CN105521583A - 一种跑步机人机互动方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种跑步机人机互动方法，包括以下步骤：步骤1.信息采集：采集运动者跑步姿态信号；步骤2.数据处理：将采集到的跑步姿态信号进行处理，产生相应的画面信号；步骤3.画面显示：显示产生的画面信号。本发明通过设置如重力感应器、加速度传感器和陀螺仪等动作采集模块，可以使数据处理装置捕获到运动者的运动姿态，这样，显示装置可以根据数据处理装置传输来的针对运动者当前姿态的显示画面信号为运动者呈现出可以展示其当前姿态的显示画面，如展示出与其当前姿态一致的卡通人物的运动画面等；本发明提供了使跑步机成为体感互动跑步机的必要硬件设备，体感互动跑步机可提高运动者的跑步体验，有利于提高运动者对跑步的兴趣以及持久性。

Description

一种跑步机人机互动方法及其系统
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域，具体来说是一种跑步机人机互动方法及其系统。
背景技术
人们对健康的关注程度日渐提高，而通过运动锻炼的方式来促进身体健康已经被越来越多的人所认可。为了使运动更加合理，运动者往往愿意知道自己的运动量。
目前的跑步机通常是基于对马达转速等的测量来计算当前运动者的运动量的，且传统的跑步机通常带有电子显示屏，这样，可以将当前计算出的运动量数据实时的显示给运动者。
发明人在实现本发明过程中发现，现有的跑步机由于是根据马达转速等参数来计算运动者的运动量，因此，在运动者设定跑步程序后，运动者与跑步机之间基本上没有什么互动过程，从而运动者的整个跑步过程略显单调乏味，也就是说，运动者的跑步体验有待于进一步的提升，以便于进一步提高运动者对跑步的兴趣以及持久性。
有鉴于现有的跑步机存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的体感互动跑步机，以克服现有的跑步机存在的全部或者部分问题，使其更具有实用性。经过不断的研究和设计，经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中跑步者在健身过程中人机交互体验差的缺陷，提供一种跑步机人机互动方法及其系统来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种跑步机人机互动方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1.信息采集
采集运动者跑步姿态信号；
步骤2.数据处理
将采集到的跑步姿态信号进行处理，产生相应的画面信号；
步骤3.画面显示
显示产生的画面信号。
一种具有人机交互系统的跑步机，所述人机交互系统包括：一个或多个动作采集模块、数据处理装置以及显示装置，其中，所述数据处理装置与各动作采集模块以及显示装置分别连接；所述动作采集模块通过第一固定件附着于运动者身体上，且所述动作采集模块包括：第一数据传输接口；所述数据处理装置通过第二固定件固定设置于跑步机框架上，且所述数据处理装置包括：第二数据传输接口；所述数据处理装置和各动作采集模块之间通过第一数据传输接口和第二数据传输接口相互连接，且所述数据处理装置接收动作采集模块传输来的动作采集信号；所述显示装置通过第三固定件固定设置于跑步机框架上，且该显示装置接收数据处理装置传输来的信号，以显示运动者当前运动姿态画面。
优选的，所述动作采集模块包括：重力感应器、加速度传感器、陀螺仪中的至少一个。
优选的，所述第一固定件包括：绑带、卡扣以及环带中的至少一个。
优选的，所述数据处理装置包括：单片机或者数据处理器或者可编程逻辑器件。
优选的，所述第一数据传输接口和第二数据传输接口均为有线数据传输接口。
优选的，所述第一数据传输接口和第二数据传输接口均为USB接口。
优选的，所述第一数据传输接口和第二数据传输接口均为无线数据传输接口，且所述动作采集模块还包括：电源模块。
优选的，所述显示装置包括：液晶显示屏、触摸屏以及部署于显示装置框架上的按键。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过设置诸如重力感应器、加速度传感器和陀螺仪等动作采集模块，可以使数据处理装置捕获到运动者的运动姿态，这样，显示装置可以根据数据处理装置传输来的针对运动者当前姿态的显示画面信号为运动者呈现出可以展示其当前姿态的显示画面，如展示出与其当前姿态一致的卡通人物的运动画面等；本发明提供了使跑步机成为体感互动跑步机的必要硬件设备，体感互动跑步机可提高运动者的跑步体验，有利于提高运动者对跑步的兴趣以及持久性。
综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
附图说明
图1为本发明的一种具有人机交互系统的跑步机的部分结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
一种跑步机人机互动方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1.信息采集
采集运动者跑步姿态信号；
步骤2.数据处理
将采集到的跑步姿态信号进行处理，产生相应的画面信号；
步骤3.画面显示
显示产生的画面信号。
图1中的一种具有人机交互系统的跑步机，所述人机交互系统包括：至少一个第一固定件(图1中未示出)、至少一个第二固定件(图1中未示出)、至少一个第三固定件(图1中未示出)、至少一个动作采集模块1、数据处理装置2以及显示装置3。
第一固定件主要用于将动作采集模块1附着于运动者身体上，以便于动作采集模块1能够很好的采集到运动者的运动姿态。第一固定件可以具体为绑带或者卡扣或者链环(如腕环以及指环等)或者夹持物或者服装(如带袖子的上装以及带库管的下装等)等。
动作采集模块1通过第一固定件附着于运动者身体上。动作采集模块1主要用于采集运动者的运动姿态信息(即动作采集信号)，并将其采集到的运动者的运动姿态信息传输给数据处理装置2。
