CN106377892B - 一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其包括步骤：S1，建立标准数据库，所述标准数据库包括用户身体信息与用户运动数据的对应关系；S2，获取用户身体信息；S3，根据用户身体信息和标准数据库判断并输出对应的用户标准运动数据。本发明涉及运动训练辅助设备领域，一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，采用传感模块识别用户飞镖投掷动作，整个系统简单、便携性强，无需特制飞镖，成本低廉，用户可以配合飞镖和标靶训练，也可以不需要飞镖和标靶，满足用户随时随地穿戴辅助训练投掷飞镖动作。

Description

一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法和系统

技术领域

本发明涉及运动训练辅助设备领域，尤其涉及飞镖运动识别及训练的方法和系统。

背景技术

随着移动互联网的快速发展，智能可穿戴产品越来越普及，成为大众生活中的必备品，而随时随地记录分析用户状态以及提高用户运动水平是穿戴设备的一项重要功能。目前的飞镖训练辅助系统往往需要特制的飞镖、标靶来达到投掷飞镖计数的目的，而投掷姿势及力度的准确度判断及姿势的矫正大多需要摄像头、显示器或者图像处理等模块来协同处理，整个辅助训练系统复杂、庞大，不够简便，成本高，且无法满足用户随时随地穿戴辅助训练。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种：一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种：一种结构简单、便携性强、成本低的基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统。

本发明所采用的技术方案是：一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，包括步骤：S1，建立标准数据库，所述标准数据库包括用户身体信息与用户运动数据的对应关系；S2，获取用户身体信息；S3，根据用户身体信息和标准数据库判断并输出对应的用户标准运动数据。

进一步地，所述用户身体信息包括用户身高、投掷手臂、臂长和体重；所述步骤S2还包括获取标靶信息，所述标靶信息包括标靶的高度。

进一步地，所述用户标准运动数据包括手肘高度，手臂与垂直身体形成的角度，手臂的速度、加速度、角速度和飞镖释放的时间点。

进一步地，所述方法还包括步骤：S4，在用户开始投掷时，检测用户处于初始握飞镖姿势时手臂静止的数据，所述手臂静止的数据包括用户初始握飞镖时手肘高度和手臂与垂直身体形成的角度，根据检测到的手臂静止的数据和用户标准运动数据进行对比分析，提示用户纠正握飞镖时的手臂姿势。

进一步地，所述方法还包括步骤：S5，检测用户初始握飞镖到释放飞镖的投掷飞镖过程中手臂运动的数据，所述手臂运动的数据包括手臂的速度、加速度、角速度、手臂与垂直身体形成的角度，根据检测到的手臂运动的数据和用户标准运动数据进行对比分析，提示用户纠正投掷飞镖动作。

进一步地，所述步骤S5包括子步骤：S51，检测用户手握飞镖后移时手臂后移运动的数据，根据检测到的手臂后移运动的数据和用户标准运动数据进行对比分析，提示用户纠正手臂后移动作；S52，检测用户手握飞镖前移时手臂前移运动的数据，根据检测到的手臂前移运动的数据和用户标准运动数据进行处理分析并提示用户纠正手臂前移动作，根据手臂前移运动的数据和用户标准运动数据进行对比分析给出释放飞镖的时间点，提示用户释放飞镖。

进一步地，所述方法还包括步骤：S6，获取用户反馈信息，所述用户反馈信息包括飞镖得分结果。

进一步地，所述方法还包括步骤：S7，存储前一次步骤S2至步骤S6中获取的用户训练数据，将用户训练数据和标准数据库中对应的标准数据进行对比分析并更新标准数据库，所述用户训练数据包括用户身体信息、手臂静止的数据、手臂运动的数据和用户反馈信息。

