CN108273256B - 一种采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法 - Google Patents

一种采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法，其中包括设置于至少一个健身区域，其中，各个健身区域设置有：数据采集板，设置于各个健身区域的一侧；双目识别设备；用户检测红外发射设备，用户检测红外发射设备用于向数据采集板的前方发射红外线；用户检测红外接收设备；用户穿戴设备，用于穿戴于用户身体部位，用户穿戴设备包括两个护膝、两个护腕和腹部贴片，两个护膝的两侧、两个护腕的两侧和腹部贴片的表面分别设置有红外反射层。本发明通过用户穿戴设备采集用户在健身过程中的身体状态参数和操作位姿，判断用户健身动作是否规范，并可以给出相应的指导，提供更智能化的健身服务。

Description

一种采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体是指一种采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法。
背景技术
现在越来越多的人会到专业的健身场所(如健身房、健身工作室等等)进行运动健身。目前，专业的健身场所配置的健身器械多为智能器械，智能器械能够检测用户的运动情况并生成运动数据。
但是，目前针对健身场所多采用人工管理的方式，并没有专业的管理系统，会给用户带来不便。例如，虽然智能器械能够检测用户的运动情况并生成运动数据，但这些运动数据并没有进行更进一步地处理，对用户的健身过程也并不具有指导意义。
发明内容
本发明提供了一种采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法，其目的在于克服现有技术中的缺陷，通过用户穿戴设备采集用户在健身过程中的身体状态参数和操作位姿，判断用户健身动作是否规范，并可以给出相应的指导，提供更智能化的健身服务。
为了实现上述目的，本发明具有如下构成：
该采集健身用户身体数据的健身器材系统，设置于至少一个健身区域，其中，各个所述健身区域设置有：
数据采集板，设置于各个健身区域的一侧；
双目识别设备，设置于所述数据采集板的上方，所述双目识别设备包括两个摄像头，所述双目识别设备用于采集对应的健身区域内的可见光图像，且所述两个摄像头可转动设置于所述数据采集板上；
用户检测红外发射设备，设置于所述数据采集板上，所述用户检测红外发射设备用于向所述数据采集板的前方发射红外线，且所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围可调节；
用户检测红外接收设备，设置于所述数据采集板上，用于接收从前方反射回的红外线；
用户穿戴设备，用于穿戴于用户身体部位，所述用户穿戴设备包括两个护膝、两个护腕和腹部贴片，所述两个护膝的两侧、所述两个护腕的两侧和所述腹部贴片的表面分别设置有红外反射层，且所述两个护膝、两个护腕和腹部贴片的红外反射层上红外反射材料形成的形状各不相同，所述护腕的内表面还设置有体温测量设备、心电信号测量设备和血氧饱和度测量设备，所述两个护膝的内表面和所述腹部贴片的内表面还设置有振动传感器；
数据采集设备，设置于所述数据采集板的下方，用于从所述双目识别设备、红外接收设备、体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器获取数据；
数据存储设备，用于存储预设的健身时用户标准姿态；
数据处理设备，用于根据所述双目识别设备采集的图像识别用户的身份和身高，并识别用户的头部的位置，根据用户的头部的位置调整所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围，根据所述用户检测红外接收设备采集的数据判断用户的膝盖、腕部和腹部的位置，结合用户的头部的位置、膝盖、腕部和腹部的位置，判断用户当前姿态，与存储的健身时用户标准姿态对比；
显示屏，用于显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，并显示所述体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器采集的数据。
可选地，各个所述健身区域设置有多个健身器材，各个健身器材的活动部的一侧分别设置有器材检测红外发射设备和器材检测红外接收设备，各个健身器材朝向所对应的器材检测红外发射设备的一侧设置有红外反射层；
所述数据采集设备采集所述器材检测红外接收设备的数据并发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，并调整所述双目识别设备和用户检测红外发射设备的角度，使其对准当前用户使用的器材；
其中，根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，包括：当有一器材红外接收设备接收到的数据与其前一时刻的数据相比，差值大于预设阈值时，判断该器材红外接收设备所对应的器材为当前用户使用的器材。
可选地，所述健身器材包括上下开合式健身器材和左右开合式健身器材，所述上下开合式健身器材上设置有第一计数器，所述左右开合式健身器材上设置有第二计数器；
所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部分别设置有上加速度传感器、上速度传感器、下加速度传感器和下速度传感器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部分别设置有左加速度传感器、左速度传感器、右加速度传感器和右速度传感器；
