CN104581079A - 一种辅助用户使用健身器材的装置和方法 - Google Patents
一种辅助用户使用健身器材的装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种辅助用户使用健身器材的装置和方法，所述装置包括，摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块和图像识别处理模块；所述图像识别和处理模块的输入端连接有摄像模块和用户操作模块，图像识别处理模块的输出端连接有多媒体输出模块；所述图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节形成的动作角度，进而对比所述动作角度与所述目标角度，最终判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果；所述显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整。
Description
技术领域：
本发明涉及一种辅助用户使用健身器材的装置和方法，属于健身器材的技术领域。
背景技术：
随着生活质量的提高，以及国家倡导的全民健身时代的来临，越来越多的人开始重视身体健康，开始走进健身房强身健体。健身房的健身器材种类繁多，使用过程中需要使用者完成特定的规范的动作，才能达到最好的健身效果。如果动作不标准，不规范，不仅不能达到很好的健身效果，反而有可能对使用者的身体造成损伤。健身教练可以指导我们完成正确的动作，但是一方面雇佣教练的费用十分高昂，另一方面教练也不可能时时刻刻都在身边进行指导，因此，如何能够利用健身器材安全有效的进行健身是一个我们亟待解决问题。
发明内容：
针对上述存在的问题，本发明公布了一种辅助用户使用健身器材的装置。
本发明还提供利用上述装置辅助用户使用健身器材的方法。
本发明的技术方案如下：
一种辅助用户使用健身器材的装置包括摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块和图像识别处理模块；
所述摄像模块采集人体锻炼部位的图像；
所述用户操作模块：用于设定锻炼时人体关节形成的目标角度，并控制启闭所述摄像模块；
所述多媒体输出模块包括显示屏和扬声器；
所述图像识别处理模块的输入端连接有摄像模块和用户操作模块，图像识别处理模块的输出端连接有多媒体输出模块；所述图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节形成的动作角度，进而对比所述动作角度与所述目标角度，最终判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果；所述显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整。本发明中所述图像识别处理模块对人体关节所成的动作角度进行测量的方法是现有技术，本专利不再详细描述。
根据本发明优选的，判断用户锻炼动作是否达标的标准是：所述动作角度和所述目标角度一致时对比结果为：达标；所述动作角度和所述目标角度不一致时，对比结果为：不达标。
根据本发明优选的，所述摄像模块还用于采集全部人体姿态的图像；所述用户操作模块还用于设定锻炼时人体动作形成的目标姿态，所述目标姿态包括多个所述的目标角度；
图像识别处理模块将摄像模块采集的图像识别处理后得到锻炼时人体动作形成的动作姿态，所述动作姿态包括多个所述的动作角度，图像识别和处理模块将所述目标姿态和所述动作姿态进行对比，并判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果。此处设计的优点是，利用本装置对于动作复杂的锻炼动作需要多个角度数据才能判断动作是否达标，通过选择目标姿态的方式进行辅助锻炼，可以提高锻炼效率、增加锻炼质量。
根据本发明优选的，判断用户锻炼动作是否达标的标准是：将多个所述的目标角度和多个所述的动作角度分别对应比较，当所述目标角度和对应动作角度的重合率大于等于50％时，则判断用户锻炼动作达标；当所述目标角度和对应动作角度的重合率小于50％时，则判断用户锻炼动作未达标。
根据本发明优选的，所述摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块与所述图像识别处理模块之间分别通过无线传输连接。此处设计的优点在于，所述无线传输连接不但避免连接线的繁琐铺设，使整个装置更简洁，而且避免了用户运动时连接线的阻碍。
根据本发明优选的，所述摄像模块包括多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控。此处设计的优点在于，本装置所述用户操作模块可以根据选择的锻炼项目，选择启闭相应的摄像头。
一种利用上述装置辅助用户使用健身器材的方法，包括步骤如下：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)利用摄像模块中的多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控；
(3)通过用户操作模块设定锻炼时人体关节形成的目标角度，并控制启闭摄像模块；
(4)用户利用所述装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节所成的动作角度，进而对比所述动作角度与所述目标角度，最终判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果：
当所述动作角度与所述目标角度一致时，对比结果为：达标；
当所述动作角度与所述目标角度不一致时，对比结果为：不达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
根据本发明优选的，在所述步骤(3)中，通过用户操作模块设定锻炼时人体动作形成的目标姿态，所述目标姿态包括多个所述的目标角度。
根据本发明优选的，在所述步骤(5)中，图像识别处理模块将摄像模块采集的图像识别处理后得到锻炼时人体动作形成的动作姿态，所述动作姿态包括多个所述的动作角度，图像识别和处理模块将所述目标姿态和所述动作姿态进行对比，并判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果。
根据本发明优选的，判断用户锻炼动作是否达标的标准是：将多个所述的目标角度和多个所述的动作角度分别对应比较，当所述目标角度和对应动作角度的重合率大于等于50％时，判断用户锻炼动作达标；当所述目标角度和对应动作角度的重合率小于50％时，判断用户锻炼动作未达标。
本发明的优势在于：
