CN109499052A - 平衡板和基于平衡板的训练方法、训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于平衡板的训练方法，该训练方法包括：采集用户的训练信息；根据训练信息在用户目视前方投射出互动图像；接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；从语音识别结果中提取互动答案，并将互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。本发明实现了平衡板在用户进行平衡训练的过程中与用户进行答题互动，增加了用户的运动乐趣，使其更容易保持运动热情、坚持完成后续的运动内容。

Description

平衡板和基于平衡板的训练方法、训练装置

技术领域

本发明涉及健身器材领域，具体涉及一种平衡板和基于平衡板的训练方法、训练装置。

背景技术

平衡板是一种训练器材，一般包括有平板和设置于平板底部的球形底座，该底座具有弹性并且极容易倾斜，因此当人们训练时于平板上方施加向下的压力过程中，必须控制施压的方向和压力大小，以令平衡板保持平衡或向指定方向倾斜，从而提高人们在运动中对于身体动态平衡以及肌肉整合力的控制。

由于现有的平衡板智能性较差，用户只能根据单一的训练内容进行训练，因此很容易因枯燥的训练过程而难以长久坚持训练，造成半途而废。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于平衡板的训练方法，旨在解决现有的平衡板训练内容较单一而枯燥的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于平衡板的训练方法，该训练方法包括：

采集用户的训练信息；

根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像，所述互动图像中包含题目信息；

接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；

从所述语音识别结果中提取互动答案，并将所述互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。

优选地，所述采集用户的训练信息包括：

采集用户在平衡板上的压力信息；

根据所述压力信息判断用户的位姿。

优选地，所述根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像包括：

根据所述用户的位姿调整平衡板上投影装置的投射角度，以将所述互动图像投射至与用户头部适配的高度。

优选地，所述根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像还包括：

将标准答案内容拆分成若干部分；

将所述若干部分的答案内容打乱投射至用户前方并提示用户按顺序进行语音输入。

优选地，上述训练方法还包括：

接收外部通信设备发送的启动指令，启动平衡板；

对外部通信设备进行身份验证并同步其中的历史训练数据；

在用户完成训练时，将新生成的训练数据发送至所述外部通信设备。

本发明还提出一种平衡板的训练装置，该训练装置包括：

信息采集模块，用于采集用户的训练信息；

投影控制模块，用于根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像，所述互动图像中包含题目信息；

语音接收与识别模块，用于接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；

控制模块，用于从所述语音识别结果中提取互动答案，并将所述互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。

优选地，所述信息采集模块包括：

压力采集模块，用于采集用户在平衡板上的压力信息；

位姿判断模块，用于根据所述压力信息判断用户的位姿。

优选地，所述投影控制模块包括：

投射角度调整模块，用于根据所述用户的位姿调整平衡板上投影装置的投射角度，以将所述互动图像投射至与用户头部适配的高度。

优选地，所述训练装置还包括：

通信模块，用于接收外部通信设备发送的启动指令，启动平衡板；

数据同步模块，用于对外部通信设备进行身份验证并同步其中的历史训练数据；

数据上传模块，用于在用户完成训练时，将新生成的训练数据发送至所述外部通信设备。

本发明还提出一种平衡板，包括板体和设置在所述板体底部的球型底座，所述板体上设有微处理器、与所述微处理器连接的若干传感器、投影仪、语音输入装置和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机可读程序，所述微处理器在调用所述计算机可读程序时，执行上述基于平衡板的训练方法中的步骤。

本发明中的训练方法基于平衡板实现，通过在运动中的用户目视前方投射包含题目信息的互动图像以及根据用户的互动语音信息做答案比对并输出提示信息，实现平衡板在用户进行平衡训练的过程中与用户进行答题互动，增加了用户的运动乐趣，使其更容易保持运动热情、坚持完成后续的运动内容。