对于上下开合式健身器材，所述上加速度传感器和下加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述上速度传感器和下速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述上速度传感器和下速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第一计数器的计数值加一；
对于左右开合式健身器材，所述左加速度传感器和右加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述左加速度传感器和右加速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述左加速度传感器和右加速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第二计数器的计数值加一。
可选地，所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部相对的侧面分别设置有第一超声波发射器和第一超声波接收器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部相对的侧面分别设置有第二超声波发射器和第二超声波接收器；
每次所述第一计数器的计数值加一时，所述第一超声波发射器向所述第一超声波接收器发送超声波信号，所述第一超声波接收器接收所述第一超声波发射器发射的超声波信号；
每次所述第二计数器的计数值加一时，所述第二超声波发射器向所述第二超声波接收器发送超声波信号，所述第二超声波接收器接收所述第二超声波发射器发射的超声波信号；
所述数据处理装置根据所述第一超声波接收器接收的超声波信号判断所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离；
所述数据处理装置根据所述第二超声波接收器接收的超声波信号判断所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述数据处理装置将所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离大于第一预设距离阈值的时刻记录为第一有效动作时刻，并统计第一有效动作时刻的次数；
所述数据处理装置将所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离大于第二预设阈值的时刻记录为第二有效动作时刻，并统计第二有效动作时刻的次数。
本发明实施例还提供一种采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法，采用所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统，所述方法包括如下步骤：
所述双目识别设备获取目标范围内图像，并将图像发送至所述数据采集设备；
所述数据采集设备对所述双目识别设备采集的图像进行灰度处理和归一化处理后，发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述采集的图像识别用户的面部，并计算用户的头部在预设三维坐标系中的三维坐标；
所述数据处理设备根据所述用户的头部的三维坐标调整所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围；
所述用户检测红外发射设备每隔预设时间向发射角度范围内发射红外线，并将红外线接收信号发送至所述用户检测红外接收设备；
所述用户检测红外接收设备接收到红外线接收信号后，接收从前方反射回的红外线，将接收到的红外线数据发送至所述数据采集设备；
所述数据采集设备对所述红外线数据进行分类，分别按照红外线形成的图形与预设的护膝、护腕和腹部贴片处红外反射材料形成的形状进行匹配，将所述红外线数据分为护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据，并将所述护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据发送至所述数据处理装置；
所述数据处理装置根据所述护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据判断用户膝盖、手腕和腹部的位置，并根据用户头部的位置判断用户当前姿态，与存储的健身时用户标准姿态对比；
所述显示屏显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，并显示所述体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器采集的数据。
可选地，各个所述健身区域设置有多个健身器材，各个健身器材的活动部的一侧分别设置有器材检测红外发射设备和器材检测红外接收设备，各个健身器材朝向所对应的器材检测红外发射设备的一侧设置有红外反射层；
所述方法还包括如下步骤：
各个所述器材检测红外发射设备每隔预设时间向对应的健身器材发射红外线，并向所对应的器材检测红外接收设备发送红外接收信号；
所述器材检测红外接收设备接收到红外接收信号后，接收从前方反射的红外线数据，并通过所述数据采集设备发送至所述数据处理设备；
所述数据采集设备采集所述器材检测红外接收设备的数据并发送至所述数据处理设备，包括：当有一器材红外接收设备接收到的数据与其前一时刻的数据相比，差值大于预设阈值时，判断该器材红外接收设备所对应的器材为当前用户使用的器材；
