CN107767930A - 一种智能运动校正方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能运动校正方法、装置及设备，该方法包括：获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；根据所述误差值，发出相应的反馈信息。本发明采集人体各部位的动作数据，与标准数据进行比对，得到误差值，根据误差值进行信息反馈，能够实时地对运动动作进行校正，弥补了体育器材领域中对运动动作进行校正的空白，实现对人体特定运动动作的校正，达到教练手把手教学的效果。

Description

一种智能运动校正方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及智能体育器材技术领域，特别涉及一种智能运动校正方法、装置及设备。

背景技术

运动对健康的重要性毋容置疑。“生命在于运动”是古希腊伟大的思想家亚里士多德早在公元前300年就提出的名言，它深刻地揭示出了运动对于身体健康所起的重要作用。据统计，1968年美国有24％的成年人开始自觉地参加运动，在此后的15年里，美国心肌梗塞的死亡率下降了37％，高血压的死亡率下降了60％，人们的平均寿命从70岁增加至75岁。由此可见，运动是身体健康的有效“添加剂”。然而，中国方面，人民群众的身体素质每况愈下，亚健康人群规模较大，人口老龄化也较为严重。因此，发展健康产业既有重要意义，也有良好的条件。

目前用于监测人体健康水平的产品越来越多，其目的无非是提醒使用者重视健康。而健康很大程度取决于运动质量，于是我们从运动教学入手，制造出一款能够自动教人们各种运动的设备，从而提高我国人民群众积极参与体育运动的热情，提高我国人民的身体素质，同时也对体育运动爱好者有极大的帮助。

请参考图1、图2，图1为现有技术中一种智能羽毛球拍的组成结构示意图；图2为现有技术中一种羽毛球拍智能后盖和智能羽毛球拍的结构示意图。

市场上现有的相似产品的实现方案为将传感器贴于握柄末端或直接内置于握柄内部，再将运动传感器的数据以蓝牙等形式传输到上位机，在上位机上显示运动数据及对运动的分析结果、建议等。

现有此类产品(包括以上两款)，更多地侧重于评价以及社交功能，在此不作详细讨论，仅针对相关的教学功能做介绍。

其体现教学功能的使用流程可参考图3，图3为现有技术中智能羽毛球拍产品的教学功能的使用流程图。

由此可见，此类产品有两个明显不足：

(1)动作识别效果存在先天不足。

市场上现有的相似产品由于其只采用一块内嵌于拍柄的运动传感器，从效果上看，这样的产品只能对运动的姿态动作做出一个简单的识别，并不能识别手的完整姿势(手各个部位的姿势)，这对于分析各个部位精确配合的羽毛球运动来说存在明显不足。

(2)分析结果作用不大。

此产品主要通过将数据发送至手机，待运动中断后将分析结果呈现给使用者，虽能起到一定反馈作用，但对绝大多数初学者来说，更需要的往往是动作过程中的即时指导，如教练的手把手教学。相反，现有产品的分析结果要求使用者去理解它并在下次的动作过程中“自觉”地按照它规范自己的动作，这对于初学者来说往往是件困难的事情。

因此，如何弥补体育器材领域中对运动动作进行校正的空白，实现对人体特定运动动作的校正，达到教练手把手教学的效果，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能运动校正方法、装置及设备，弥补了体育器材领域中对运动动作进行校正的空白，实现对人体特定运动动作的校正，达到教练手把手教学的效果。其具体方案如下：

第一方面，本发明提供一种智能运动校正方法，包括：

获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；

根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

第二方面，本发明提供一种智能运动校正装置，包括：

动作信息获取模块，用于获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

误差值计算模块，用于计算所述动作数据与对应的预设标准数据的误差值；

信息反馈模块，用于根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

第三方面，本发明提供一种智能运动校正设备，包括：

传感器，用于获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

MCU端，用于计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；

信息反馈模块，用于根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

优选地，所述传感器为六轴传感器。

优选地，所述传感器包括：

第一传感器，用于获取与羽毛球动作相关的上臂部位的动作数据；

第二传感器，用于获取与羽毛球动作相关的小臂部位的动作数据；

第三传感器，用于获取与羽毛球动作相关的手掌部位的动作数据。

优选地，还包括：

输入装置，用于选择预选动作的类型。

优选地，还包括：

显示屏，用于显示所述预选动作信息和/或所述误差值。

优选地，所述显示屏为触摸显示屏，还用于选择预选动作的类型。

优选地，所述信息反馈模块包括：

声音反馈模块和/或振动反馈模块和/或视觉反馈模块和/或压力反馈模块。

优选地，

所述声音反馈模块为蜂鸣器；

所述振动反馈模块为振动马达；

所述视觉反馈模块为LED灯；

所述压力反馈模块为拳套和可控制膨胀手柄。

本发明提供一种智能运动校正方法，包括：获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

本发明采集人体各部位的动作数据，与标准数据进行比对，得到误差值，根据误差值进行信息反馈，能够实时地对运动动作进行校正，弥补了体育器材领域中对运动动作进行校正的空白，实现对人体特定运动动作的校正，达到教练手把手教学的效果。