本发明所述一种辅助用户使用健身器材的装置和方法，不需要提前存储动作图像模板，只需要存储进行锻炼动作应当达到的目标角度；判断动作标准程度时不需将采集的动作图像与存储的动作图像模板对应帧比较，只需要判断动作角度是否达到目标角度，因此效率大大提高。
附图说明：
图1为本发明所述辅助用户使用健身器材的装置的工作流程图。
图2为本发明所述辅助用户使用健身器材的装置的连接结构示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
实施例1、
一种辅助用户使用健身器材的装置包括摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块和图像识别处理模块；
所述摄像模块采集人体锻炼部位的图像，所述摄像模块包括多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控；
所述用户操作模块：用于设定锻炼时人体关节形成的目标角度，并控制启闭所述摄像模块；
所述多媒体输出模块包括显示屏和扬声器；
所述图像识别和处理模块的输入端连接有摄像模块和用户操作模块，图像识别处理模块的输出端连接有多媒体输出模块；所述摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块与所述图像识别处理模块之间分别通过无线传输连接；所述图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节形成的动作角度，进而对比所述动作角度与所述目标角度，最终判断用户锻炼动作是否达标，如果所述动作角度和所述目标角度一致，时对比结果为：达标；如果所述动作角度和所述目标角度不一致时，对比结果为：不达标；所述显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整。
实施例2、
如实施例1所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其区别在于：所述摄像模块采集全部人体姿态的图像；
所述用户操作模块：用于设定锻炼时人体动作形成的目标姿态，所述目标姿态包括多个所述的目标角度；
图像识别处理模块将摄像模块采集的图像识别处理后得到锻炼时人体动作形成的动作姿态，所述动作姿态包括多个所述的动作角度，图像识别和处理模块将所述目标姿态和所述动作姿态进行对比，并判断用户锻炼动作是否达标，将多个所述的目标角度和多个所述的动作角度分别对应比较，当所述目标角度和对应动作角度的重合率大于等于50％时，判断用户锻炼动作达标；当所述目标角度和对应动作角度的重合率小于50％时，判断用户锻炼动作未达标。
实施例3、
一种利用实施例1所述装置辅助用户使用健身器材的方法，包括步骤如下：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)利用摄像模块中的多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控；
(3)通过用户操作模块设定锻炼时人体关节形成的目标角度a，并控制启闭摄像模块；
(4)用户利用所述辅助装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节所成的动作角度A，进而对比所述动作角度A与所述目标角度a，最终判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果：
当A＝a，对比结果为：达标；
当A≠a，对比结果为：不达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
将实施例3所述辅助用户使用健身器材的方法应用到哑铃弯举动作：
哑铃弯举动作描述：手握哑铃，手臂下垂伸直，上臂不动，前臂向上弯起，尽量到可能的最高点时，彻底收缩二头肌1-2秒钟，然后伸展肘关节，让哑铃徐徐下落到开始位置。
辅助锻炼过程：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)安置摄像头于将要进行锻炼手臂的体侧；
(3)用户通过用户操作模块选择目标角度a为60度，即小臂与大臂的夹角为60度；并开启步骤(2)中安置的摄像头；
(4)用户利用所述辅助装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时大臂所在直线与小臂所在直线的夹角A；当A＝60度时，对比结果为达标，否则，对比结果为不达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
实施例4、
一种利用实施例2所述装置辅助用户使用健身器材的方法，包括步骤如下：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)利用摄像模块中的多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控；
(3)通过用户操作模块设定锻炼时人体关节形成的目标姿态，并控制启闭摄像模块；
(4)用户利用所述辅助装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块将摄像模块采集的图像识别处理后得到锻炼时人体动作形成的动作姿态，所述动作姿态包括多个所述的动作角度，图像识别和处理模块将所述目标姿态和所述动作姿态进行对比，并判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果:
多个所述的目标角度和多个所述的动作角度分别对应比较，判断用户锻炼动作是否达标的标准是：
当所述目标角度和对应动作角度的重合率大于等于50％时，则对比结果为：达标；
当所述目标角度和对应动作角度的重合率小于50％时，则对比结果为：未达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
将实施例4所述辅助用户使用健身器材的方法应用到哑铃卧推：
哑铃卧推动作描述：手持哑铃向上推起，两肘内收，夹肘的同时夹胸。哑铃向上的同时略向前偏，呈抛物线的运动轨迹。两臂伸直时，哑铃重心接近处于肩关节的支撑点上。但不要正好位于肩关节的支撑点上，这样会使骨骼支撑住哑铃的重量(这种由骨骼而不是肌肉支撑重量的情况称为“锁定”)，使得胸肌放松，影响锻炼效果。然后，使两直臂向两侧张开，两臂慢慢弯屈，哑铃垂直落下，下降至最低处时，即做上推动作。
辅助锻炼过程：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)分别安置摄像头于体侧，以及平躺时头部上方；
(3)用户通过用户操作模块选择目标姿态为哑铃卧推，所述哑铃卧推的目标姿态包括两个角度，分别是：一、水平面与小臂所在直线的夹角为90度；二、大臂所在的直线与小臂所在直线的夹角是180度；并开启步骤(2)中安置的摄像头；