所述数据处理设备根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，并调整所述双目识别设备和用户检测红外发射设备的角度，使其对准当前用户使用的器材。
可选地，各个所述健身器材上还设置有加速度传感器；
所述健身器材包括上下开合式健身器材和左右开合式健身器材，所述上下开合式健身器材上设置有第一计数器，所述左右开合式健身器材上设置有第二计数器；
所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部分别设置有上加速度传感器、上速度传感器、下加速度传感器和下速度传感器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部分别设置有左加速度传感器、左速度传感器、右加速度传感器和右速度传感器；
所述方法还包括如下步骤：
对于上下开合式健身器材，所述上加速度传感器和下加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述上速度传感器和下速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述上速度传感器和下速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第一计数器的计数值加一；
对于左右开合式健身器材，所述左加速度传感器和右加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述左加速度传感器和右加速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述左加速度传感器和右加速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第二计数器的计数值加一。
可选地，所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部相对的侧面分别设置有第一超声波发射器和第一超声波接收器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部相对的侧面分别设置有第二超声波发射器和第二超声波接收器；
所述方法还包括如下步骤：
每次所述第一计数器的计数值加一时，所述第一超声波发射器向所述第一超声波接收器发送超声波信号，所述第一超声波接收器接收所述第一超声波发射器发射的超声波信号；
每次所述第二计数器的计数值加一时，所述第二超声波发射器向所述第二超声波接收器发送超声波信号，所述第二超声波接收器接收所述第二超声波发射器发射的超声波信号；
所述数据采集装置接收所述第一超声波接收器接收的超声波信号和所述第二超声波接收器接收的超声波信号并发送至所述数据处理装置；
所述数据处理装置根据所述第一超声波接收器接收的超声波信号判断所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离；
所述数据处理装置根据所述第二超声波接收器接收的超声波信号判断所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述数据处理装置将所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离大于第一预设距离阈值的时刻记录为第一有效动作时刻，并统计第一有效动作时刻的次数；
所述数据处理装置将所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离大于第二预设阈值的时刻记录为第二有效动作时刻，并统计第二有效动作时刻的次数。
采用了该发明中的采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法，通过用户穿戴设备采集用户在健身过程中的身体状态参数和操作位姿，判断用户健身动作是否规范，并可以通过显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，给用户以直观准确的指导，提供更智能化的健身服务。
附图说明
图1为本发明一实施例的采集健身用户身体数据的健身器材系统的结构框图；
图2是本发明一实施例的采集健身用户身体数据的健身器材系统中数据采集板的正面示意图；
图3是双目识别的原理示意图；
图4是本发明一实施例的采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法的流程图；
图5是本发明一实施例的健身器材使用检测的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
如图1和2所示，本发明提供了一种采集健身用户身体数据的健身器材系统，设置于至少一个健身区域，其中，各个所述健身区域设置有：
数据采集板1，设置于各个健身区域的一侧；
双目识别设备2，设置于所述数据采集板1的上方，所述双目识别设备2包括两个摄像头，所述双目识别设备2用于采集对应的健身区域内的可见光图像，且所述两个摄像头可转动设置于所述数据采集板上；
如图3所示，为双目识别设备的原理示意图。双目识别设备中，左边和右边的摄像头分别可以获取一个采集图像，在采集图像中分别可以识别到对应的特征点P1和P2(此处仅为举例，实际应用中，特征点可以为一个或多个)，并且每个摄像头分别具有一个以O1和O2为坐标原点的坐标系，每个摄像头可以根据自身的坐标系确定对应的特征点P1和P2的二维坐标，但无法获取特征点的三维坐标。将两个摄像头结合起来时，可以得到特征点P实际上是位于O1P1和O2P2两条直线的交点，也就可以唯一确定特征点P的三维位置。
