运动建议，因此使运动者在无需聘请专门的私人运动教练的情况下，仍可以通过本发明获得专业的运动建议。本发明提供的技术方案可以为广大体育运动爱好者科学地进行运动提供有针对性的帮助，从而使用户达到理想的运动效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明的第一实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置的示意图；

图2示出根据本发明的第二实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置中所述第一采集装置的示意图；

图3示出根据本发明的第三实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置中所述第一处理装置的示意图；

图4示出根据本发明的第三实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置中所述第一反馈装置的示意图；

图5示出根据本发明的一个具体实施方式的，一种提供虚拟私人运动教练的控制系统的原理示意图；

图6示出根据本发明的第四实施例的，所述第一处理装置的结构示意图；以及

图7示出根据本发明的另一个具体实施方式的，决策树的原理示意图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的第一实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置的示意图。本领域技术人员理解，本实施例描述的是实现本发明的整个控制装置。

具体地，在本实施例中，所述控制装置4中包括第一采集装置41、第一处理装置42以及第一反馈装置43。其中所述第一采集装置41用于采集所述运动者的运动信息作为第一运动信息、所述第一处理装置42用于根据接收自所述第一采集装置41的所述第一运动信息生成运动建议信息、所述第一反馈装置43用于向用户反馈接收自所述第一处理装置42的所述运动建议信息。进一步地，如图1所示的控制装置，可以与运动者61相连，以及与所述运动者61携带的移动终端90进行通信。所述第一采集装置41通过与该运动者相连接，可以采集所述运动者在运动过程中的运动信息，所述移动终端90可以通过短距离无线通信网络向所述第一采集装置发送该运动者的人体特征信息，另一方面，所述移动终端90还可以接收并显示来自所述第一反馈装置发送的运动建议信息。

在本实施例的一个优选例中，本领域技术人员理解，所述控制装置可以作为一个整体安装在相关的运动装备(例如，运动鞋、运动头盔、运动腰带以及护腕等)中。例如，在运动鞋内安装所述控制装置4，当运动者穿着该运动鞋行走、奔跑或者跳跃时，通过所述第一采集装置41可以采集到所述运动者的步频、步幅、脚部手受力信息等(作为所述第一运动信息)。具体地，本领域技术人员理解，通过相关的传感器(图1中未示出)可以实现所述采集信息的过程。例如，通过压力传感器可以智能地感知运动者在运动中脚部的受力情况；又例如，通过定位传感器可以计算出所述运动者在运动中双脚跨出的步幅信息；又例如，通过速度传感器可以测算出该运动者在运动中步频信 息等，本领域技术人员还可以结合实际需要参考现有技术采用出更多类型的传感器来实现各种运动信息的采集过程，例如，按照不同的实际需要，可以采用压力传感器(例如英国AML公司的OBUC型压力传感器)、湿度传感器(例如法国Humirel公司的HS24LF型湿度传感器)、温度传感器(例如德州仪器公司的TMP100型温度传感器)、振动传感器(例如德国申克公司的VS-06X系列振动传感器)以及加速度传感器(例如美国ADI公司的ADXL250AQC型加速度传感器)等，在此不予赘述。

更为具体地，所述第一采集装置41将采集到的所述第一运动信息交由所述第一处理装置42来处理。具体地，本领域技术人员理解，所述第一采集装置41可以通过相应的数据传输电路将所述第一运动信息发送到所述第一处理装置42中。具体地，其中所述数据传输电路可以包含有输入电路可以用来输入数据信息(即所述第一运动信息)、通过一个缓存设备连接于输入电路，可用于暂存输入电路传来的数据信息，以及控制电路，用来控制数据传输电路的操作等。进一步地，所述控制电路可以根据不同的应用场景实现不同的传输方式，例如，可以将所述第一采集装置41采集到的第一运动信息实时地传送到所述第一处理装置42中；又例如，也可以在所述运动者结束运动后，再将采集到所有第一运动信息一并传送到所述第一处理装置42中。本领域技术人员可以设计相应的开关电路以及控制程序来实现上述传输方式，在此不予赘述。

进一步地，在所述第一处理装置42中可以对接收到的所述第一运动信息进行处理并生成相应的运动建议信息。具体地，可以通过专业的数据处理软件(图1中未示出)对各个运动信息进行分析。例如，针对所述运动者的心率信息，数据处理程序可以根据采集到的心率数据并结合步频、步幅等信息来判断所述运动者的心跳是否处于正常的范围内。比如，首先可以根据步频或者步幅的数据信息判断所述运动者的运动状态(例如，行走或者奔跑)，然后再参照所述运动状态来判断该运动者的心跳是否处于正常的范围，最后，根据所述判断结果 以及相关的第一运动信息(这里包括心率、步频、步幅等信息)生成运动建议信息，例如，若发现该运动者在处于奔跑状态时出现心跳过快的现象，那么可以即时建议所述运动者应尽量减少剧烈运动的时间，并及时就医治疗。优选地，所述第一处理装置可以包括单片机等微处理装置，本领域技术人员可以结合现有技术实现这样的微处理装置，在此不予赘述。

