CN108744460A - 一种基于物联网的攀岩教学系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，包括信息采集系统、纠正系统、信息处理系统，所述信息采集系统包括第一摄像装置、第二摄像装置，所述第一摄像装置设于攀岩墙表面设置的第一岩点内部，所述第二摄像装置设于攀岩墙表面设置的第二岩点内部，所述第一岩点表面还设有第一压力传感器，所述第二岩点表面还设有第二压力传感器，所述信息采集系统还包括比对系统、记录系统，所述记录系统用于记录用户的脚步位置信息、手抓位置信息、手抓压力值、脚踩压力值，所述比对系统与所述记录系统连接，所述比对系统包括标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块、标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块。

Description

一种基于物联网的攀岩教学系统及方法

技术领域

本发明涉及攀岩领域，尤其涉及一种基于物联网的攀岩教学系统及其方法。

背景技术

随着科技的不断发展，物联网技术也运用到各行各业，但是在户外运动领域却较为少有涉及，如今人们社会水平的不断提高，人们对于户外运动也是比较青睐，所以攀岩也是人们户外运动选择较多的运动，但是由于攀岩的难度较大，危险系数较高，所以一些人群就不敢触碰，因为在运动的过程中因为保护措施不到位造成很高的危险系数，所以人们想要在独立的完成攀岩运动，需要完整的学习攀岩知识，并且反复的练习攀岩动作，最重要的是，在新用户练习攀岩的过程中缺乏详细的分解动作练习，以及对于错误的动作缺乏指正，所以导致学习不详细，最后导致在运动过程中造成意外伤害。

发明内容

发明目的： 为了克服背景技术中，传统的攀岩设备难以详细的为用户提供攀岩教学系统，所以提供一种基于物联网的攀岩教学系统及方法。

技术方案：一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，包括信息采集系统、纠正系统、信息处理系统，所述信息采集系统包括第一摄像装置、第二摄像装置，所述第一摄像装置设于攀岩墙表面设置的第一岩点内部，用于摄取用户的脚步位置信息，所述第二摄像装置设于攀岩墙表面设置的第二岩点内部，用于摄取用户的手抓位置信息，所述第一岩点表面还设有第一压力传感器，用于检测用户的脚踩压力值，所述第二岩点表面还设有第二压力传感器，用于检测用户的手抓压力值，所述信息采集系统还包括比对系统、记录系统，所述记录系统用于记录用户的脚步位置信息、手抓位置信息、手抓压力值、脚踩压力值，所述比对系统与所述记录系统连接，所述比对系统包括标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块、标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块，所述信息采集系统与所述信息处理系统连接，所述信息处理系统包括第一语音提示模块、视频提示模块，所述标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块皆与所述视频提示模块连接，所述标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块与所述第一语音提示系统模块，所述标准脚部位置比对模块用于将用户的脚踩位置与标准脚踩位置进行比对，所述标准手抓位置用于将用户的手抓位置与标准手抓位置进行比对，所述视频提示模块连接设有第二语音提示模块，用于提示用户的脚踩位置与标准脚踩位置的区别以及手抓位置与标准手抓位置的区别，所述标准手抓压力值比对模块用于将用户的手抓压力值与标准手抓压力值进行比对，所述标准脚踩压力值比对模块用于将用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值进行比对，所述标准手抓压力值比对模块将用户的手抓压力值与标准手抓压力值的偏差值设置在第一阈值、第二阈值、第三阈值范围内，若用户的手抓压力值与标准手抓压力值到达第一阈值、第三阈值范围时，所述第一语音提示系统发出语音提示，所述标准脚踩压力值比对模块将用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值的偏差值设置在第四阈值、第五阈值、第六阈值范围内，若用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值到达第四、第六阈值范围时，所述第一语音提示系统发出语音提示；所述纠正系统包括无人机主体、第三摄像装置、弹射板，所述无人机主体设于攀岩墙表面，所述第三摄像装置设于所述无人机主体外部表面，用于摄取用户的攀岩动作，所述弹射板设于无人机主体内部，所述弹射板内部设有处理器，所述信息采集系统与所述处理器连接，若第一摄像装置摄取到用户的脚步位置与标准脚步位置重复发生差异时，所述第一摄像装置发送一次重复信号至处理器，若第二摄像装置摄取到用户的手抓位置与标准手抓位置重复发生差异时，所述第二摄像装置发生一次重复信号至处理器，若第一压力传感器检测到用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值的偏差值重复到达第一阈值或者第三阈值范围时，所述第一压力传感器发送一次重复信号至处理器，若第二压力传感器检测到用户的手抓压力值与标准手抓压力值的偏差值重复到达第四阈值或者第六阈值范围时，所述第二压力传感器发送一次重复信号至处理器，所述处理器将接收重复信号设置为固定阈值范围内，若所述处理器接收重复信号到达固定阈值范围时，所述处理器驱动弹射板弹射至用户脚底下方。