(4)用户利用所述装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时水平面与小臂的夹角a以及大臂所在的直线与小臂所在直线的夹角b；当a≠90度且b≠180度时，对比结果为不达标，否则，对比结果为达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
实施例5、
将实施例3所述辅助用户使用健身器材的方法应用到深蹲：
深蹲动作描述：双脚分开与肩同宽，双脚脚尖稍微朝外。收腹挺胸，后背挺直，下至大腿与地面平行或膝关节稍小于90度，膝盖不要超过脚尖，上至膝关节微屈，不要超伸。
辅助锻炼过程：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)安置摄像头于将要进行锻炼的腿部的体侧；
(3)用户通过用户操作模块选择目标角度a为90度，即大腿所在直线与小腿所在直线的夹角为90度，并开启步骤(2)中安置的摄像头；
(4)用户利用所述辅助装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时大腿与小腿的动作角度A；当A≠90度时，对比结果为不达标，否则，对比结果为达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
Claims (10)
1.一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于：所述装置包括，摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块和图像识别处理模块；
所述摄像模块采集人体锻炼部位的图像；
所述用户操作模块：用于设定锻炼时人体关节形成的目标角度，并控制启闭所述摄像模块；
所述多媒体输出模块包括显示屏和扬声器；
所述图像识别处理模块的输入端连接有摄像模块和用户操作模块，图像识别处理模块的输出端连接有多媒体输出模块；所述图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节形成的动作角度，进而对比所述动作角度与所述目标角度，最终判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果；所述显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整。
2.根据权利要求1所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于：判断用户锻炼动作是否达标的标准是：所述动作角度和所述目标角度一致，时对比结果为：达标；所述动作角度和所述目标角度不一致时，对比结果为：不达标。
3.根据权利要求1所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于：所述摄像模块还用于采集全部人体姿态的图像；所述用户操作模块还用于设定锻炼时人体动作形成的目标姿态，所述目标姿态包括多个所述的目标角度。
4.根据权利要求3所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于：图像识别处理模块将摄像模块采集的图像识别处理后得到锻炼时人体动作形成的动作姿态，所述动作姿态包括多个所述的动作角度，图像识别和处理模块将所述目标姿态和所述动作姿态进行对比，并判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果。
5.根据权利要求4所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于：判断用户锻炼动作是否达标的标准是：将多个所述的目标角度和多个所述的动作角度分别对应比较，当所述目标角度和对应动作角度的重合率大于等于50％时，判断用户锻炼动作达标；当所述目标角度和对应动作角度的重合率小于50％时，判断用户锻炼动作未达标。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于： 所述摄像模块、用户操作模块、多媒体输出模块与所述图像识别处理模块之间分别通过无线传输连接。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种辅助用户使用健身器材的装置，其特征在于：所述摄像模块包括多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控。
8.利用权利要求1-4任意一项所述装置辅助用户使用健身器材的方法，包括步骤如下：
(1)辅助器材准备；对所述辅助用户使用健身器材的装置进行安装连接；
(2)利用摄像模块中的多组摄像头分别对用户的各个关节进行实时监控；
(3)通过用户操作模块设定锻炼时人体关节形成的目标角度，并控制启闭摄像模块；
(4)用户利用所述装置使用健身器材进行锻炼；
(5)图像识别处理模块接收摄像模块采集的图像，并测量进行锻炼时人体关节所成的动作角度，进而对比所述动作角度与所述目标角度，最终判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果：
当所述动作角度与所述目标角度一致时，对比结果为：达标；
当所述动作角度与所述目标角度不一致时，对比结果为：不达标；
(6)显示屏显示所述摄像模块采集的图像、目标角度、动作角度，所述扬声器将所述对比结果反馈给用户，并引导用户进行动作调整；
(7)重复步骤(4)-(6)，直到锻炼结束。
9.根据权利要求7所述的一种辅助用户使用健身器材的方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，通过用户操作模块设定锻炼时人体动作形成的目标姿态，所述目标姿态包括多个所述的目标角度；在所述步骤(5)中，图像识别处理模块将摄像模块采集的图像识别处理后得到锻炼时人体动作形成的动作姿态，所述动作姿态包括多个所述的动作角度，图像识别和处理模块将所述目标姿态和所述动作姿态进行对比，并判断用户锻炼动作是否达标，得到对比结果。
10.根据权利要求8所述的一种辅助用户使用健身器材的方法，其特征在于：判断用户锻炼动作是否达标的标准是：将多个所述的目标角度和多个所述的动作角度分别对应比较，当所述目标角度和对应动作角度的重合率大于等于50％时，判断用户锻炼动作达标；当所述目标角度和对应动作角度的重合率小于50％时，判断用户锻炼动作未达标。
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| CN104581079A true CN104581079A (zh) | 2015-04-29 |
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