更进一步地，所述第一处理装置42将生成的所述运动建议信息发送给所述第一反馈装置，通过所述第一反馈装置43将所述生成的运动建议信息反馈给所述运动者。在本实施例的一个优选例中，所述第一反馈装置43包括显示装置，通过该显示装置可以显示所述运动建议信息。而在本实施例的另一个变化例中，所述第一反馈装置43可以通过一个固定于所述运动设施(例如跑步机)上的或者运动场所内(例如悬挂于健身房或运动者私人健身房内的墙壁上)的显示装置(例如一个液晶显示器)来显示所述运动建议信息，其中，所述第一反馈装置43可以包括通信模块(例如蓝牙通信模块)，所述第一反馈装置43通过该通信模块可以将所述运动建议信息发送给该显示装置，本领域技术人员根据实际情况还可以变化出更多的通信模块，在此不予赘述。

在本实施例的一个优选例中，所述第一处理装置42根据所述第一运动信息以及人体特征信息来生成所述运动建议信息，其中，所述人体特征信息优选地包括性别、年龄、体重、身高以及身体健康状况信息。其中，所述人体特征信息可以由运动者61输入给所述第一采集装置41，例如所述第一采集装置41包括一输入装置(例如键盘)，所述运动者61可以通过该输入装置输入所述人体特征信息；又例如，所述第一采集装置41可以包括与所述移动终端90相适应的短距离通信模块，所述运动者61可以先在所述移动终端90上编辑所述人体特征信息，然后通过所述移动终端90中的短距离通信模块(例如红外模块)将所述人体特征信息发送给所述第一采集装置。而在一个变化例中，所述第一处理装置42生成所述运动建议信息的过程可以不以所述人体特征信息为依据。

在本实施例的另一个优选例中，所述第一处理装置42优选地包括 专家系统。本领域技术人员理解，专家系统就是一个具有智能特点的计算机系统，它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。因此，专家系统包含相关领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。优选地，所述专家系统91的基本结构如图6所示，其中箭头方向为数据流动的方向，所述专家系统91包括人机交互界面911、知识库912、推理机913、解释器914、综合数据库915以及知识获取模块916，其中，所述人机交互界面911可以用于与专知识工程师互相接收以及反馈专业知识信息，所述知识库912用来存放专家提供的知识。所述专家系统91的问题求解过程是通过所述知识库912中的知识来模拟专家的思维方式的。本领域技术人员根据实际需要可以通过改变、完善所述知识库中912的知识内容来提高所述专家系统91的性能。

在一个优选例中，所述专家系统91通过对运动领域专家知识经验的整理分析，以及对大量人群数据的统计分析，形成了大量的运动建议规则。这些规则以决策树的形式体现，成为所述专家系统91的知识库912的重要组成部分。例如，图7示出了一颗典型的决策树，其中，树中每一个非叶子节点代表一种条件判断，每一个叶子节点代表一种处理建议，所述专家系统91优选地根据该处理建议生成所述运动建议信息。例如，A节点可以表示目前运动的心率状态是否正常，如果正常则进入B节点，如果不正常则进入C节点。其中，决策树涉及的算法优选地包括CHAID、CART、Quest以及C5.0等算法，本领域技术人员可以根据实际需要对这些算法做出变化或采用其它的算法，这并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

在另一个优选例中，所述专家系统91使用基于概率统计的贝叶斯预测模型。本领域技术人员理解，贝叶斯统计不同于一般的统计方法，其不仅利用模型信息和数据信息，而且充分利用先验信息。通过实证分析的方法，将贝叶斯预测模型与普通回归预测模型的预测结果进行比较，结果表明贝叶斯预测模型具有明显的优越性。其中，对预 测结果的准确度采用平均绝对百分误差(MAPE)分析，公式如下：

