CN107315380B - 智能运动场 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能型市政运动场地，其包括运动场地面和控制器、红外热成像仪、红外发射器和接收器、震动传感器，本发明具有群体生理体征监测功能，并根据监测到的生理体征判断场上人员的运动状态，进而自动、智能地调整运动场地的相关配套设施，优化了运动体验。
Description
技术领域
本发明属于市政领域、生物识别领域、智能控制领域，特别涉及一种智能型市政运动场地。
背景技术
在国家倡导“全民健身”的大背景下，各地的市政部门兴建了许多供老百姓活动的运动场地。然而，普通的运动场地功能单一，不能自动地、智能地与运动者的运动状态相适应，导致运动体验较差。现有技术虽然有许多利用个人佩戴的智能穿戴设备获取使用者的运动状态，并根据个体的运动状态控制空调、灯光等设备运行的专利，但是对于运动场上的群体，让每个人都佩戴运动手环是不现实的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种智能型市政运动场地，其根据监测到的运动场地上群体的生理体征和运动状态，自动、智能地调整运动场地的相关配套设备的运行，
包括运动场地面和控制单元，
在运动场地面的边角处设有至少一根高立柱，每根高立柱上设有俯瞰的红外热成像仪，用于实时地采集运动场地面上的温度的红外图像；
在运动场地面的两侧边缘对称地设有多根矮立柱，其中一侧的矮立柱上设有平行地面地向对侧发射红外线的发射器，其中另一侧的矮立柱上设有能接收对侧发来的红外线的接收器，由此构成一个栅状的红外线阵列，红外线阵列的各条红外线由于场上人员的活动而处于反复的遮断-连接的状态；
运动场地面为水泥地面上铺装橡胶垫的结构，在橡胶垫下均匀地设有多个震动传感器，用于实时地采集运动场本地由于场上人员的运动而发生的震动的震幅；
所述控制单元连接红外热成像仪、接收器和震动传感器，且被配置为：
i)识别红外图像中处于35-40℃温度范围的区域，根据区域面积过滤得到场上人员的红外图像，并计算场上人员的人数，以及单位时间内的场上人员的体温变化率；
ii)计算红外线阵列的各条红外线的单位时间内遮断-连接的频率，并以该频率作为反映场上人员运动快慢的第一指标；
iii)计算单位时间内震幅超过阈值的震动传感器的个数，以及震幅超过阈值的次数，并以个数*次数的积作为反映场上人员运动强度的第二指标，这是因为在类似“练太极的人群中有一个拍篮球的人”这种特殊情况下，单独的个数或次数并不能准确地代表群体的的运动强度；
当第一指标超过第一限值且第二指标超过第二限值，表明场上人员正处于激烈的运动状态，此时若场上人员的体温变化率超过预定值，属于正常现象，控制单元开启运动场上的鼓风机进行通风并且控制鼓风机的功率与场上人员的人数成正比，以便给场上人员降温，提高场上人员的运动舒适性；
当第一指标不超过第一限值且第二指标不超过第二限值，表明场上人员并非处于激烈的运动状态，此时若场上人员的体温变化率超过预定值，属于非正常现象，则控制单元开启运动场上的提示设备进行运动安全提醒，并利用通讯设备告知最近的社区医疗中心运动场上可能存在身体抱恙的人员。
本发明具有群体生理体征监测功能，并根据监测到的生理体征判断场上人员的运动状态，进而自动、智能地调整运动场地的相关配套设施，优化了运动体验。
附图说明
图1示出了本申请的运动场地的示意图；
图2示出了本申请的运动场地面的示意图；
图3示出了本申请的控制连接示意图。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。
如图1所示，智能型市政运动场地包括运动场地面1，在运动场地面1的边角处设有至少一根高立柱2，每根高立柱2上设有俯瞰的红外热成像仪3，用于实时地采集运动场地面1上的温度的红外图像；