作为本发明的一种优选方式：所述信息采集系统连接设有教学系统，所述教学系统包括第一数据存储模块、现场教学模块，所述第一数据存储模块用于存储用户的标准脚部位置、标准手抓位置、标准手抓压力值、标准脚踩压力值信息，所述现场教学模块用于教授用户学习标准脚步位置、标准手抓位置、标准手抓压力值、标准脚踩压力值。

作为本发明的一种优选方式：所述无人机主体还设有救援系统，所述救援系统包括第四摄像装置、生命体征检测装置，所述第四摄像装置设于所述无人机主体外部表面，用于摄取用户的脸部表情信息，所述生命体征检测装置设于用户身体表面，用于检测用户的心跳、呼吸、体温以及血压，所述第三摄像装置、生命体征检测装置皆与所述处理器连接，若所述第四摄像装置摄取到用户脸部表情发生异常以及生命体征检测装置检测到用户的生命体征发生异常时，所述处理器驱动弹射板弹射至用户脚底下方。

作为本发明的一种优选方式：所述第一语音提示模块、第二语音提示系统还连接设有第二数据存储模块，用于存储用户的错误脚踩位置、错误手抓位置、错误脚踩压力值、错误手抓压力值。

作为本发明的一种优选方式：所述纠正系统与所述信息处理系统连接，若处理器驱动弹射板弹射至用户脚底下方时，所述视频提示模块提示用户的错误脚踩位置、错误手抓位置，所述第一语音提示系统提示用户的错误脚踩位置压力值、错误手抓压力值。

作为本发明的一种优选方式：所述视频提示模块设于攀岩墙表面，所述视频提示模块还还设有人脸跟踪模块，所述人脸跟踪模块用于将提示的视频呈现用户脸部正前方。

作为本发明的一种优选方式：所述救援模块还设有请求服务模块，所述无人机主体还设有信号接收模块，所述请求服务模块与所述信号接收模块连接，当所述信号接收模块接收到用户的请求服务信号时，所述无人机主体为用户提供相应的服务。

作为本发明的一种优选方式：所述无人机主体还设有升降模块，用于驱动弹射板的升降，所述升降模块与所述请求服务模块连接，当用户发出服务请求时，所述升降模块驱动弹射板下降至地面。

本发明实现以下有益效果：

1.通过在无人机主体内部设置弹射板能够有效的对用户进行救援，以及帮助用户提供其他服务。

2.通过设置信息采集模块能够有效的采集用户在攀岩运动中的手抓位置信息、脚踩位置信息、手抓压力值、脚踩压力值，然后对用户的分解动作进行详细的判断与指正。

3.通过设置教学系统，教师可以不同的用户教授不同的攀岩动作以及对于不同的用户存储不同的标准动作信息。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明提供的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法结构示意图。

图中1.信息采集系统、2.纠正系统、3.信息处理系统、4.第一摄像装置、5.第二摄像装置、6.第一压力传感器、7.第二压力传感器、8.比对系统、9.记录系统、10.第一语音提示系统、12.无人机主体、13.第三摄像装置、14.弹射板、15.教学系统、16.第四摄像装置、17.生命特征检测装置、18.人脸跟踪模块、19.第二数据存储模块、20.请求服务模块。