$\mathrm{MAPE}=\frac{1}{n}(f_t-f_t^{\′})/f_t*100\%$

在本实施例的一个变化例中，所述第一反馈装置43可以通过移动通信网络或者短距离通信网络将所述运动建议信息发送到该运动者的移动终端90上，然后所述移动终端90优选地可以通过短信或者电子邮件等文字形式来显示所述运动建议信息。在本实施例的又一个变化例中，所述第一反馈装置还可以将所述运动建议信息发送到第三方系统(图1中未示出)中，例如，所述运动者的个人档案系统；然后，该运动者可以通过自己的账号和密码进入到自己的个人档案系统，查看所述运动建议信息。进一步地，本领域技术人员还可以结合现有的通信技术，变化出更多的实施例来实现所述反馈运动建议信息的过程，在此不予赘述。

在本实施例的又一个变化例中，所述移动终端90可以被省略。相应地，所述第一反馈装置43可以通过其他途径将所述运动建议信息反馈给运动者。优选地，所述第一反馈装置43可以包括若干LED灯，通过点亮一定数量的及一定颜色的LED灯来反馈所述运动建议信息。优选地，可以通过健身房内的音响设备来播报运动建议信息。又例如，还可以通过健身房内的显示设备将所述运动建议信息通过模拟动画的方式来展示。具体地，比如当所述用户在进行跑步运动时，可以通过所述动画方式模拟该用户的跑步姿势(例如，步幅、步频、摆臂等动作)，并提供相关的建议信息。本领域技术人员还可以结合现有技术通过其他方式来反馈所述运动建议信息，在此不予赘述。

图2示出根据本发明的第二实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置中所述第一采集装置的示意图。本领域技术人员理解，本实施例可以看作是图1中所示第一采集装置41的一个具体实施方式。具体地，在本实施例中，如图2所示，所述第一采集装置41包 括第一判断装置411、第二采集装置412、第三采集装置413以及第三发送装置414。其中，所述第一判断装置411用于判断距离上次采集所述第一运动信息的时间间隔是否大于第一阈值，所述第二采集装置412用于当距离上次采集所述第一运动信息的时间间隔大于所述第一阈值时，采集本次所述第一运动信息，所述第三采集装置413用于采集人体特征信息，所述第三发送装置414用于向第三方系统发送所述第一运动信息。进一步地，所述第三采集装置413还包括第一接收装置4131，其用于接收来自移动终端的所述人体特征信息。此外，图2中还包括运动者62、移动终端92以及第三方系统51，通过与所述第一采集装置41相配合实现整个采集以及传输运动信息的过程。

在本实施例的一个优选例中，本领域技术人员理解，在所有需要采集的第一运动信息中，部分运动信息可能并不需要连续采集，那么可以通过所述第一判断装置411来判断所述部分运动信息采集的时间间隔是否大于第一阈值。具体地，在所述第一判断装置411中可以由一个控制电路模块(或者称为开关)并通过相应的控制程序设定所述第二采集装置412启动的时间间隔(即所述第一阈值)，即每隔所述第一阈值的时间就启动所述第二采集装置412并唤醒电路板进入工作状态，采集运动者的运动信息。这样就可以针对一些不需要连续采集的数据信息(例如，所述运动者的血压，体温、脚步受压信息等信息)通过所述控制电路模块间歇性地启动所述第二采集装置412来采集相关运动数据信息，从而可以起到节省用电的作用，延长为所述控制装置4提供电源的电池的使用时间。进一步地，所述第二采集装置412还可以将采集到的所述第一运动信息通过所述第三发送装置414发送到第三方系统51中(例如，个人档案系统等)。

另一方面，通过所述第三采集装置413可以采集该运动者的人体特征信息。优选地，所述第三采集装置413包括第一接收装置4131，其中，所述第一接收装置4131用来接收来自移动终端92发送的人体特征信息，其中，所述人体特征信息优选地包括运动者的性别、年龄、体重、身高以及身体健康状况信息。更为具体地，所述第一接收装置 4131优选地包括短距离无线通信装置，例如，可以通过蓝牙通信装置来接收所述人体特征信息，具体地，所述运动者62可以以文本形式编辑所述人体特征信息，然后打开移动终端92上的蓝牙设备，通过蓝牙通信网络搜索所述第一接收装置4131(这里可以看作是蓝牙接收设备)，待与其配对后将所述包含人体特征信息的文本文件传送到所述第一接收装置4131上。进一步地，例如，所述短距离无线通信装置还可以是Wi-Fi通信装置，相应地，由所述Wi-Fi通信网络来完成所述数据信息的传送；又例如，还可以通过Zigbee通信装置以及相应地的通信网络来传送信息，本领域技术人员可以参考相关通信方式的现有技术来实现所述过程，在此不予赘述。