一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，用于实施基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，系统包括：电源模块；中央处理模块；传感模块，检测用户投掷飞镖过程中手臂静止或手臂运动的数据；蓝牙模块；提示交互模块，用于提示用户、与用户进行交互；存储模块，存储投掷飞镖程序和用户训练数据；所述电源模块与中央处理模块连接，所述中央处理模块分别与传感模块、提示交互模块、存储模块和蓝牙模块连接，所述传感模块检测用户手臂静止或手臂运动的数据传给中央处理模块，所述中央处理模块对数据进行分析处理后通过提示交互模块提示用户纠正动作。

进一步地，所述系统还包括用户终端设备和云端服务器，所述云端服务器用于存储标准数据、记录并存储所有用户训练数据以及作数据分析，所述蓝牙模块通过用户终端设备与云端服务器实现通信。

进一步地，所述电源模块包括供电模块和充电模块，所述供电模块是锂电池，所述充电模块是带电源管理的无线充电模块或带电源管理的有线充电模块。

进一步地，所述传感模块是多个传感器组合包括六轴传感器或者九轴传感器、高度传感器，或者是一个集成传感器，用于采集用户投掷飞镖的数据包括手臂静止的数据和手臂运动的数据。

进一步地，所述提示交互模块包括触摸屏模块、语音模块和马达模块，所述触摸屏模块用于显示数据及用户交互操作，所述语音模块用于与用户进行交互或者语音播报提示用户，所述马达模块用于通过震动对用户进行提示。

进一步地，所述系统还包括睡眠检测模块和心率检测模块，所述睡眠检测模块与中央处理模块连接，所述睡眠检测模块用于实时检测用户睡眠，所述心率检测模块与中央处理模块连接，所述心率模块用于实时检测用户心率。

本发明的有益效果是：

一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法采集用户训练数据，提示用户校准投掷飞镖的动作，全面、实时记录分析用户数据，提高客户的训练效率和训练水平。

本发明可以广泛应用于各种可穿戴设备的飞镖运动识别及训练系统。

本发明的另一个有益效果是：

一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，采用传感模块识别用户飞镖投掷动作，整个系统简单、便携性强，无需特制飞镖，成本低廉，用户可以配合飞镖和标靶训练，也可以不需要飞镖和标靶，满足用户随时随地穿戴辅助训练投掷飞镖动作。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统的结构框图；

图2（a）至图2（d）是本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统投掷飞镖检测投掷动作分解示意图；

图3是本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统大数据分析与处理过程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，用户可以只佩戴可穿戴设备，随时随地记录分析用户的投掷飞镖运动状况，也可以佩戴可穿戴设备配合使用飞镖和标靶做投掷飞镖动作训练。以下是以用户佩戴可穿戴设备配合使用飞镖和标靶做投掷飞镖动作作为实施例。

图1是本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统的结构框图，一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，包括电源模块、中央处理模块、传感模块、蓝牙模块、提示交互模块、存储模块、睡眠检测模块、心率检测模块、用户终端设备和云端服务器，所述中央处理模块分别与电源模块、传感模块、蓝牙模块、提示交互模块、存储模块、睡眠检测模块和心率检测模块连接，所述电源模块为整个系统提供工作电源，主要包括充电模块和供电模块，所述供电模块优选带保护的锂电池，充电模块是无线充电模块或者有线充电模块，所述电源模块与中央处理模块连接，监测中央处理模块电源；所述传感模块可以是多个传感器组合包括六轴传感器或者九轴传感器、高度传感器，或者是一个集成传感器，本实施例优选多个传感器组合，所述传感模块包括九轴传感器和高度传感器，所述传感模块采集用户投掷飞镖这一动作过程的数据包括手臂静止的数据和手臂运动的数据，传感模块将采集到的高度信号、角度信号和速度信号传给中央处理模块；所述提示交互模块包括触摸屏模块、语音模块和马达模块，所述触摸屏模块用于显示用户数据，提示用户并且用于与用户进行交互动作，用户可以通过触摸屏模块对穿戴设备进行操作，所述语音模块用于提示用户，语音模块通过语音播报矫正用户动作，用户也可以通过语音模块操作可穿戴设备进行相关动作，所述马达模块用于提示用户，马达模块通过震动对用户进行提示；所述蓝牙模块用于把用户信息和用户训练数据传输给用户终端设备，用户终端设备接收到蓝牙模块传输的数据后与云端服务器通信，所述云端服务器用于存储标准数据、所有用户训练数据以及作数据分析；所述睡眠检测模块用于实时检测用户睡眠，所述心率模块用于实时检测用户心率。