附图说明

图1为本发明一实施例中基于平衡板的训练方法的流程图；

图2为本发明基于平衡板的训练方法中关于“采集用户的训练信息”较优实施方式的流程示意图；

图3为本发明基于平衡板的训练方法中关于“根据训练信息在用户目视前方投射出互动图像”较优实施方式的流程示意图；

图4为本发明又一实施例中基于平衡板的训练方法的部分流程示意图；

图5为本发明基于平衡板的训练装置的功能模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，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。

平衡板是一种训练器材，一般包括有平板和设置于平板底部的球形底座，该底座具有弹性并且极容易倾斜，因此当人们训练时于平板上方施加向下的压力过程中，必须控制施压的方向和压力大小，以令平衡板保持平衡或向指定方向倾斜，从而提高人们在运动中对于身体动态平衡以及肌肉整合力的控制。本发明针对的是用户在使用该平衡板过程中如何丰富运动内容，使运动过程变得更有趣。

本发明提出一种基于平衡板的训练方法，如图1所示，该训练方法包括：

步骤S100：采集用户的训练信息；

其中，用户的训练信息指的是用户在训练过程中，从平衡板上获取的数据所反映的用户身体姿态信息，比如俯卧、站立、蹲立等。本步骤中，可通过内置于平衡板中的传感设备(如压力传感器、陀螺仪等)来采集平衡板上的数据，如压力、倾斜度等数据。

步骤S200：根据训练信息在用户目视前方投射出互动图像，互动图像中包含题目信息；

根据前一步骤中所采集的用户训练信息，可以获知用户头部的大致高度，进而确定互动图像的被投射方向和投射高度。投射互动图像的投影设备可以采用普通的投影仪，则该投影仪所投射的方向应当是用户前方的墙壁或幕布，也可以采用全息投影仪，则不需要墙壁幕布等辅助设备。互动图像包含有可供用户阅读、理解并进行作答的题目信息，比如看图猜物、乱字造句等。该互动图像还包含有对于用户进行答题的提示信息，比如答题时间、答题引导词等。

步骤S300：接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；

本步骤中，互动语音信息即用户阅读互动图像中的题目信息后通过语音进行作答得到的语音，平衡板中的语音采集设备接收该用户的语音并对其进行识别，以获取语音识别结果。具体来说，语音识别是一个模型匹配的过程，在这个过程中，首先根据人的语音特点建立语音模型，通过对输入的语音信号的分析，抽取所需的特征，来建立语音识别所需的模板；对用户的互动语音信息进行识别的过程即是将输入的互动语音的特征与所述模板比较的过程，最后确定与所述互动语音匹配的最佳模板，从而获得语音识别结果。具体的语音识别算法，可采用基于统计的隐含马尔可夫模型识别和训练算法，也可采用基于神经网络的训练和识别算法、基于动态时间归整匹配的识别算法等等其他算法，本发明在此不做限定。

步骤S400：从语音识别结果中提取互动答案，并将互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。

本步骤中，语音识别结果分为两种，一种是按照答题要求作答，其互动语音长度与本地数据库中的标准答案长度相同，则该语音识别结果即互动答案；另一种是互动语音长度大于标准答案长度，则需先从该语音识别结果中提取出与标准答案相似度最高的关键字作为互动答案，再将该互动答案与＝标准答案进行相似度比对，当该相似度达到一定阈值，则认为互动答案正确。最后根据比对结果输出相应的提示信息，如“答题错误”或“答题正确”等图文提示或语音提示。

本实施例采用上述步骤进行用户的平衡板训练，使平衡板能够在用户进行平衡训练的过程中与用户进行答题互动，增加了用户的运动乐趣，使其更容易保持运动热情、坚持完成后续的运动内容。

在一较佳实施例中，上述的训练方法中步骤S200和步骤S300之间，还包括：当用户未在预设时间内录入互动语音，则对用户进行提示。

其中，投射于用户前方的互动图像中已包含有预设时间提示，该预设时间可根据时间推进做倒计时显示，用户若未在预设时间内完成作答，则通过音频播放设备对用户进行语音提示，或通过投影设备于互动图像中进行文字提示，提示用户进行互动语音输入作答，或者语音输入命令关键字，比如切换至下一题等。