在本实施例的一个变化例中，所述第一判断装置411可以省略，即所述第一采集装置41对所有的运动信息进行连续采集。进一步地，还可以在所述第二采集装置412中可以添加一个时控装置(图2中未示出)，通过所述时控装置可以控制所述第二采集装置412的工作时间间隔，从而实现间歇性地采集运动信息的功能本领域技术人员还可以结合其他现有技术变化出更多的实施例，在此不予赘述。

在本实施例的又一个变化例中，所述移动终端92可以被省略，即所述第一采集装置41只采集所述运动者的运动信息作为所述第一运动信息，而不再采集人体特征信息。进一步地，所述第一采集装置还可以通过第三方系统51来采集所述人体特征信息。具体地，所述第一采集装置41可以向第三方系统51发送获取所述人体特征信息的请求信息，然后，根据所述第三方系统51的反馈信息确定所述人体特征信息。其中，所述运动者62可以通过移动终端或者电脑等通讯设备登录到客户端程序，并预先将自己的人体特征信息上传到所述第三方系统(例如，个人档案系统)上，这样所述第一采集装置就可以随时获取到所述运动者的人体特征信息。

在本实施例的又一个变化例中，所述第三发送装置414可以省略，例如在不需要将所述第一运动信息发送到第三方系统的情况下，所述第三发送装置414可以被省略。

图3示出根据本发明的第三实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置中所述第一处理装置的示意图。本领域技术人员理解，本实施例可以看作是图1中所示第一处理装置42的一个具体实施方式。

具体地，在本实施例中，所述第一处理装置42中包括第一统计装置421、第二处理装置422以及第三处理装置423。其中，所述第一统计装置421用于根据若干所述第一运动信息生成统计信息，并将所述统计信息作为所述第一运动信息；所述第二处理装置422用于根据所述第一运动信息生成所述运动者的运动状态；所述第三处理装置423用于根据所述运动者的运动状态生成所述运动建议信息。进一步地，所述第二处理装置422还包括第一确定装置4221和第二确定装置4222，其中，所述第一确定装置4221用于确定与所述运动者相适应的运动状态评判标准、所述第二确定装置4222用于根据所述第一运动信息及运动状态评判标准确定所述运动者的运动状态。

在本实施例的一个优选例中，所述第一处理装置42在接收到所述第一采集装置41(图3中未示出)传送过来的若干第一运动信息后，首先通过所述第一统计装置421对若干第一运动信息进行分析处理生成相应的统计信息，并将所述统计信息作为所述第一运动信息。具体地，例如，针对采集到的一系列步频信息，可以对其进行统计分析处理。比如，通过相应的计算公式求出采集到的所有步频的平均数值；又比如，也可以对所有步频信息进行排序，然后取出一个中位数；又比如，还可以通过比较分析找出一个最大步频数值和一个最小步频数值等。又例如，结合步频、步幅以及该运动者的运动时间，还可以通过相应的数学公式计算出该运动者在本次运动中所跑完的路程等。又例如，通过比较心率以及步频信息，可以分析出该运动者在进行不同程度运动(例如，运动者在慢跑、中速跑、冲刺等不同阶段)时，其心率信息的变化情况等。具体地，本领域技术人员还可以结合运动医学方面的知识，利用所述第一统计装置421对采集到的第一运动信息进行有 针对性地统计分析，在此不予赘述。

然后，所述第一统计装置421将生成的所述统计信息(作为第一运动信息)，传送到所述第二处理装置422中，然后该处理装置422将根据所述第一运动信息生成所述运动者的运动状态。优选地，所述运动状态用于指示运动者运动量的适宜程度，例如，所述运动状态可以包括运动量过小、运动量适宜以及运动量过大等运动状态。具体地，所述过程可以由所述第一确定装置4221以及所述第二确定装置4222来实现。

首先，通过所述第一确定装置4221可以确定与所述运动者相适应的运动状态评判标准。具体地，所述运动状态评判标准可以根据所述运动者的人体特征信息来确定。例如，根据所述性别信息，可以将所述评判标准划分为男性运动者和女性运动者。进一步地，根据所述年龄信息，还可以在上述评判标准的基础上划分不同的年龄段，比如，可分为：男性18岁以下、18-30岁、30-40岁等以及女性18岁以下、18-30岁、30-40岁等。更进一步地，还可以根据身高、体重以及身体健康状况等人体特征信息，对所述评判标准进行更加细致的划分，这并不影响本发明的实质，在此不予赘述。例如，所述运动者人体特征信息为男性、年龄为24岁、身高180cm、体重65kg、身体健康状况为良好，则可以将心率每分钟100跳作为其运动状态评判标准，以判断其运动量是否适宜，而对于一个老年人来说，则可以将心率每分钟70跳作为其运动状态评判标准。在一个优选例中，若所述控制装置4没有采集所述人体特征信息的情况下，可以根据所述第一采集装置41(图4中未示出)所采集到的第一运动信息确定与所述运动者相适应的运动状态评判标准，例如，可以根据所述第一运动信息中的脚步压力信息得出该运动者的体重，然后根据该体重获得相适应的运动状态评判标准，又例如，还可以将若干所述运动状态评判标准存储于所述控制装置4所包含的存储装置(图4中未示出)中，然后由该运动者来选择使用哪一种所述运动状态评判标准；又例如，可以将一运动状态评判标准设定为默认的所述运动状态评判标准。