投掷飞镖的动作基本上可以分为初始握飞镖姿势、手握飞镖后移、握飞镖加速前移和释放飞镖这四个过程，在投掷过程中，飞镖的运动轨迹基本上为一条抛物线，而手臂的运动轨迹也基本上可以看作一条抛物线，图2（a）至图2（d）是本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统投掷飞镖检测投掷动作分解示意图，结合图1和图2（a）至图2（d），本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统检测飞镖运动轨迹的工作原理过程如下：

（1）可穿戴设备通过传感模块识别标准的（来自专业人员的）飞镖投掷动作形成相关动作数据库，建立标准数据库存储在系统的运动服务器中，标准数据库包括手臂的运动轨迹、手臂高度、手臂与垂直身体形成的角度等，当用户使用本发明系统时，先将蓝牙模块与用户终端设备相连接，用户终端设备与系统的云端服务器连接，用户通过提示交互模块的触摸屏模块或者通过用户终端设备输入自己的身体信息数据如身高、投掷手臂、臂长、体重等信息和标靶高度等信息，提示交互模块将用户身体信息数据传给中央处理模块，中央处理模块控制蓝牙模块将用户身体信息数据传输给用户终端设备，用户终端设备将用户身体信息数据传给云端服务器，云端服务器接收到此用户数据信息后，根据用户身体信息和标准数据库判断并输出对应的用户标准运动数据，通过用户终端设备和蓝牙模块将用户标准运动数据传送到中央处理器。

（2）图2（a）是用户初始握飞镖姿势示意图，当用户开始投掷飞镖时即处于初始握飞镖姿势时，如图2（a）所示，此动作是一个静止的动作，用户握飞镖的手臂处在合适的高度，用户手、臂、肘和肩保持在同一平面，飞镖的位置相对用户来说是一个固定的位置，即飞镖所处高度和位置的X轴、Y轴、Z轴的坐标值是固定的，传感模块检测可穿戴设备所处的高度和位置的X轴、Y轴、Z轴的坐标值，结合可穿戴设备所佩戴的位置来计算出飞镖所处的高度和X轴、Y轴、Z轴的坐标值，传感模块检测用户手臂静止的数据包括握飞镖时手臂与垂直身体形成的角度、手肘高度，将检测的手臂静止的数据传给中央处理模块，中央处理模块根据可穿戴设备所处的高度和位置及飞镖所处的高度和位置判断识别用户初始握飞镖姿势，中央处理模块通过对比分析用户标准运动数据和检测到的手臂静止的数据后，通过提示交互模块提示用户校准握飞镖姿势。

（3）图2（b）是用户手握飞镖后移示意图，如图2（b）所示，当用户握飞镖手臂后移时，中央处理模块根据用户标准运动数据，输出合适的手臂后移的距离、速度、加速度、角速度等参数信息，将合适的参数信息通过提示交互模块提示用户。在进行用户手握飞镖后移这一过程时，飞镖向后先做加速运动再做减速运动，当飞镖到达最后点时，飞镖在此时相当于一个静止的动作，飞镖位置相对固定，且此时飞镖加速度为零、速度为零且角速度为一定值。此时，传感模块检测用户握飞镖后移这一过程手臂后移运动的数据包括手臂后移的速度、加速度、角速度和手臂与垂直身体形成的角度，并将手臂后移运动的数据传给中央处理模块，识别用户握飞镖后移的姿势，中央处理模块通过对比分析用户标准运动数据和检测到的手臂后移运动的数据后，通过提示交互模块提示用户校准握飞镖手臂后移的姿势。