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。

实施例一

参考图1，图1为本发明提供的一种基于物联网的攀岩教学系统15及方法结构示意图。

一种基于物联网的攀岩教学系统15及方法，包括信息采集系统1、纠正系统2、信息处理系统3，所述信息采集系统1包括第一摄像装置4、第二摄像装置5，所述第一摄像装置4设于攀岩墙表面设置的第一岩点内部，用于摄取用户的脚步位置信息，所述第二摄像装置5设于攀岩墙表面设置的第二岩点内部，用于摄取用户的手抓位置信息，所述第一岩点表面还设有第一压力传感器6，用于检测用户的脚踩压力值，所述第二岩点表面还设有第二压力传感器7，用于检测用户的手抓压力值，所述信息采集系统1还包括比对系统8、记录系统9，所述记录系统9用于记录用户的脚步位置信息、手抓位置信息、手抓压力值、脚踩压力值，所述比对系统8与所述记录系统9连接，所述比对系统8包括标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块、标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块，所述信息采集系统1与所述信息处理系统3连接，所述信息处理系统3包括第一语音提示模块、视频提示模块，所述标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块皆与所述视频提示模块连接，所述标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块与所述第一语音提示系统10模块，所述标准脚部位置比对模块用于将用户的脚踩位置与标准脚踩位置进行比对，所述标准手抓位置用于将用户的手抓位置与标准手抓位置进行比对，所述视频提示模块连接设有第二语音提示模块，用于提示用户的脚踩位置与标准脚踩位置的区别以及手抓位置与标准手抓位置的区别，所述标准手抓压力值比对模块用于将用户的手抓压力值与标准手抓压力值进行比对，所述标准脚踩压力值比对模块用于将用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值进行比对，所述标准手抓压力值比对模块将用户的手抓压力值与标准手抓压力值的偏差值设置在第一阈值、第二阈值、第三阈值范围内，若用户的手抓压力值与标准手抓压力值到达第一阈值、第三阈值范围时，所述第一语音提示系统发出语音提示，所述标准脚踩压力值比对模块将用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值的偏差值设置在第四阈值、第五阈值、第六阈值范围内，若用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值到达第四、第六阈值范围时，所述第一语音提示系统10发出语音提示；所述纠正系统2包括无人机主体12、第三摄像装置13、弹射板14，所述无人机主体12设于攀岩墙表面，所述第三摄像装置13设于所述无人机主体12外部表面，用于摄取用户的攀岩动作，所述弹射板14设于无人机主体12内部，所述弹射板14内部设有处理器，所述信息采集系统1与所述处理器连接，若第一摄像装置4摄取到用户的脚步位置与标准脚步位置重复发生差异时，所述第一摄像装置4发送一次重复信号至处理器，若第二摄像装置5摄取到用户的手抓位置与标准手抓位置重复发生差异时，所述第二摄像装置5发生一次重复信号至处理器，若第一压力传感器6检测到用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值的偏差值重复到达第一阈值或者第三阈值范围时，所述第一压力传感器6发送一次重复信号至处理器，若第二压力传感器7检测到用户的手抓压力值与标准手抓压力值的偏差值重复到达第四阈值或者第六阈值范围时，所述第二压力传感器7发送一次重复信号至处理器，所述处理器将接收重复信号设置为固定阈值范围内，若所述处理器接收重复信号到达固定阈值范围时，所述处理器驱动弹射板14弹射至用户脚底下方。

作为本发明的一种优选方式：所述信息采集系统1连接设有教学系统15，所述教学系统15包括第一数据存储模块、现场教学模块，所述第一数据存储模块用于存储用户的标准脚部位置、标准手抓位置、标准手抓压力值、标准脚踩压力值信息，所述现场教学模块用于教授用户学习标准脚步位置、标准手抓位置、标准手抓压力值、标准脚踩压力值。

作为本发明的一种优选方式：所述无人机主体12还设有救援系统，所述救援系统包括第四摄像装置16、生命体征检测装置17，所述第四摄像装置16设于所述无人机主体12外部表面，用于摄取用户的脸部表情信息，所述生命体征检测装置17设于用户身体表面，用于检测用户的心跳、呼吸、体温以及血压，所述第三摄像装置13、生命体征检测装置17皆与所述处理器连接，若所述第四摄像装置16摄取到用户脸部表情发生异常以及生命体征检测装置17检测到用户的生命体征发生异常时，所述处理器驱动弹射板14弹射至用户脚底下方。

作为本发明的一种优选方式：所述第一语音提示模块、第二语音提示系统还连接设有第二数据存储模块19，用于存储用户的错误脚踩位置、错误手抓位置、错误脚踩压力值、错误手抓压力值。

作为本发明的一种优选方式：所述纠正系统2与所述信息处理系统3连接，若处理器驱动弹射板14弹射至用户脚底下方时，所述视频提示模块提示用户的错误脚踩位置、错误手抓位置，所述第一语音提示系统10提示用户的错误脚踩位置压力值、错误手抓压力值。