然后，通过所述第二确定装置4222可以根据所述第一运动信息及 运动状态评判标准确定所述运动者的运动状态。例如，可以根据下表示出的所述第一运动信息及运动状态评判标准的对应关系来确定所述运动者的运动量大小，

运动状态评判标准	运动状态
		心率每分钟100跳以下	运动量过小
心率每分钟在100至150跳之间	运动量适宜
		心率每分钟150跳以上	运动量过大

其中，若采集到该运动者的心率为120跳，则可以确定其运动量大小适宜的运动状态；若其心率为150跳，则可以确定其运动状态属于运动量过大。

进一步地，通过所述第三处理装置423可以根据该运动者的运动状态生成所述运动建议信息。具体地，所述第二处理装置422将所述运动状态信息发送给所述第三处理装置423，所述第三处理装置423接收并根据该运动者的运动状态生成所述运动建议信息。例如，所述第三处理装置423可以根据下表示出的所述运动状态与运动建议信息之间的关系生成有关跑步的所述运动建议信息，

运动状态	运动建议信息
		运动量过小	加快步伐
运动量适宜	保持当前速度
		运动量过大	立即休息

其中，若运动者的运动状态为运动量适宜，则所述第三处理装置423生成“保持当前速度”的运动建议信息，具体地，结合所述第一反馈装置43，该运动建议信息可以通过多种形式反馈给运动者，例如，通过所述第一反馈装置43所包含的显示屏显示文字信息“保持当前速度”，又例如，所述第一反馈装置43包括绿色及红色的LED灯，则可以点亮绿色的LED等以指示运动者保持当前跑步的速度。

在本实施例的又一个变化例中，所述第一统计装置421可以被省略，例如，所述第二处理装置422可以直接接收所述第一运动信息及人体特征信息进行处理，在此不予赘述。

图4示出根据本发明的第三实施例的，一种提供虚拟私人运动教练的控制装置中所述第一反馈装置的示意图。本领域技术人员理解，本实施例可以看作是图1中所示第一反馈装置43的一个具体实施方式。具体地，在本实施例中，如图4所示，所述第一反馈装置43中包括第一显示装置431、第一播报装置432、第一发送装置433以及第二发送装置434。其中，所述第一显示装置431用于显示所述运动建议信息、所述第一播报装置432用于语音播报所述运动建议信息、所述第一发送装置433用于向所述移动终端93发送所述运动建议信息、所述第二发送装置434用于向第三方系统52发送所述运动建议信息。

在本实施例的一个优选例中，例如，所述第一反馈装置43可以通过所述第一显示装置431来显示所述运动建议信息。具体地，可以通过一个固定于所述运动设施(例如跑步机)上的或者运动场所内(例如悬挂于健身房或运动者私人健身房内的墙壁上)的显示装置(例如一个液晶显示器)来显示所述运动建议信息。进一步地，所述第一显示装置431还可以通过模拟动画的方式来展示。具体地，比如当所述用户在进行跑步运动时，可以通过所述动画方式模拟该用户的跑步姿势(例如，步幅、步频、摆臂等动作)，并提供相关的建议信息。又例如，当用户在进行游泳运动时，也可以通过动画方式来模拟所述用户的泳姿，另外还可以提供一种标准泳姿的模拟动画，并将两者进行对比，从而可以使用户有一个直观的感受来改进自己的泳姿。又例如，所述模拟动画的方式还可以应用在瑜伽、体操、篮球(例如投篮训练)等，在此不予赘述。本领域技术人员理解，通过动画等多媒体方式的表现，可以对用户当前运动状态进行重现，例如将运动者当前运动状态对应的步幅、步频等表现在显示屏上，从而使得该运动者对其当前运动状态有所了解，更为重要的是，还可以将运动建议信息所包含的步幅、步频等表现在显示屏上，从而可以引导运动者采纳所述运动建议信息所指示的运动信息。这样的方式，将大大提高本系统的效果。