本发明提供的一种智能运动校正装置及设备，也具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种智能羽毛球拍的组成结构示意图；

图2为现有技术中一种羽毛球拍智能后盖和智能羽毛球拍的结构示意图；

图3为现有技术中智能羽毛球拍产品的教学功能的使用流程图；

图4为本发明第一种具体实施方式提供的一种智能运动校正方法的流程图；

图5为本发明第二种具体实施方式提供的一种智能运动校正装置的组成示意图；

图6为本发明第三种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的组成示意图；

图7为本发明第四种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的拓展组成示意图；

图8为本发明第五种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的组成示意图；

图9为本发明第六种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的组成示意图；

图10为本发明第六种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的手部示意图；

图11为本发明实施例提供的一种智能运动校正设备的使用示意图；

图12为本发明实施例提供的一种智能运动校正设备的实施教学模式示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图4，图4为本发明第一种具体实施方式提供的一种智能运动校正方法的流程图，该方法包括：

步骤S11：获取与预选动作相关人体各部位的动作数据。

在本发明的第一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的一种智能运动校正方法，首先需要获取与预选动作相关的人体各部位的动作数据。在进行运动的过程中，比如挥舞羽毛球拍进行发球，这时与挥舞羽毛球拍发球相关的部位就是手掌，小臂，上臂，就可以获取到关于这三个部位的动作数据，

当然，预选动作也可以是其他的动作，比如进行三分球投射的动作，这时与三分球投射的动作相关的部位为两只手臂及手掌，就可以采集手臂和手掌动作时的动作数据；有比如足球射门的动作，这时就要采集大腿，小腿，脚掌的动作数据。

值得指出的是，动作数据是一系列数据组成的动态数据。比如羽毛球发球，从发球开始，到球被发出，标准需要0.8秒的时间，可以每0.1秒采集一次各个部位的动作数据，这些数据可以包括动作的姿势，速度，加速度等。

步骤S12：计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值。

预设标准数据中有预选动作对应的相关人体各部位的动作数据，这时就可以与采集到的数据进行比对，计算出采集到的数据与标准数据之间的误差值，误差值可以采用相对误差的方式，比如相对预设标准数据的百分比。

需要指出的是，由于采集到的是一系列数据，而预设的也是一系列的标准数据，可以对每个时间间隔的动作数据进行比对。例如，标准动作需要0.8秒的时间，每0.1秒采集一次各个部位的动作数据，相对应地，也有一组标准动作数据，就可以进行相对应地比对。

步骤S13：根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

得到误差值后，可以根据误差值的大小进行信息反馈，比如设置一些误差范围，对应着不同的反馈信息。例如误差值为百分比表示时，当误差小于5％时，可以不进行反馈，即表示动作合格，当误差在5％到10％之间时，可以进行振动提醒，当误差超过10％，小于20％时，可以采用振动加蜂鸣器的提醒方式；当误差超过20％，可以采用振动，蜂鸣器加LED灯闪烁的方式进行提醒。

在上述实施例中提供的一种智能运动校正方法，采集人体各部位的动作数据，与标准数据进行比对，得到误差值，根据误差值进行信息反馈，能够实时地对运动动作进行校正，弥补了体育器材领域中对运动动作进行校正的空白，实现对人体特定运动动作的校正，达到教练手把手教学的效果。

请参考图5，图5为本发明第二种具体实施方式提供的一种智能运动校正装置的组成示意图。

本发明提供一种智能运动校正装置，包括：

动作信息获取模块201，用于获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

误差值计算模块202，用于计算所述动作数据与对应的预设标准数据的误差值；

信息反馈模块203，用于根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

请参考图6，图6为本发明第三种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的组成示意图。

本发明提供一种智能运动校正设备，包括：

传感器601，用于获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

MCU端602，用于计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；

信息反馈模块603，用于根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

在本发明的第三种具体实施例中，本发明实施例提供的只能运动校正设备包括传感器601，用来获取人体各部位的动作数据，人体在发生动作时，有很多参数会发生改变，比如姿态，也就是左右，前后倾斜之类的情形，这可以采用陀螺仪传感器来进行测量，陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或两个轴的角运动检测装置；在发生动作时，会有加速度的产生，可以用加速度传感器传感器来测量，加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。