作为本发明的一种优选方式：所述视频提示模块设于攀岩墙表面，所述视频提示模块还还设有人脸跟踪模块18，所述人脸跟踪模块18用于将提示的视频呈现用户脸部正前方。

具体的，信息采集模块用于采集用户的攀岩信息，第一摄像装置4摄取脚踩位置信息，第二摄像装置5摄取手抓位置信息，第一压力传感器6用于检测脚踩压力值、第二压力传感器7用于检测手抓压力值，考虑从到用户在攀岩过程中，用户对于上面几个动作信息不是很容易掌控，从而导致在攀岩过程中产生较大的危险系数，而且对于不同的用户以上几个动作信息也是不尽相同，所以在用户在自己独立学习攀岩之前，老师首先教授用户标准的攀岩动作，然后将该用户在教学过程中学习到的标准脚踩位置信息、标准手抓位置信息、标准手抓压力值、标准脚踩压力值进行记录，考虑到用户在独立学习攀岩的过程中每个步骤都存在差异，这就造成了用户无法发现自己的脚踩位置、手抓位置以及手抓和脚踩的用力情况，这样即使长期的学习练习也无法很快的掌握攀岩技能，设置标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块、标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块，能够随时比对记录用户在攀岩记录用户的攀岩信息，当用户的错误攀岩动作重复较多时，处理器驱动弹射板14弹射至用户脚底下方，视频提示系统通过人脸跟踪模块18可以随着用户到达的位置投射出相关的视频提示，当弹射板14弹射至用户脚底下方时，第一语音提示模块提示用户的错误动作信息，视频提示模块投射出标准动作与用户错误的攀岩动作进行比对。

考虑到新的攀岩用户在独立学习攀岩的时候存在较大的危险系数，所以设置救援模块，因为不同的用户对于高度不同心理因数也会发生变化以及不同用户的心理承受能力也不尽相同，所以在用户身体表面设置生命体征检测装置17用来检测用户的心跳、呼吸、体温以及血压变化情况，而且用户的生命体征通过人的脸部表情也可以表现出来，所以设置第四摄像装置16检测用户的脸部表情。

实施例二

参考图1，图1为本发明提供的一种基于物联网的攀岩教学系统15及方法结构示意图。

在本发明的第二实施例中，实施内容与所述第一实施例内容基本相同，不同之处在于：所述救援模块还设有请求服务模块20，所述无人机主体12还设有信号接收模块，所述无人机主体12还设有升降模块。

作为本发明的一种优选方式：所述救援模块还设有请求服务模块20，所述无人机主体12还设有信号接收模块，所述请求服务模块20与所述信号接收模块连接，当所述信号接收模块接收到用户的请求服务信号时，所述无人机主体12为用户提供相应的服务。

作为本发明的一种优选方式：所述无人机主体12还设有升降模块，用于驱动弹射板14的升降，所述升降模块与所述请求服务模块20连接，当用户发出服务请求时，所述升降模块驱动弹射板14下降至地面。