又例如，所述第一反馈装置43还可以通过第一播报装置432向运 动者语音播报所述运动建议信息。优选地，所述第一播报装置432包括音频播放器，该音频播放器以所述运动建议信息为指令播放相应的音频内容。优选地，所述第一播报装置可以是一个音响设备，其可以置于健身房内、或者该运动者正在使用的运动设施上、或者该运动者佩戴的耳机等，这样可以将所述运动建议信息实时地反馈给所述运动者。相比于所述显示装置，运动者需要时刻关注相应的显示屏幕上的运动建议信息，而通过语音播报的方式，所述运动者可以将更多的注意力集中在运动上，这样可以提高运动者的运动效率。进一步地，本领域技术人员还可以结合其他现有的播报设备来实现所述语音播报所述运动建议信息的过程，在此不予赘述。

又例如，所述第一反馈装置43还可以通过所述第一发送装置433将所述运动建议信息发送到所述移动终端93上。具体地，例如，可以通过短信或者电子邮件等文字形式向所述移动终端93反馈所述运动建议信息；又例如，还可以通过音频或者视频等形式向所述移动终端93反馈所述运动建议信息，具体地可以发送所述音频或者视频信息的链接地址，然后该运动者可以点击所述链接地址找到相应的音频或者视频内容。本领域技术人员理解，本实施例所述的反馈方式优选地应用于该运动者在运动结束后查看所述运动建议信息的情景，进一步地，所述运动者还可以主动向所述第一反馈装置43发送获取运动建议信息的请求信息，然后根据该请求信息，所述第一发送装置433再向该运动者发送相应的运动建议信息，这并不影响本发明的实质，在此不予赘述。

又例如，所述第一反馈装置43还可以通过所述第二发送装置434将所述运动建议信息发送到第三方系统52(例如，个人档案系统、社交网站、博客等系统)中。具体地，所述第二发送装置434可以通过因特网将所述运动建议信息上传到所述第三方系统的Web服务器上，然后所述运动者可以通过个人账号和密码登陆到自己的个人档案系统或者社交网站主页或者个人博客等系统上，查看所述运动建议信息。进一步地，所述运动者还可以在所述第三方系统(例如，社交网站)中将所述 运动建议信息与其好友进行分享交流等，这并不影响本发明的实质，在此不予赘述。其中，所述第二发送装置434优选地包括GPRS通信模块，其通过该GPRS通信模块经移动通信网络接入互联网，从而与所述第三方系统52建立连接。

进一步地，结合本实施例所述的各种反馈运动建议信息的装置，本领域技术人员理解，所述各种反馈装置之间是相互独立的。换句话说，在实际应用中，运动者或者所述第一反馈装置可以根据需要选择其中任一种或者任多种装置来向用户反馈所述运动建议信息。也就是说，为了获得最优的反馈方式，可以根据运动场景的实际需要省略所述第一显示装置431、第一播报装置432、第一发送装置433以及第二发送装置434中的任一种或任多种装置。例如，为了使所述控制装置4更为轻便，可以将所述第一播报装置432、第一发送装置433以及第二发送装置434省略。

图5示出根据本发明的一个具体实施方式的，一种提供虚拟私人运动教练的控制系统的原理示意图。在本实施例中，具体地，如图5所示，所述控制系统原理示意图中包括运动者63(或者称之为用户)和其所携带的移动终端94、所述运动者63佩戴的头盔21、腰带22以及跑鞋23；基站31、第三方系统53以及显示屏7。其中，所述头盔21中还包括第一采集装置211和第一播报装置212；所述腰带22中还包括第一采集装置211′和蓝牙通信装置221；所述跑鞋23中还包括第一采集装置211″以及第一处理装置231。

具体地，根据图5所示的控制系统结构图，我们可以假设其应用于这样一个具体的实施例：

例如，所述运动者63在健身房内的跑步机上进行跑步运动。其中，所述运动者63佩戴本发明提供的运动装备(例如头盔21、腰带22以及跑鞋23)，通过所述这些运动装备中的所述第一采集装置211、第一采集装置211′以及第一采集装置211″可以对运动者63在跑步中的运动信息(例如，温度、心率、步幅以及脚部受力等信息)进行采 集。进一步地，通过所述腰带上的蓝牙通信装置221可以接收来自移动终端94发送来的该运动者63的人体特征信息。