在实际应用中，可以在双目识别设备中设定一个参考三维坐标系(一般采用左边摄像头的坐标系，但不限于此)，然后通过结合分析两个摄像头的采集图像，可以计算得到特征点P相对于参考三维坐标系的三维坐标。
用户检测红外发射设备3，设置于所述数据采集板1上，所述用户检测红外发射设备3用于向所述数据采集板1的前方发射红外线，且所述用户检测红外发射设备3的红外线发射角度范围可调节；
用户检测红外接收设备4，设置于所述数据采集板1上，用于接收从前方反射回的红外线，且用户检测红外接收设备4的红外线接收角度范围可随用户检测红外发射设备3的红外线发射角度范围而调整；
用户穿戴设备，用于穿戴于用户身体部位，所述用户穿戴设备包括两个护膝、两个护腕和腹部贴片，所述两个护膝的两侧、所述两个护腕的两侧和所述腹部贴片的表面分别设置有红外反射层，且所述两个护膝、两个护腕和腹部贴片的红外反射层上红外反射材料形成的形状各不相同，所述护腕的内表面还设置有体温测量设备、心电信号测量设备和血氧饱和度测量设备，所述两个护膝的内表面和所述腹部贴片的内表面还设置有振动传感器，体温测量设备、心电信号测量设备和血氧饱和度测量设备可以检测用户健身过程中的身体数据参数，而振动传感器可以检测用户各个部位的运动状态，所述两个护膝、两个护腕和腹部贴片的红外反射层上红外反射材料形成的形状各不相同，通过判断红外反射光的形状即可以区分两个护膝、两个护腕和腹部贴片的检测数据，例如护膝处的形状可以是红外反射材料形成的三角形，护腕处可以是正方形，腹部贴片处可以是圆形等等，本发明不限于此；在使用过程中，用户需要将用户穿戴设备的各个部分穿戴于正确部位；
数据采集设备，设置于所述数据采集板的下方，用于从所述双目识别设备、红外接收设备、体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器获取数据；
数据存储设备，用于存储预设的健身时用户标准姿态；
数据处理设备，用于根据所述双目识别设备采集的图像识别用户的身份和身高，并识别用户的头部的位置，根据用户的头部的位置调整所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围，根据所述用户检测红外接收设备采集的数据判断用户的膝盖、腕部和腹部的位置，结合用户的头部的位置、膝盖、腕部和腹部的位置，判断用户当前姿态，与存储的健身时用户标准姿态对比；
显示屏，用于显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，并显示所述体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器采集的数据，用户从显示屏中即可以很直观地看到自己哪个动作不规范，以此来调整自己的动作姿态。
进一步地，各个所述健身区域设置有多个健身器材，为了方便用户使用，并且根据用户使用调整红外发射设备的红外线发射角度，以更准确地测量用户的姿态，各个健身器材的活动部的一侧分别设置有器材检测红外发射设备和器材检测红外接收设备，各个健身器材朝向所对应的器材检测红外发射设备的一侧设置有红外反射层；
所述数据采集设备采集所述器材检测红外接收设备的数据并发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，并调整所述双目识别设备和用户检测红外发射设备的角度，使其对准当前用户使用的器材；由于在用户使用一健身器材时，该健身器材的活动部会活动，器材检测红外接收设备接收到的数据也会发生改变，以此可以判断哪个健身器材正在被用户使用。
其中，根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，包括：当有一器材红外接收设备接收到的数据与其前一时刻的数据相比，差值大于预设阈值时，判断该器材红外接收设备所对应的器材为当前用户使用的器材。
可选地，所述健身器材包括上下开合式健身器材和左右开合式健身器材，所述上下开合式健身器材上设置有第一计数器，所述左右开合式健身器材上设置有第二计数器；
所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部分别设置有上加速度传感器、上速度传感器、下加速度传感器和下速度传感器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部分别设置有左加速度传感器、左速度传感器、右加速度传感器和右速度传感器；
对于上下开合式健身器材，所述上加速度传感器和下加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述上速度传感器和下速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述上速度传感器和下速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第一计数器的计数值加一；此时说明用户做完一个上下开合式动作，然后回收，返回至初始位置；
上下开合式健身器材例如有腿部拉伸健身器材、手臂拉伸健身器材等等；
对于左右开合式健身器材，所述左加速度传感器和右加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述左加速度传感器和右加速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述左加速度传感器和右加速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第二计数器的计数值加一；此时说明用户做完一个左右开合式动作，然后回收，返回至初始位置。