（4）图2（c）是用户握飞镖加速前移示意图，图2（d）是用户释放飞镖示意图，结合图2（c）和图2（d），当用户握飞镖前移时，中央处理模块根据用户标准运动数据，输出合适的手臂前移加速度等参数信息，将合适的参数信息通过提示交互模块提示用户，在用户握飞镖手臂加速前移时，飞镖向前一直做加速运动，当飞镖速度达到最大值时，释放飞镖，同时投掷飞镖的手臂继续运动，手臂由加速运动变为减速运动，直至手臂伸展到最终位置停止，此时，传感模块检测用户握飞镖前移这一过程手臂前移运动的数据包括手臂前移的速度、加速度、角速度和手臂与垂直身体形成的角度，并将手臂前移运动的数据传给中央处理模块，识别用户握飞镖手臂前移的姿势，中央处理模块通过对比分析用户标准运动数据和检测到的手臂前移运动的数据后，通过提示交互模块提示用户校准握飞镖手臂前移的姿势。

用户完成一个完整的投掷飞镖动作后，向系统反馈信息，系统自动或者手动获取飞镖得分结果。如果用户配合使用的是专用的飞镖和标靶，系统可以与专用的飞镖或标靶无线连接，自动获取飞镖得分结果。如果用户配合使用的是普通飞镖和标靶，则用户可以通过提示交互模块或者用户终端设备记录飞镖得分结果。获取飞镖得分结果后，中央处理模块将用户训练数据传给存储模块，将用户训练数据存储在存储模块中，中央处理模块将用户每一次的训练数据都通过蓝牙模块传输到用户终端设备，用户终端设备将所有的用户训练数据传到云端服务器，所述用户训练数据包括用户身体信息、手臂静止的数据、手臂运动的数据和用户反馈信息，所述用户反馈信息包括飞镖得分结果，所述手臂运动的数据包括上述手臂后移运动的数据和手臂前移运动的数据。云端服务器记录和存储所有的用户训练数据，根据用户训练数据和标准数据进行对比分析，并根据相应用户信息更新标准数据库，云端处理器会根据相关的用户训练数据与标准数据库的标准数据进行对比，对标准数据库进行微调，直至最终给出最匹配当前用户的投掷动作。图3是本发明一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统大数据分析与处理过程示意图，如图3所示，云端服务器存储标准数据库和用户身体信息数据，在用户使用可穿戴设备过程中，云端服务器记录用户的大数据包括用户反馈信息，结合用户身体信息情况，进行相关分析，不断递进，对整个投掷动作进行微调，最终给出最匹配当前用户的投掷动作。

显然的，一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法采集用户相关数据及用户投掷飞镖的数据提示用户并校准用户投掷飞镖的动作，全面、实时记录分析用户数据，提高客户的训练效率和训练水平。

另外，系统的云端服务器还存储投掷飞镖的相关程序，可穿戴设备不但可以进行整体连贯训练，也可以按飞镖投掷的过程进行分步训练。用户可以通过提示交互模块中的触摸屏模块或者通过用户终端设备选择分步训练，分步训练包括初始投掷姿势训练或者任意姿势到初始投掷姿势训练、握飞镖后移训练、握飞镖前移及飞镖释放训练。

一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，采用传感模块识别用户飞镖投掷动作，整个系统简单、便携性强，无需特制飞镖，成本低廉，用户可以配合飞镖和标靶训练，也可以不需要飞镖和标靶，满足用户随时随地穿戴辅助训练投掷飞镖动作。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (14)

1.一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，其包括步骤：

S1，建立标准数据库，所述标准数据库包括用户身体信息与用户运动数据的对应关系，所述用户身体信息包括用户身高、投掷手臂、臂长和体重；

S2，获取用户身体信息和标靶信息；

S3，根据用户身体信息、标准数据库和标靶信息判断并输出对应的用户标准运动数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述标靶信息包括标靶的高度。