进一步地，所述传感器601可以设置为六轴传感器，六轴力传感器就是通常说的六轴传感器(由三轴加速器与三轴螺旋仪组成)，它的使用主要是靠三轴加速器XYZ完成：三轴加速器首先检测横向加速，再检测角度旋转和平衡。三轴加速器就是感应XYZ(立体空间三个方向，前后左右上下)轴向上的加速，比如突然把psp2往前推，psp2就知道你是在向前加速了，从而实现类似赛车加速的操作。三轴陀螺仪是分别感应Roll(左右倾斜)、Pitch(前后倾斜)、Yaw(左右摇摆)的全方位动态信息。

更进一步地，为了测量身体多个部位的动作数据，可以设置多个传感器，例如当预设动作为羽毛球动作时，由于羽毛球主要的动作是挥舞羽毛球拍，这时可以设置：

第一传感器，用于获取与羽毛球动作相关的上臂部位的动作数据；

第二传感器，用于获取与羽毛球动作相关的小臂部位的动作数据；

第三传感器，用于获取与羽毛球动作相关的手掌部位的动作数据。

当然，也可以设置更多的传感器，因为身体是一个整体，在运动时，即使有些地方的运动并不显著，但是身体主要的运动部位却需要其他部位细微的协助。设置更多的传感器来检测这些动作是否标准，对高水平的运动者来说也很重要。

MCU端602，存储有各种预设动作的标准动作数据，当传感器601采集到动作数据后，传递给MCU端602，这时就可以将采集到的动作数据进行比对，得到误差值。

请参考图7，图7为本发明第四种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的拓展组成示意图。

在上述第三种具体实施方式的基础上，本实施例更进一步地，所述校正设备还可以包括：

输入装置701，用于选择预选动作的类型。由于该校正设备中存储有大量的标准动作数据，当人们利用该装置进行动作校正时，该校正设备需要知道需要校正的是什么动作，那么就需要选择预选动作的类型，从而根据预选动作确定对应的标准动作数据。

更进一步地，考虑到每个人的身体状况的不同，标准动作数据也应有不同，比如同为16岁的少年，身体发育状况却可能不同，这时对应的标准动作数据也应该有所不同，所以输入装置701还可以进一步地输入年龄，身高，体重，力量等身体状态数据，对标准动作数据进行进一步地选择，从而选出与设备使用者相适应的标准数据。

当然，该校正设备还可以包括：

显示屏702，用于显示所述预选动作信息和/或所述误差值。显示屏702优先设置于比较方便人们使用的部位，比如腕部，可以采用手环，手表的形式来佩戴，同时可以将输入装置701和显示屏702集成在一起，将所述显示屏701设置为触摸显示屏，这样就可以同时用于选择预选动作的类型，当然也可以输入其他的必要内容。

进一步地，显示装置702可以区分显示出各个传感器的动作数据的误差情况，这样使用者就可以确切地直到到底是身体的哪个部位动作没有到位。

更进一步地，可以将信息反馈模块603与传感器601集成在一起，当传感器获取到的动作数据不对时，对应位置的反馈模块就可以发出反馈，做到有针对的反馈。

请参考图8，图8为本发明第五种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的组成示意图。

比如预选动作为羽毛球时，执拍手臂为重要的运动部位，可以在设备使用者执拍的手臂上设置三个传感器，一号传感器801,、二号传感器802、三号传感器803，用来采集手臂的动作数据。一号传感器801设置在手掌部位，二号传感器802设置在小臂部位，三号传感器803设置在上臂部位。

MCU端采用后背盒子808的形式，可以设置在背部、腰部，或其他的部位。一号传感器801、二号传感器802、三号传感器803分别与MCU端808通信连接，传递采集到的动作数据。

值得指出的是，后背盒子808与三个传感器的通信连接可以采用有线形式的通信连接，也可以采用蓝牙、WIFI、NFC等无线连接方式，采用无线通信连接方式，可以更加有利于使用者的使用舒适度，不妨碍运动者正常运动。

更进一步地，可以设置信息反馈模块，优选地，所述信息反馈模块可以包括：

声音反馈模块和/或振动反馈模块和/或视觉反馈模块和/或压力反馈模块。

所述声音反馈模块为蜂鸣器；

所述振动反馈模块为振动马达；

所述视觉反馈模块为LED灯；

所述压力反馈模块为拳套和可控制膨胀手柄。

请参考图9、图10，图9为本发明第六种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的组成示意图；图10为本发明第六种具体实施方式提供的一种智能运动校正设备的手部示意图。