然后，将采集到的多个所述第一运动信息(包括所述运动信息和所述人体特征信息)发送到所述第一处理装置231进行分析处理。具体地，如图5所示，在本实施例中，各个第一采集装置可以通过短距离无线通信网络将采集到的所述第一运动信息发送到第一处理装置231中。例如，在所述各个第一采集装置中可以分别包含一个无线通信收发装置(图5中未示出)，优选地可以将与所述第一处理装置231相连接的无线通信装置设置为主接收状态，其可以接收来自其他各个无线通信装置发送的数据信息。然后，将接收汇总后的所述第一运动信息发送到通过第一处理装置231中，通过相应的信息处理程序(可参考图3中所述的实施例)对所述第一运动信息进行分析处理，从而生成相应地的运动建议信息。其中，所述运动建议信息可以根据采集到的第一运动信息进行分析后得出。具体地，针对本实施例所述的跑步运动，所述运动建议信息可以包括对该运动者在跑步运动中何时可以加快速度、何时应该放慢速度、如何调整呼吸频率等具体信息。此外，根据所述第一运动信息还可以计算出该运动者已经跑完的距离、平均速率、所用的时间等其他相关信息。

进一步地，所述运动建议信息可以通过多种方式来向该运动者反馈。例如，可以通过跑步机上的显示屏7来向所述运动者显示；又例如，也可以通过头盔上的第一播报装置212向所述运动者语音播报信息。本领域技术人员理解，在所述显示屏7以及所述第一播报装置212内可以分别包含一个无线通信模块(图5中未示出)和一个数据转换装置(图5中未示出)。具体地，所述第一处理装置231可以通过无线通信网络(例如，蓝牙通信网络、Wi-Fi通信网络等)将生成的运动建议信息发送到相关反馈设备(例如，显示屏7、第一播报装置231)上。然后，所述反馈设备可以通过无线通信模块接收所述运动建议信息，进一步地，可以通过所述数据转换装置将接收到的信息转换成可以相适应的形式(例如，在显示屏7中将接收的信息转换成图像格式， 而在第一播报装置212中则转换成mp3、wma等音频格式)，然后通过所述设备将所述运动建议信息反馈给运动者。而在一个变化例中，所述第一处理装置231还可以直接将用于显示或播放的文件发送给这些反馈设备。在另一个变化例中，所述第一播报装置212包括音频播放装置以及存储装置，其中，该存储装置中存储了载有语音形式的所述运动建议信息的音频文件，所述第一处理装置231向所述音频播放播放装置发送指令，所述音频播放装置根据该指令播放该存储装置中相应的音频文件。

进一步地，所述第一处理装置231还可以通过基站31以及相应的移动通信网络向所述移动终端94发送所述运动建议信息，例如可以通过短信或者电子邮件等形式来发送。优选地，所述第一处理装置231可以通过GPRS通信装置经移动通信网络接入互联网。所述第一处理装置231还可以通过基站31以及因特网发送到第三方系统53上，具体地，所述第一处理装置231可以将所述运动建议信息上传到所述第三方系统53所对应的web服务器(图5中未示出)上，然后所述运动者可以在结束本次跑步运动后登录到所述第三方系统查看相关的运动建议信息。进一步地，上述各种反馈所述运动建议信息的方式可以结合图4中所述的实施例以及变化例来理解，在此不予赘述。

在本实施例的一个变化例中，所述第一处理装置231还可以安装在头盔21或者腰带22中。相应地，所述各个第一采集装置(包括第一采集装置211、第一采集装置211′以及第一采集装置211″)将把采集到的第一运动信息发送到所述第一处理装置231所在的运动装备中。具体地，本领域技术人员可以通过相应的控制程序来实现所述第一运动信息的传送过程，在此不予赘述。

在本实施例的又一个变化例中，本领域技术人员可以根据具体的应用场景，选择一种最优的反馈方式来向所述运动者反馈运动建议信息。以本实施例所述的场景为例，例如，可以通过跑步机上的显示屏7来向该运动者显示所述运动建议信息。相应地，其他的反馈装置(例如，第三方系统53或者移动终端94或者第一播报装置212)可以被 省略。又例如，还可以通过所述第一播报装置212向所述运动者实时地反馈所述运动建议信息，相应地，所述跑步机上的显示屏7可以被省略。

在本实施例的又一个变化例中，所述腰带22中还可以包括一个或多个LED灯(图5中未示出)。优选地，所述LED灯可以通过无线通信网络接收来自所述第一处理装置231生成的运动建议信息，当所述运动建议信息中包含警告信息时，所述LED灯将亮起红灯以警示该运动者。优选地，所述腰带22与跑鞋23之间通过相应的短距离无线通信装置建立连接，所述腰带22包括微处理装置(例如单片机)，在该微处理装置的控制下，所述腰带22所包含的短距离无线通信装置接收来自所述跑鞋23的一指令，然后微处理装置根据该指令点亮所述LED等。进一步地，在所述腰带22中还可以包含一个蜂鸣器(图5中未示出)，当出现所述警告信息时，所述蜂鸣器可以发出蜂鸣音来提醒所述运动者。更进一步地，本领域技术人员理解，所述蜂鸣器也可以安装在所述第一播报装置212中，这并不影响本发明的实质，在此不予赘述。