在一较佳实施例中，若步骤S400中，比对结果显示用户答题正确，则进一步输出激励视频，并在用户前方投射出该激励视频，以激励用户更投入地进行下一步训练。

在一较佳实施例中，如图2所示，采集用户的训练信息(步骤S100)包括：

步骤S101：采集用户在平衡板上的压力信息；

本步骤中，可通过设置于平衡板中的压力传感器采集用户在平衡板上的压力信息，还可以通过设置于平衡板中的陀螺仪采集平衡板的倾斜角度等其他辅助信息。

步骤S102：根据压力信息判断用户的位姿。

用户于平衡板上不同的位姿，其对平衡板所施加的压力以及平衡板倾斜角度等信息则不同，比如，用户做平板支撑时，用户为俯卧姿势，其两臂位于平衡板上，双脚位于地面，则平衡板承受的压力约为用户体重的一半；当用户作深蹲时，用户为站姿，其双脚位于平衡板上，且全身均位于平衡板上方，则平衡板承受的压力为用户的整体体重。因此根据平衡板的压力信息，可以判断出用户的位姿，以判断用户头部的大致位置，便于投影设备将互动图像投射至适合用户观看的高度。

在一较佳实施例中，根据训练信息在用户目视前方投射出互动图像(步骤S200)包括：

根据用户的位姿调整平衡板上投影装置的投射角度，以将互动图像投射至与用户头部适配的高度。

用户的位姿包括俯卧、蹲姿和站姿，每个位姿下用户的眼睛高度不同，根据该不同高度的位姿情况，调整投影设备的投射角度，以调整互动图像于墙面或幕布上的投射位置，使其高度与用户头部的高度适配时，用户观看互动图像则更为方便。

在一较佳实施例中，如图3所示，根据训练信息在用户目视前方投射出互动图像(步骤S200)还包括：

步骤S201：将标准答案内容拆分成若干部分；

步骤S202：将若干部分的答案内容打乱投射至用户前方并提示用户按顺序进行语音输入。

本实施例中，平衡板中的投影设备将互动图像中包含的题目的标准答案拆分成若干部分，再将该若干部分打乱顺序并投射至用户前方，用户按标准答案的原顺序进行语音输入则答题正确。例如先将一句子“夕阳无限好，只是近黄昏”拆分为多个单字，将多个单字打乱顺序如“夕阳、黄昏、好、近、只是、无限”进行投影作为题目信息，并提示用户在指定时间内按序进行语音输入。

在一较佳实施例中，如图4所示，上述训练方法还包括：

步骤S500：接收外部通信设备发送的启动指令，启动平衡板；

外部通信设备可以是手机或电脑等智能设备，该外部通信设备内置有与平衡板关联的程序，以控制平衡板的开闭。平衡板和外部通信设备之间可通过蓝牙、WiFi等方式进行通信。

步骤S600：对外部通信设备进行身份验证并同步其中的历史训练数据；

平衡板与外部通信设备连接后，接收外部通信设备发出的身份信息，并对该身份信息进行验证，该验证方式可以是将该身份信息与数据库中预存的身份信息比对，若一致则验证通过。再同步经身份验证并验证通过的外部通信设备内存储的用户历史训练数据，该历史训练数据能够反映用户的历史训练成果、现下适用的训练强度等信息，可作为平衡板为用户推荐训练内容的参考。

步骤S700：在用户完成训练时，将新生成的训练数据发送至外部通信设备。

用户每次训练生成的训练数据可直接存储与平衡板内的数据库中，也可以按照本步骤将每次训练生成的训练数据向外部通信设备进行备份，统一存储至服务器，以便用户随时查看，了解自身训练的效果。该训练数据可以是图文形式表示的用户每次对于训练内容的完成程度，或者录制的训练过程视频。

本发明还提出一种平衡板的训练装置，如图5所示，该训练装置包括：

信息采集模块10，用于采集用户的训练信息；

投影控制模块20，用于根据训练信息在用户目视前方投射出互动图像，互动图像中包含题目信息；

语音接收与识别模块30，用于接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；

控制模块40，用于从语音识别结果中提取互动答案，并将互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。