左右开合式健身器材例如有手臂左右拉伸器材、腿部左右拉伸器材等等。
可选地，所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部相对的侧面分别设置有第一超声波发射器和第一超声波接收器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部相对的侧面分别设置有第二超声波发射器和第二超声波接收器；
每次所述第一计数器的计数值加一时，所述第一超声波发射器向所述第一超声波接收器发送超声波信号，所述第一超声波接收器接收所述第一超声波发射器发射的超声波信号；
每次所述第二计数器的计数值加一时，所述第二超声波发射器向所述第二超声波接收器发送超声波信号，所述第二超声波接收器接收所述第二超声波发射器发射的超声波信号；
所述数据处理装置根据所述第一超声波接收器接收的超声波信号判断所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离；
所述数据处理装置根据所述第二超声波接收器接收的超声波信号判断所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述数据处理装置将所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离大于第一预设距离阈值的时刻记录为第一有效动作时刻，表示当前时刻用户做的动作是到位且有效的，并统计第一有效动作时刻的次数；
所述数据处理装置将所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离大于第二预设阈值的时刻记录为第二有效动作时刻，表示当前时刻用户做的动作是到位且有效的，并统计第二有效动作时刻的次数。
如图4所示，本发明实施例还提供一种采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法，采用所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统，所述方法包括如下步骤：
所述双目识别设备获取目标范围内图像，并将图像发送至所述数据采集设备；
所述数据采集设备对所述双目识别设备采集的图像进行灰度处理和归一化处理后，发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述采集的图像识别用户的面部，并计算用户的头部在预设三维坐标系中的三维坐标；
所述数据处理设备根据所述用户的头部的三维坐标调整所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围；
所述用户检测红外发射设备每隔预设时间向发射角度范围内发射红外线，并将红外线接收信号发送至所述用户检测红外接收设备；
所述用户检测红外接收设备接收到红外线接收信号后，接收从前方反射回的红外线，将接收到的红外线数据发送至所述数据采集设备；
所述数据采集设备对所述红外线数据进行分类，分别按照红外线形成的图形与预设的护膝、护腕和腹部贴片处红外反射材料形成的形状进行匹配，将所述红外线数据分为护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据，并将所述护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据发送至所述数据处理装置；
所述数据处理装置根据所述护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据判断用户膝盖、手腕和腹部的位置，并根据用户头部的位置判断用户当前姿态，与存储的健身时用户标准姿态对比；
所述显示屏显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，并显示所述体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器采集的数据。
如图5所示，该实施例的采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法还可以包括检测健身器材使用的步骤，具体包括如下步骤：
各个所述器材检测红外发射设备每隔预设时间向对应的健身器材发射红外线，并向所对应的器材检测红外接收设备发送红外接收信号；
所述器材检测红外接收设备接收到红外接收信号后，接收从前方反射的红外线数据，并通过所述数据采集设备发送至所述数据处理设备；
所述数据采集设备采集所述器材检测红外接收设备的数据并发送至所述数据处理设备，包括：当有一器材红外接收设备接收到的数据与其前一时刻的数据相比，差值大于预设阈值时，判断该器材红外接收设备所对应的器材为当前用户使用的器材；
所述数据处理设备根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，并调整所述双目识别设备和用户检测红外发射设备的角度，使其对准当前用户使用的器材。
可选地，各个所述健身器材上还设置有加速度传感器；
所述健身器材包括上下开合式健身器材和左右开合式健身器材，所述上下开合式健身器材上设置有第一计数器，所述左右开合式健身器材上设置有第二计数器；
所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部分别设置有上加速度传感器、上速度传感器、下加速度传感器和下速度传感器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部分别设置有左加速度传感器、左速度传感器、右加速度传感器和右速度传感器；