3.根据权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述用户标准运动数据包括手肘高度，手臂与垂直身体形成的角度，手臂的速度、加速度、角速度和飞镖释放的时间点。

4.根据权利要求3所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S4，在用户开始投掷时，检测用户处于初始握飞镖姿势时手臂静止的数据，所述手臂静止的数据包括用户初始握飞镖时手肘高度和手臂与垂直身体形成的角度，根据检测到的手臂静止的数据和用户标准运动数据进行对比分析，提示用户纠正握飞镖时的手臂姿势。

5.根据权利要求4所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S5，检测用户初始握飞镖到释放飞镖的投掷飞镖过程中手臂运动的数据，所述手臂运动的数据包括手臂的速度、加速度、角速度、手臂与垂直身体形成的角度，根据检测到的手臂运动的数据和用户标准运动数据进行对比分析，提示用户纠正投掷飞镖动作。

6.根据权利要求5所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述步骤S5包括子步骤：

S51，检测用户手握飞镖后移时手臂后移运动的数据，根据检测到的手臂后移运动的数据和用户标准运动数据进行对比分析，提示用户纠正手臂后移动作；

S52，检测用户手握飞镖前移时手臂前移运动的数据，根据检测到的手臂前移运动的数据和用户标准运动数据进行处理分析并提示用户纠正手臂前移动作，根据手臂前移运动的数据和用户标准运动数据进行对比分析给出释放飞镖的时间点，提示用户释放飞镖。

7.根据权利要求6所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S6，获取用户反馈信息，所述用户反馈信息包括飞镖得分结果。

8.根据权利要求7所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S7，存储前一次步骤S2至步骤S6中获取的用户训练数据，将用户训练数据和标准数据库中对应的标准数据进行对比分析并更新标准数据库，所述用户训练数据包括用户身体信息、手臂静止的数据、手臂运动的数据和用户反馈信息。

9.一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，其特征在于，其用于实施如权利要求1至8任一项所述的基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的方法，系统包括：

电源模块；

中央处理模块；

传感模块，检测用户投掷飞镖过程中手臂静止或手臂运动的数据；

蓝牙模块；

提示交互模块，用于提示用户、与用户进行交互；

存储模块，存储投掷飞镖程序和用户训练数据；

所述电源模块与中央处理模块连接，所述中央处理模块分别与传感模块、提示交互模块、存储模块和蓝牙模块连接，所述传感模块检测用户手臂静止或手臂运动的数据传给中央处理模块，所述中央处理模块对数据进行分析处理后通过提示交互模块提示用户纠正动作。

10.根据权利要求9所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，其特征在于，所述系统还包括用户终端设备和云端服务器，所述云端服务器用于存储标准数据、记录并存储所有用户训练数据以及作数据分析，所述蓝牙模块通过用户终端设备与云端服务器实现通信。

11.根据权利要求10所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，其特征在于，所述电源模块包括供电模块和充电模块，所述供电模块是锂电池，所述充电模块是带电源管理的无线充电模块或带电源管理的有线充电模块。

12.根据权利要求11所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，其特征在于，所述传感模块是多个传感器组合包括六轴传感器或者九轴传感器、高度传感器，或者是一个集成传感器，用于采集用户投掷飞镖的数据包括手臂静止的数据和手臂运动的数据。

13.根据权利要求9所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，其特征在于，所述提示交互模块包括触摸屏模块、语音模块和马达模块，所述触摸屏模块用于显示数据及用户交互操作，所述语音模块用于与用户进行交互或者语音播报提示用户，所述马达模块用于通过震动对用户进行提示。

14.根据权利要求9至13任一项所述的一种基于可穿戴设备的飞镖运动识别及训练的系统，其特征在于，所述系统还包括睡眠检测模块和心率检测模块，所述睡眠检测模块与中央处理模块连接，所述睡眠检测模块用于实时检测用户睡眠，所述心率检测模块与中央处理模块连接，所述心率模块用于实时检测用户心率。