本实施例中，信息采集模块10用于采集由传感器、陀螺仪等设备所检测的用户作用于平衡板上的数据，如压力、平衡板倾斜度等，以反映的用户身体姿态信息，该信息采集模块10可与本地数据库连接，以将训练信息储存至数据库中。投影控制模块20与信息采集模块10连接，用于根据信息采集模块10所采集的用户的训练信息判断互动图像适合投影的位置和高度，并将相应的控制指令发送至投影装置，以控制投影装置将互动图像投射至便于用户观看的位置。语音接收与识别模块30在接收和识别用户根据互动图像所答复的互动语音信息后，将其识别的语音识别结果发送至控制模块。作为优选，语音接收与识别模块30包括有：用于对互动语音进行降噪、滤波等处理的语音处理模块、与语音处理模块连接的用于对经处理的互动语音进行语义解析以得到识别结果的语义解析模块。控制模块40分别与语音接收与识别模块30和本地数据库连接，其作用在于将该互动语音中包含的互动答案，与本地数据库中的标准答案进行比对，根据比对结果可相应输出提示信息。控制模块40还与投影控制模块20连接，用以将根据比对结果得到的提示信息输出至投影控制模块20，由投影控制模块20将提示信息通过投影装置投射至用户前方，提示信息可以是“答题正确”或“答题错误”等图文或视频提示。

在一较佳实施例中，如图5所示，信息采集模块10包括：

压力采集模块11，用于采集用户在平衡板上的压力信息；

位姿判断模块12，用于根据压力信息判断用户的位姿。

本实施例中，用户于平衡板上不同的位姿，其对平衡板所施加的压力则不同，比如，用户为俯卧姿势时，平衡板承受的压力约为用户体重的一半；当用户为站姿，时，平衡板承受的压力为用户的整体体重。因此位姿判断模块可根据压力采集模块采集的平衡板上的压力信息，判断出用户的位姿，以判断用户头部的大致位置，便于投影装置将互动图像投射至可令用户直视的高度。

在一较佳实施例中，如图5所示，投影控制模块20包括：

投射角度调整模块21，用于根据用户的位姿调整平衡板上投影装置的投射角度，以将互动图像投射至与用户头部适配的高度。

其中，投影装置包括：微控制器和与微控制器连接的显示芯片(如LCoS芯片或DLP芯片)、投影光学系统、视频控制模块、光源、驱动器，微控制器与控制模块连接，视频控制模块用于接收控制模块提供的图像信号并在显示芯片上进行显示，光源由驱动器驱动并向显示芯片发射光线，投影光学系统用于接收由显示芯片反射的二维图像并进行投射。本实施例中，投射角度调整模块用于调整投影装置中的投影光学系统的投射角度，以使互动图像投射至与用户头部适配的高度，便于用户阅读。

在一较佳实施例中，如图5所示，投影控制模块20还包括：内容拆分模块22，用于将标准答案内容拆分成若干部分；投影模块23，用于将若干部分的答案内容打乱投射至用户前方并提示用户按顺序进行语音输入。

在一较佳实施例中，所述平衡板的训练装置还包括：

通信模块，用于接收外部通信设备发送的启动指令，启动平衡板；

数据同步模块，用于对外部通信设备进行身份验证并同步其中的历史训练数据；

数据上传模块，用于在用户完成训练时，将新生成的训练数据发送至外部通信设备。

本实施例中，外部通信设备可以是手机或电脑等智能设备，通信模块可采用蓝牙模块或WIFI模块。

数据同步模块接收外部通信设备发出的身份信息，并对该身份信息进行验证，再同步经身份验证并验证通过的外部通信设备内存储的用户历史训练数据，该历史训练数据能够反映用户的历史训练成果、现下适用的训练强度等信息，可作为平衡板为用户推荐训练内容的参考。用户每次训练生成的训练数据通过数据上传模块向外部通信设备进行备份，统一存储至服务器，以便用户随时查看，了解自身训练的效果。