所述方法还包括如下步骤：
对于上下开合式健身器材，所述上加速度传感器和下加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述上速度传感器和下速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述上速度传感器和下速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第一计数器的计数值加一；
对于左右开合式健身器材，所述左加速度传感器和右加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述左加速度传感器和右加速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述左加速度传感器和右加速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第二计数器的计数值加一。
进一步地，所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部相对的侧面分别设置有第一超声波发射器和第一超声波接收器，可以测量上端活动部和下端活动部之间的距离，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部相对的侧面分别设置有第二超声波发射器和第二超声波接收器，可以测量左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述方法还包括如下步骤：
每次所述第一计数器的计数值加一时，所述第一超声波发射器向所述第一超声波接收器发送超声波信号，所述第一超声波接收器接收所述第一超声波发射器发射的超声波信号；
每次所述第二计数器的计数值加一时，所述第二超声波发射器向所述第二超声波接收器发送超声波信号，所述第二超声波接收器接收所述第二超声波发射器发射的超声波信号；
所述数据采集装置接收所述第一超声波接收器接收的超声波信号和所述第二超声波接收器接收的超声波信号并发送至所述数据处理装置；
所述数据处理装置根据所述第一超声波接收器接收的超声波信号判断所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离；
所述数据处理装置根据所述第二超声波接收器接收的超声波信号判断所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述数据处理装置将所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离大于第一预设距离阈值的时刻记录为第一有效动作时刻，并统计第一有效动作时刻的次数；
所述数据处理装置将所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离大于第二预设阈值的时刻记录为第二有效动作时刻，并统计第二有效动作时刻的次数。
采用了该发明中的采集健身用户身体数据的健身器材系统及使用方法，通过用户穿戴设备采集用户在健身过程中的身体状态参数和操作位姿，判断用户健身动作是否规范，并可以通过显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，给用户以直观准确的指导，提供更智能化的健身服务。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种采集健身用户身体数据的健身器材系统，其特征在于，设置于至少一个健身区域，其中，各个所述健身区域设置有：
数据采集板，设置于各个健身区域的一侧；
双目识别设备，设置于所述数据采集板的上方，所述双目识别设备包括两个摄像头，所述双目识别设备用于采集对应的健身区域内的可见光图像，且所述两个摄像头可转动设置于所述数据采集板上；
用户检测红外发射设备，设置于所述数据采集板上，所述用户检测红外发射设备用于向所述数据采集板的前方发射红外线，且所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围可调节；
用户检测红外接收设备，设置于所述数据采集板上，用于接收从前方反射回的红外线；
用户穿戴设备，用于穿戴于用户身体部位，所述用户穿戴设备包括两个护膝、两个护腕和腹部贴片，所述两个护膝的两侧、所述两个护腕的两侧和所述腹部贴片的表面分别设置有红外反射层，且所述两个护膝、两个护腕和腹部贴片的红外反射层上红外反射材料形成的形状各不相同，所述护腕的内表面还设置有体温测量设备、心电信号测量设备和血氧饱和度测量设备，所述两个护膝的内表面和所述腹部贴片的内表面还设置有振动传感器；
数据采集设备，设置于所述数据采集板的下方，用于从所述双目识别设备、红外接收设备、体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器获取数据；
数据存储设备，用于存储预设的健身时用户标准姿态；
数据处理设备，用于根据所述双目识别设备采集的图像识别用户的身份和身高，并识别用户的头部的位置，根据用户的头部的位置调整所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围，根据所述用户检测红外接收设备采集的数据判断用户的膝盖、腕部和腹部的位置，结合用户的头部的位置、膝盖、腕部和腹部的位置，判断用户当前姿态，与存储的健身时用户标准姿态对比；