一个动作采集模块1主要包括：第一数据传输接口、至少一个动作采集器件以及电源模块。第一数据传输接口是动作采集模块1与数据处理装置2进行信息交互的接口。动作采集器件与第一数据传输接口连接，从而动作采集器件采集到的运动者的运动姿态信息可以通过第一数据传输接口传输至数据处理装置2。
第一数据传输接口可以为有线数据传输接口(如USB接口)，也可以为无线数据传输接口(如蓝牙以及红外等)。
在第一数据传输接口为有线数据传输接口的情况下，动作采集模块1中的各用电元件可以通过有线数据传输接口获得电力能源；而在第一数据传输接口为无线数据传输接口的情况下，动作采集模块1中的各用电元件可以通过电源模块提供电力能源。
动作采集模块1中的一个动作采集器件可以具体为重力感应器、加速度传感器或者陀螺仪等。
不同的动作采集模块1可以分设于运动者身体的不同部位；例如，一个动作采集模块1通过一个第一固定件(如绑带)绑缚于运动者身体的左胳膊上，而另一个动作采集模块1通过另一个第一固定件(如绑带)绑缚与运动者身体的右胳膊上，同时，运动者的左右腿上也分别通过其各自对应的第一固定件(如绑带)绑缚有一个动作采集模块1。这样，运动者的四肢的运动状态(如运动者跑步的脚步踩踏动作以及手臂挥动动作等)均可以通过四个动作采集模块1跟踪采集到。
电源模块主要用于为其所在的动作采集模块1中的各用电元件提供电力能源，电源模块可以具体包括碱性电池或者可充电电池等。
数据处理装置2通过第二固定件固定设置于跑步机框架上。该第二固定件可以为螺钉、螺母以及支架等。数据处理装置2主要用于接收各动作采集模块1传输来的动作采集信号，并对各个时刻的动作采集信号进行分析处理，以识别出运动者在各个时刻的姿态，如运动者四肢的当前摆动幅度以及胳膊当前的甩动频率等。
数据处理装置2可以根据其识别出的运动者在不同时刻的姿态产生相应的显示画面信号，该显示画面信号被传输至显示装置3。数据处理装置2产生显示画面信号的一个具体例子为：该显示画面信号应该包含有可以展示出运动者的当前姿态的动画画面信号。另外，数据处理装置2还可以将其分析获得的运动者的运动数据存储在本地(如本地的存储模块)中，以备运动者查询。
数据处理装置2中的第二数据传输接口是数据处理装置2与动作采集模块1进行信息交互的接口。同样的，第二数据传输接口可以为有线数据传输接口(如USB接口)，也可以为无线数据传输接口(如蓝牙以及红外等)，且第二数据传输接口应与第一数据传输接口的具体表现形式相匹配，以便于信息交互。
上述数据处理装置2可以具体为单片机或者数据处理器或者可编程逻辑器件等可以对数字信号进行运算处理的器件。
显示装置3与数据处理装置2连接，且两者之间通常采用有线连接的方式相互连接。显示装置3通过第三固定件固定设置于跑步机框架上。该第三固定件如螺钉、螺母以及支架等。
显示装置3主要用于接收数据处理装置2传输来的画面显示信号，并显示相应的画面。一个具体的例子，显示装置3可以显示出包含一个卡通人物的画面，该卡通人物的动作与运动者的当前动作基本上同步，从而可以有效增加运动者的跑步乐趣。
显示装置3可以具体包括液晶显示屏(非触摸屏)、触摸屏以及按键，上述按键可以为可实现若干功能的按键，如开关键以及画面显示效果的控制键等。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种跑步机人机互动方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1.信息采集
采集运动者跑步姿态信号；
步骤2.数据处理
将采集到的跑步姿态信号进行处理，产生相应的画面信号；
步骤3.画面显示
显示产生的画面信号。
2.一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述人机交互系统包括：一个或多个动作采集模块、数据处理装置以及显示装置，其中，所述数据处理装置与各动作采集模块以及显示装置分别连接；所述动作采集模块通过第一固定件附着于运动者身体上，且所述动作采集模块包括：第一数据传输接口；所述数据处理装置通过第二固定件固定设置于跑步机框架上，且所述数据处理装置包括：第二数据传输接口；所述数据处理装置和各动作采集模块之间通过第一数据传输接口和第二数据传输接口相互连接，且所述数据处理装置接收动作采集模块传输来的动作采集信号；所述显示装置通过第三固定件固定设置于跑步机框架上，且该显示装置接收数据处理装置传输来的信号，以显示运动者当前运动姿态画面。
3.如权利要求2所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述动作采集模块包括：重力感应器、加速度传感器、陀螺仪中的至少一个。
4.如权利要求2所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述第一固定件包括：绑带、卡扣以及环带中的至少一个。
5.如权利要求2所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述数据处理装置包括：单片机或者数据处理器或者可编程逻辑器件。
6.如权利要求2所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述第一数据传输接口和第二数据传输接口均为有线数据传输接口。
7.如权利要求2所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述第一数据传输接口和第二数据传输接口均为USB接口。
8.如权利要求1所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述第一数据传输接口和第二数据传输接口均为无线数据传输接口，且所述动作采集模块还包括：电源模块。
9.如权利要求2至8中任一权利要求所述的一种具有人机交互系统的跑步机，其特征在于：所述显示装置包括：液晶显示屏、触摸屏以及部署于显示装置框架上的按键。
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