本发明还提出一种平衡板，该智能平衡板包括板体和设置在板体底部的球型底座，板体上设有微处理器、与微处理器连接的若干传感器、投影仪、语音输入装置和存储器，其中，存储器中存储有计算机可读程序，微处理器在调用计算机可读程序时，执行以上实施例中训练方法中的步骤。

本实施例中，传感器包括压力传感器，用以采集用户于平衡板上施加的压力，若干传感器均匀设置于板体上。投影模块可采用普通投影仪或全息投影仪。语音输入设备为麦克风或其他语音采集器件。微处理器为具有数据处理功能的集成芯片，存储器包括硬盘。微处理器作为数据处理中心，能够完成接收传感器所采集的训练数据，并存储至存储器中、根据训练信息判断用户位姿，以控制投影模块投射互动图像的投射高度、以及将语音输入设备采集的互动语音信息与存储器中的标准答案进行比对，以判断该互动语音信息中是否包含正确答案等功能。

用户使用本平衡板时，能够将运动训练与投影的互动图像结合，提高了运动趣味性。同时，本平衡板具有投影模块，用户不需要近距离盯着平衡板上的屏幕进行训练，或是低头或抬头看向某一指定位置的屏幕进行训练，因此很大程度上提高了使用舒适度。

需要说明，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求保护的范围之内。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于平衡板的训练方法，其特征在于，包括：

采集用户的训练信息；

根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像，所述互动图像中包含题目信息；

接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；

从所述语音识别结果中提取互动答案，并将所述互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。

2.根据权利要求1所述的训练方法，其特征在于，所述采集用户的训练信息包括：

采集用户在平衡板上的压力信息；

根据所述压力信息判断用户的位姿。

3.根据权利要求2所述的训练方法，其特征在于，所述根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像包括：

根据所述用户的位姿调整平衡板上投影装置的投射角度，以将所述互动图像投射至与用户头部适配的高度。

4.根据权利要求3所述的训练方法，其特征在于，所述根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像还包括：

将标准答案内容拆分成若干部分；

将所述若干部分的答案内容打乱投射至用户前方并提示用户按顺序进行语音输入。

5.根据权利要求1所述的训练方法，其特征在于，还包括：

接收外部通信设备发送的启动指令，启动平衡板；

对外部通信设备进行身份验证并同步其中的历史训练数据；

在用户完成训练时，将新生成的训练数据发送至所述外部通信设备。

6.一种平衡板的训练装置，其特征在于，包括：

信息采集模块，用于采集用户的训练信息；

投影控制模块，用于根据所述训练信息在用户目视前方投射出互动图像，所述互动图像中包含题目信息；

语音接收与识别模块，用于接收用户的互动语音信息并进行语音识别，以获取语音识别结果；

控制模块，用于从所述语音识别结果中提取互动答案，并将所述互动答案与标准答案进行比对，根据比对结果输出提示信息。

7.根据权利要求6所述的训练装置，其特征在于，所述信息采集模块包括：

压力采集模块，用于采集用户在平衡板上的压力信息；

位姿判断模块，用于根据所述压力信息判断用户的位姿。

8.根据权利要求7所述的训练装置，其特征在于，所述投影控制模块包括：

投射角度调整模块，用于根据所述用户的位姿调整平衡板上投影装置的投射角度，以将所述互动图像投射至与用户头部适配的高度。

9.根据权利要求6所述的训练装置，其特征在于，还包括：

通信模块，用于接收外部通信设备发送的启动指令，启动平衡板；

数据同步模块，用于对外部通信设备进行身份验证并同步其中的历史训练数据；

数据上传模块，用于在用户完成训练时，将新生成的训练数据发送至所述外部通信设备。

10.一种平衡板，包括板体和设置在所述板体底部的球型底座，其特征在于，所述板体上设有微处理器、与所述微处理器连接的若干传感器、投影仪、语音输入装置和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机可读程序，所述微处理器在调用所述计算机可读程序时，执行权利要求1至5中任一项所述的方法步骤。