在本具体实施例中，再上述实施例的基础上，对传感器和反馈模块进行了进一步的设置。

例如对于上述第五种具体实施方式中，当预选动作为羽毛球动作时，由于一号传感器801设置于手部，当反馈模块与一号传感器801集成在一起设置时，可以将羽毛球拍的握柄设置为可控制的膨胀手柄，这样当手柄膨胀时，就可以对手部造成压力，利于使用者感知反馈。

当然，还可以在手柄上设置触控点和LED灯，LED灯可以设置有闪烁、长亮等状态来对应不同的信息；触控点，可以感知使用者是否正确握拍，当正确握拍时，LED等可以闪烁指示握拍正确。

请参考图11，图11为本发明实施例提供的一种智能运动校正设备的使用示意图。

本设备的使用可以分为教学模式和实时模式，下面做阐述。

在开始使用上述实施例中的设备时，可以先在输入装置上选择是否进入教学模式，如果选择是，则进入教学模式，这时就需要选取使用者要做的动作，选取动作后，该设备可以通过音频或视频的方式对使用者提示动作要领；如果选择否，则进入实时教学模式。

使用者进行选取的动作，传感器采集动作数据并传输到MCU端，进行分析，进而判断使用者动作是否达标，根据误差值进行相应提示。

如果不达标，使用者可能需要对各个部位的动作进行逐个校正。这时就进入了实时教学模式。

请参考图12，图12为本发明实施例提供的一种智能运动校正设备的实施教学模式示意图。

比如对于羽毛球运动来说，S1、S2、S3分别指手掌、小臂、上臂的运动情况，而且还可以利用手柄上设置的触控点和LED灯，LED灯可以设置有闪烁、长亮等状态来对应不同的信息；触控点，可以感知使用者是否正确握拍，当正确握拍时，LED等可以闪烁指示握拍正确。

对每个部位的数据进行分析，通过不同的提示来通知使用者姿势否则正确。比如：

判断S1部位动作是否正确，如果不正确则进行提示1：S1上震动马达震动，且震动强度随错误动作与规范动作的偏差增大而增大；

当S1部位动作正确后，进一步判断S2部位动作是否正确，如果不正确则进行提示2：S2上震动马达震动，且震动强度随错误动作与规范动作的偏差增大而增大；

当S2部位动作正确后，进一步判断S3部位动作是否正确，如果不正确则进行提示3：S3上震动马达震动，且震动强度随错误动作与规范动作的偏差增大而增大；

当S3部位动作正确后，进一步判断握拍姿势是否正确，如果不正确则进行提示4：握柄上手指正确触点处LED灯闪烁；

当握拍姿势正确后，进一步判断发力方式是否正确，如果不正确则提示5：气泵开始向可膨胀手柄内打气，手柄膨胀挤压手掌。

如果正确，则完成整个实时教学过程。

值得指出的是，上述实施例为针对羽毛球动作出的实时教学过程，当然也可以对其他的运动，例如足球发球动作，篮球投篮动作，乒乓球发球动作等动作作出针对每个身体部位的实时教学过程。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种智能运动校正方法、装置及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种智能运动校正方法，其特征在于，包括：

获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；

根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

2.一种智能运动校正装置，其特征在于，包括：

动作信息获取模块，用于获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

误差值计算模块，用于计算所述动作数据与对应的预设标准数据的误差值；

信息反馈模块，用于根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

3.一种智能运动校正设备，其特征在于，包括：

传感器，用于获取与预选动作相关人体各部位的动作数据；

MCU端，用于计算所述动作数据、与预选动作对应的相关人体各部位的预设标准数据的误差值；

信息反馈模块，用于根据所述误差值，发出相应的反馈信息。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述传感器为六轴传感器。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述传感器包括：

第一传感器，用于获取与羽毛球动作相关的上臂部位的动作数据；

第二传感器，用于获取与羽毛球动作相关的小臂部位的动作数据；

第三传感器，用于获取与羽毛球动作相关的手掌部位的动作数据。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括：

输入装置，用于选择预选动作的类型。

7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括：

显示屏，用于显示所述预选动作信息和/或所述误差值。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述显示屏为触摸显示屏，还用于选择预选动作的类型。

9.根据权利要求3至8任一项所述的设备，其特征在于，所述信息反馈模块包括：

声音反馈模块和/或振动反馈模块和/或视觉反馈模块和/或压力反馈模块。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述声音反馈模块为蜂鸣器；

所述振动反馈模块为振动马达；

所述视觉反馈模块为LED灯；

所述压力反馈模块为拳套和可控制膨胀手柄。