显示屏，用于显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，并显示所述体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器采集的数据。
2.根据权利要求1所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统，其特征在于，各个所述健身区域设置有多个健身器材，各个健身器材的活动部的一侧分别设置有器材检测红外发射设备和器材检测红外接收设备，各个健身器材朝向所对应的器材检测红外发射设备的一侧设置有红外反射层；
所述数据采集设备采集所述器材检测红外接收设备的数据并发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，并调整所述双目识别设备和用户检测红外发射设备的角度，使其对准当前用户使用的器材；
其中，根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，包括：当有一器材红外接收设备接收到的数据与其前一时刻的数据相比，差值大于预设阈值时，判断该器材红外接收设备所对应的器材为当前用户使用的器材。
3.根据权利要求2所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统，其特征在于，所述健身器材包括上下开合式健身器材和左右开合式健身器材，所述上下开合式健身器材上设置有第一计数器，所述左右开合式健身器材上设置有第二计数器；
所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部分别设置有上加速度传感器、上速度传感器、下加速度传感器和下速度传感器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部分别设置有左加速度传感器、左速度传感器、右加速度传感器和右速度传感器；
对于上下开合式健身器材，所述上加速度传感器和下加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述上速度传感器和下速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述上速度传感器和下速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第一计数器的计数值加一；
对于左右开合式健身器材，所述左加速度传感器和右加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述左加速度传感器和右加速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述左加速度传感器和右加速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第二计数器的计数值加一。
4.根据权利要求3所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统，其特征在于，所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部相对的侧面分别设置有第一超声波发射器和第一超声波接收器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部相对的侧面分别设置有第二超声波发射器和第二超声波接收器；
每次所述第一计数器的计数值加一时，所述第一超声波发射器向所述第一超声波接收器发送超声波信号，所述第一超声波接收器接收所述第一超声波发射器发射的超声波信号；
每次所述第二计数器的计数值加一时，所述第二超声波发射器向所述第二超声波接收器发送超声波信号，所述第二超声波接收器接收所述第二超声波发射器发射的超声波信号；
所述数据处理设备根据所述第一超声波接收器接收的超声波信号判断所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离；
所述数据处理设备根据所述第二超声波接收器接收的超声波信号判断所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述数据处理设备将所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离大于第一预设距离阈值的时刻记录为第一有效动作时刻，并统计第一有效动作时刻的次数；
所述数据处理设备将所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离大于第二预设阈值的时刻记录为第二有效动作时刻，并统计第二有效动作时刻的次数。
5.一种采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法，其特征在于，采用权利要求1至4中任一项所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统，所述方法包括如下步骤：
所述双目识别设备获取目标范围内图像，并将图像发送至所述数据采集设备；
所述数据采集设备对所述双目识别设备采集的图像进行灰度处理和归一化处理后，发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述采集的图像识别用户的面部，并计算用户的头部在预设三维坐标系中的三维坐标；
所述数据处理设备根据所述用户的头部的三维坐标调整所述用户检测红外发射设备的红外线发射角度范围；
所述用户检测红外发射设备每隔预设时间向发射角度范围内发射红外线，并将红外线接收信号发送至所述用户检测红外接收设备；