在本实施例的又一个变化例中，所述移动终端94以及第三方系统53可以根据实际需要被省略，相应地，所述控制装置4中用于与所述移动终端94以及第三方系统53进行通信的装置也可以被省略，例如，所述GPRS通信模块可以被省略。

进一步地，本领域技术人员理解，所述图5中各个运动装备中的有关装置(例如第一采集装置、蓝牙通信装置、第一处理装置等)可以采用上述图1至图4中相对应的装置，其具体实现方式以及相应的变化例可以参考相应的实施例，在此不予赘述。

更进一步地，本领域技术人员理解，结合图5所示的控制系统结构图以及图1至图4所示的控制装置示意图，所述运动装备并不局限于图5中所示的头盔、腰带以及跑鞋。例如，还可以包括护腕、护膝、背带等辅助装备。进一步地，本发明所提供的控制方法和控制系统还可以应用于其他多个运动项目的训练中，本领域技术人员可以针对具 体的运动项目，在本发明的基础上变化出更多的实施例，在此不予赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (18)

1.一种提供虚拟私人运动教练的控制装置，其特征在于，包括如下装置：

第一采集装置，其用于采集所述运动者的运动信息作为第一运动信息；

第一处理装置，其用于根据接收自所述第一采集装置的所述第一运动信息生成运动建议信息；

第一反馈装置，其用于向用户反馈接收自所述第一处理装置的所述运动建议信息，

其中，所述第一处理装置分别连接所述第一采集装置及第一处理装置。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一采集装置包括如下装置：

第一判断装置，其用于判断距离上次采集所述第一运动信息的时间间隔是否大于第一阈值；

第二采集装置，其用于当距离上次采集所述第一运动信息的时间间隔大于所述第一阈值时，采集本次所述第一运动信息。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述第一运动信息包括人体特征信息，其中，所述第一采集装置还包括如下装置：

第三采集装置，其用于采集人体特征信息。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第三采集装置包括如下装置：

第一接收装置，其用于接收来自移动终端的所述人体特征信息。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第一接收装置包括如下装置：

短距离无线通信装置，其用于通过短距离无线通信方式接收来自移动终端的所述人体特征信息。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述短距离无线通信装置包括如下装置中的任一种装置：

-蓝牙通信装置；

-Wi-Fi通信装置；或者

-ZigBee通信装置。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述人体特征信息包括如下信息中的任一种或任多种信息：

-性别；

-年龄；

-体重；

-身高；以及

-身体健康状况信息。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一处理装置包括如下装置：

第二处理装置，其用于根据所述第一运动信息生成所述运动者的运动状态；以及

第三处理装置，其用于根据所述运动者的运动状态生成所述运动建议信息。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第二处理装置包括如下装置：

第一确定装置，其用于确定与所述运动者相适应的运动状态评判标准；以及

第二确定装置，其用于根据所述第一运动信息及运动状态评判标准确定所述运动者的运动状态。

10.根据权利要求8或9所述的控制装置，其特征在于，所述第一处理装置还包括如下装置：

第一统计装置，其用于根据若干所述第一运动信息生成一统计信息，并将所述统计信息作为所述第一运动信息。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一反馈装置包括如下装置：

第一显示装置，其用于显示所述运动建议信息。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一反馈装置包括如下装置：

第一播报装置，其用于语音播报所述运动建议信息。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一反馈装置包括如下装置：

第一发送装置，其用于向所述移动终端发送所述运动建议信息。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一反馈装置包括如下装置：

第二发送装置，其用于向第三方系统发送所述运动建议信息。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一采集装置还包括如下装置：

第三发送装置，其用于向第三方系统发送所述第一运动信息。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一运动信息包括如下信息中的任一种信息：

-温度信息；

-血压信息；

-心率信息；

-步频信息；

-步幅信息；以及

-脚部受压信息。

17.一种提供虚拟私人运动教练的运动系统，包括运动装备，其特征在于，所述运动装备包括权利要求1至16中任一项所述的装置。

18.根据权利要求17所述的运动系统，其特征在于，所述运动装备包括如下装备中的任一种或任多种装备：

-智能运动鞋；

-运动腰带；

-运动头盔；以及

-护腕。

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