在运动场地面1的两侧边缘对称地设有多根矮立柱4，其中一侧的矮立柱4上设有平行地面地向对侧发射红外线的发射器5，其中另一侧的矮立柱上设有能接收对侧发来的红外线的接收器6，由此构成一个栅状的红外线阵列，红外线阵列的各条红外线由于场上人员的活动而处于反复的遮断-连接的状态；
如图2所示，运动场地面1为水泥地面1.1上铺装橡胶垫1.2的结构，在橡胶垫1.2下均匀地设有多个震动传感器1.3，用于实时地采集运动场本地1由于场上人员的运动而发生的震动的震幅；
如图3所示，控制单元7连接红外热成像仪3、接收器6和震动传感器1.3，且控制单元7被配置为：i)识别红外图像中处于35-40℃温度范围的区域，根据区域面积过滤得到场上人员的红外图像，并计算场上人员的人数，以及单位时间内的场上人员的体温变化率；
ii)计算红外线阵列的各条红外线的单位时间内遮断-连接的频率，并以该频率作为反映场上人员运动快慢的第一指标；
iii)计算单位时间内震幅超过阈值的震动传感器的个数，以及震幅超过阈值的次数，并以个数*次数的积作为反映场上人员运动强度的第二指标，这是因为在类似“练太极的人群中有一个拍篮球的人”这种特殊情况下，单独的个数或次数并不能准确地代表群体的的运动强度；
当第一指标超过第一限值且第二指标超过第二限值，表明场上人员正处于激烈的运动状态，此时若场上人员的体温变化率超过预定值，属于正常现象，控制单元开启运动场上的鼓风机进行通风并且控制鼓风机的功率与场上人员的人数成正比，以便给场上人员降温，提高场上人员的运动舒适性；
当第一指标不超过第一限值且第二指标不超过第二限值，表明场上人员并非处于激烈的运动状态，此时若场上人员的体温变化率超过预定值，属于非正常现象，则控制单元8开启运动场上的提示设备9进行运动安全提醒，并利用通讯设备10告知最近的社区医疗中心运动场上可能存在身体抱恙的人员。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。
Claims (1)
1.一种智能运动场，其根据监测到的运动场地上群体的生理体征和运动状态，自动、智能地调整运动场地的相关配套设备的运行，其特征在于，
包括运动场地面和控制单元，
在运动场地面的边角处设有至少一根高立柱，每根高立柱上设有俯瞰的红外热成像仪，用于实时地采集运动场地面上的温度的红外图像；
在运动场地面的两侧边缘对称地设有多根矮立柱，其中一侧的矮立柱上设有平行地面地向对侧发射红外线的发射器，其中另一侧的矮立柱上设有能接收对侧发来的红外线的接收器，由此构成一个栅状的红外线阵列，红外线阵列的各条红外线由于场上人员的活动而处于反复的遮断-连接的状态；
运动场地面为水泥地面上铺装橡胶垫的结构，在橡胶垫下均匀地设有多个震动传感器，用于实时地采集运动场本地由于场上人员的运动而发生的震动的震幅；
所述控制单元连接红外热成像仪、接收器和震动传感器，且被配置为：
i)识别红外图像中处于35-40℃温度范围的区域，根据区域面积过滤得到场上人员的红外图像，并计算场上人员的人数，以及单位时间内的场上人员的体温变化率；
ii)计算红外线阵列的各条红外线的单位时间内遮断-连接的频率，并以该频率作为反映场上人员运动快慢的第一指标；
iii)计算单位时间内震幅超过阈值的震动传感器的个数，以及震幅超过阈值的次数，并以个数*次数的积作为反映场上人员运动强度的第二指标；
当第一指标超过第一限值且第二指标超过第二限值，表明场上人员正处于激烈的运动状态，此时若场上人员的体温变化率超过预定值，属于正常现象，控制单元开启运动场上的鼓风机进行通风并且控制鼓风机的功率与场上人员的人数成正比，以便给场上人员降温，提高场上人员的运动舒适性；
当第一指标不超过第一限值或第二指标不超过第二限值，表明场上人员并非处于激烈的运动状态，此时若场上人员的体温变化率超过预定值，属于非正常现象，则控制单元开启运动场上的提示设备进行运动安全提醒，并通过通讯设备告知最近的社区医疗中心运动场上可能有身体异样人员。
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