所述用户检测红外接收设备接收到红外线接收信号后，接收从前方反射回的红外线，将接收到的红外线数据发送至所述数据采集设备；
所述数据采集设备对所述红外线数据进行分类，分别按照红外线形成的图形与预设的护膝、护腕和腹部贴片处红外反射材料形成的形状进行匹配，将所述红外线数据分为护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据，并将所述护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述护膝数据、护腕数据和腹部贴片数据判断用户膝盖、手腕和腹部的位置，并根据用户头部的位置判断用户当前姿态，与存储的健身时用户标准姿态对比；
所述显示屏显示用户当前姿态与用户标准姿态的对比图，并显示所述体温测量设备、心电信号测量设备、血氧饱和度测量设备和振动传感器采集的数据。
6.根据权利要求5所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法，其特征在于，各个所述健身区域设置有多个健身器材，各个健身器材的活动部的一侧分别设置有器材检测红外发射设备和器材检测红外接收设备，各个健身器材朝向所对应的器材检测红外发射设备的一侧设置有红外反射层；
所述方法还包括如下步骤：
各个所述器材检测红外发射设备每隔预设时间向对应的健身器材发射红外线，并向所对应的器材检测红外接收设备发送红外接收信号；
所述器材检测红外接收设备接收到红外接收信号后，接收从前方反射的红外线数据，并通过所述数据采集设备发送至所述数据处理设备；
所述数据采集设备采集所述器材检测红外接收设备的数据并发送至所述数据处理设备，包括：当有一器材红外接收设备接收到的数据与其前一时刻的数据相比，差值大于预设阈值时，判断该器材红外接收设备所对应的器材为当前用户使用的器材；
所述数据处理设备根据所述器材检测红外接收设备的数据判断当前用户使用的器材，并调整所述双目识别设备和用户检测红外发射设备的角度，使其对准当前用户使用的器材。
7.根据权利要求6所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法，其特征在于，各个所述健身器材上还设置有加速度传感器；
所述健身器材包括上下开合式健身器材和左右开合式健身器材，所述上下开合式健身器材上设置有第一计数器，所述左右开合式健身器材上设置有第二计数器；
所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部分别设置有上加速度传感器、上速度传感器、下加速度传感器和下速度传感器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部分别设置有左加速度传感器、左速度传感器、右加速度传感器和右速度传感器；
所述方法还包括如下步骤：
对于上下开合式健身器材，所述上加速度传感器和下加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述上速度传感器和下速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述上速度传感器和下速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第一计数器的计数值加一；
对于左右开合式健身器材，所述左加速度传感器和右加速度传感器检测到的加速度数据小于预设阈值时，记录当前时刻，获取所述左加速度传感器和右加速度传感器于当前时刻的前一时刻和后一时刻的速度方向，如果所述左加速度传感器和右加速度传感器记录的前一时刻和后一时刻的速度方向相反，则所述第二计数器的计数值加一。
8.根据权利要求7所述的采集健身用户身体数据的健身器材系统的使用方法，其特征在于，所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部相对的侧面分别设置有第一超声波发射器和第一超声波接收器，所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部相对的侧面分别设置有第二超声波发射器和第二超声波接收器；
所述方法还包括如下步骤：
每次所述第一计数器的计数值加一时，所述第一超声波发射器向所述第一超声波接收器发送超声波信号，所述第一超声波接收器接收所述第一超声波发射器发射的超声波信号；
每次所述第二计数器的计数值加一时，所述第二超声波发射器向所述第二超声波接收器发送超声波信号，所述第二超声波接收器接收所述第二超声波发射器发射的超声波信号；
所述数据采集设备接收所述第一超声波接收器接收的超声波信号和所述第二超声波接收器接收的超声波信号并发送至所述数据处理设备；
所述数据处理设备根据所述第一超声波接收器接收的超声波信号判断所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离；
所述数据处理设备根据所述第二超声波接收器接收的超声波信号判断所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离；
所述数据处理设备将所述上下开合式健身器材的上端活动部和下端活动部之间的距离大于第一预设距离阈值的时刻记录为第一有效动作时刻，并统计第一有效动作时刻的次数；
所述数据处理设备将所述左右开合式健身器材的左端活动部和右端活动部之间的距离大于第二预设阈值的时刻记录为第二有效动作时刻，并统计第二有效动作时刻的次数。
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