具体的，考虑到用户在攀岩过程中因为生理或者心里因素的需要，救援模块设置请求服务模块20，无人机主体12设有信号接收模块，当用户发出请求信号时，处理器将会驱动无人机主体12设置的弹射板14弹射至用户脚底下方，然后用户将脚步放置弹射板14上，最后通过弹射板14内部设置的升降系统下降至地面完成对其服务，若用户不需要下降至地面时，升降系统停止工作，该升降板停留在用户攀岩墙的位置，完成对其服务任务。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，包括信息采集系统、纠正系统、信息处理系统，其特征在于：所述信息采集系统包括第一摄像装置、第二摄像装置，所述第一摄像装置设于攀岩墙表面设置的第一岩点内部，用于摄取用户的脚步位置信息，所述第二摄像装置设于攀岩墙表面设置的第二岩点内部，用于摄取用户的手抓位置信息，所述第一岩点表面还设有第一压力传感器，用于检测用户的脚踩压力值，所述第二岩点表面还设有第二压力传感器，用于检测用户的手抓压力值，所述信息采集系统还包括比对系统、记录系统，所述记录系统用于记录用户的脚步位置信息、手抓位置信息、手抓压力值、脚踩压力值，所述比对系统与所述记录系统连接，所述比对系统包括标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块、标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块，所述信息采集系统与所述信息处理系统连接，所述信息处理系统包括第一语音提示模块、视频提示模块，所述标准脚步位置比对模块、标准手抓位置比对模块皆与所述视频提示模块连接，所述标准手抓压力值比对模块、标准脚踩压力值比对模块与所述第一语音提示系统模块，所述标准脚部位置比对模块用于将用户的脚踩位置与标准脚踩位置进行比对，所述标准手抓位置用于将用户的手抓位置与标准手抓位置进行比对，所述视频提示模块连接设有第二语音提示模块，用于提示用户的脚踩位置与标准脚踩位置的区别以及手抓位置与标准手抓位置的区别，所述标准手抓压力值比对模块用于将用户的手抓压力值与标准手抓压力值进行比对，所述标准脚踩压力值比对模块用于将用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值进行比对，所述标准手抓压力值比对模块将用户的手抓压力值与标准手抓压力值的偏差值设置在第一阈值、第二阈值、第三阈值范围内，若用户的手抓压力值与标准手抓压力值到达第一阈值、第三阈值范围时，所述第一语音提示系统发出语音提示，所述标准脚踩压力值比对模块将用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值的偏差值设置在第四阈值、第五阈值、第六阈值范围内，若用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值到达第四、第六阈值范围时，所述第一语音提示系统发出语音提示；所述纠正系统包括无人机主体、第三摄像装置、弹射板，所述无人机主体设于攀岩墙表面，所述第三摄像装置设于所述无人机主体外部表面，用于摄取用户的攀岩动作，所述弹射板设于无人机主体内部，所述弹射板内部设有处理器，所述信息采集系统与所述处理器连接，若第一摄像装置摄取到用户的脚步位置与标准脚步位置重复发生差异时，所述第一摄像装置发送一次重复信号至处理器，若第二摄像装置摄取到用户的手抓位置与标准手抓位置重复发生差异时，所述第二摄像装置发生一次重复信号至处理器，若第一压力传感器检测到用户的脚踩压力值与标准脚踩压力值的偏差值重复到达第一阈值或者第三阈值范围时，所述第一压力传感器发送一次重复信号至处理器，若第二压力传感器检测到用户的手抓压力值与标准手抓压力值的偏差值重复到达第四阈值或者第六阈值范围时，所述第二压力传感器发送一次重复信号至处理器，所述处理器将接收重复信号设置为固定阈值范围内，若所述处理器接收重复信号到达固定阈值范围时，所述处理器驱动弹射板弹射至用户脚底下方。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述信息采集系统连接设有教学系统，所述教学系统包括第一数据存储模块、现场教学模块，所述第一数据存储模块用于存储用户的标准脚部位置、标准手抓位置、标准手抓压力值、标准脚踩压力值信息，所述现场教学模块用于教授用户学习标准脚步位置、标准手抓位置、标准手抓压力值、标准脚踩压力值。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述无人机主体还设有救援系统，所述救援系统包括第四摄像装置、生命体征检测装置，所述第四摄像装置设于所述无人机主体外部表面，用于摄取用户的脸部表情信息，所述生命体征检测装置设于用户身体表面，用于检测用户的心跳、呼吸、体温以及血压，所述第三摄像装置、生命体征检测装置皆与所述处理器连接，若所述第四摄像装置摄取到用户脸部表情发生异常以及生命体征检测装置检测到用户的生命体征发生异常时，所述处理器驱动弹射板弹射至用户脚底下方。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述第一语音提示模块、第二语音提示系统还连接设有第二数据存储模块，用于存储用户的错误脚踩位置、错误手抓位置、错误脚踩压力值、错误手抓压力值。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述纠正系统与所述信息处理系统连接，若处理器驱动弹射板弹射至用户脚底下方时，所述视频提示模块提示用户的错误脚踩位置、错误手抓位置，所述第一语音提示系统提示用户的错误脚踩位置压力值、错误手抓压力值。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述视频提示模块设于攀岩墙表面，所述视频提示模块还还设有人脸跟踪模块，所述人脸跟踪模块用于将提示的视频呈现用户脸部正前方。

7.根据权利要求3所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述救援模块还设有请求服务模块，所述无人机主体还设有信号接收模块，所述请求服务模块与所述信号接收模块连接，当所述信号接收模块接收到用户的请求服务信号时，所述无人机主体为用户提供相应的服务。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的攀岩教学系统及方法，其特征在于：所述无人机主体还设有升降模块，用于驱动弹射板的升降，所述升降模块与所述请求服务模块连接，当用户发出服务请求时，所述升降模块驱动弹射板下降至地面。