CN110124276A - 一种基于视频监控的全向跑步机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视频监控的全向跑步机。其中，全向跑步机包括：运动平台、视频监控器、虚拟现实头戴式显示器和中心控制器；运动平台，用于在中心控制器的控制下按设定方式运动；视频监控器，用于记录用户的身体运动视频；虚拟现实头戴式显示器，用于显示虚拟视频数据；中心控制器，用于获取并识别用户的身体运动视频,获取用户的运动状态信息，并执行与运动状态信息匹配的防护处理策略。本发明实施例的技术方案增加了视频监控，优化了用户在全向跑步机上运动时的安全保护问题，进一步提高了全向跑步机安全性的同时，不对体验者的运动范围以及设备的复杂度造成影响。

Description

一种基于视频监控的全向跑步机

技术领域

本发明实施例涉及全向跑步机领域，尤其涉及一种基于视频监控的全向跑步机。

背景技术

全向跑步机是目前比较热门的虚拟现实体验设备，例如，美国Virtuix公司出品了Virtuix Omni VR游戏操控设备，以及中国推出的KAT WALK虚拟现实跑步机等。人们利用全向跑步机辅助进行运动的频率越来越高，全向跑步机已经成为健身爱好者不可或缺的运动器材。但如果用户在体验过程中发生摔倒等意外，则会对用户身体造成很严重的伤害。

现有技术中采用固定支架对用户进行支撑或悬挂，并且采用大量的传感器追踪用户的运动状态，以避免用户在体验过程中摔倒等意外发生。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中存在以下缺陷：采用固定支架对用户进行支撑或悬挂，运动轨迹固定，限制了用户的运动范围；采用大量的传感器追踪用户的运动状态，设备复杂性较高。

发明内容

本发明实施例提供一种基于视频监控的全向跑步机，以实现在提高全向跑步机安全性的同时，不对体验者的运动范围以及设备的复杂度造成影响。

本发明实施例提供了一种基于视频监控的全向跑步机，包括：

运动平台、视频监控器、虚拟现实头戴式显示器和中心控制器；

运动平台，用于在中心控制器的控制下按设定方式运动；

视频监控器，设置于虚拟现实头戴式显示器上，用于记录用户的身体运动视频，并将身体运动视频发送至所述中心控制器；

虚拟现实头戴式显示器，用于在中心控制器的控制下显示虚拟视频数据；

中心控制器，设置于全向跑步机上，用于控制运动平台按照设定方式动作；控制虚拟现实头戴式显示器显示虚拟视频数据，并获取视频监控器发送的用户的身体运动视频；识别身体运动视频，获取用户的运动状态信息，并执行与运动状态信息匹配的防护处理策略。本发明实施例的技术方案，通过中心控制器获取视频监控器发送的用户的身体运动视频，识别身体运动视频，获取用户的运动状态信息，并执行与运动状态信息匹配的防护处理策略，增加了视频监控，优化了用户在全向跑步机上运动时的安全保护问题，进一步提高了全向跑步机安全性的同时，不对体验者的运动范围以及设备的复杂度造成影响。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种基于视频监控的全向跑步机的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种基于视频监控的全向跑步机的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种基于视频监控的全向跑步机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种基于视频监控的全向跑步机的结构示意图，本实施例可适用于提高全向跑步机安全性的情况，如图1所示，该全向跑步机包括：运动平台101、视频监控器102、虚拟现实头戴式显示器103和中心控制器104；

运动平台101，用于在中心控制器104的控制下按设定方式运动；

视频监控器102，设置于虚拟现实头戴式显示器103上，用于记录用户的身体运动视频，并将身体运动视频发送至中心控制器104；

虚拟现实头戴式显示器103，用于在中心控制器104的控制下显示虚拟视频数据；

中心控制器104，设置于全向跑步机上，用于控制运动平台按照设定方式动作；控制虚拟现实头戴式显示器103显示虚拟视频数据，并获取视频监控器102发送的用户的身体运动视频；识别身体运动视频，获取用户的运动状态信息，并执行与运动状态信息匹配的防护处理策略。其中，运动平台101、视频监控器102以及虚拟现实头戴式显示器103通过有线方式或无线方式与中心控制器104连接。用户在全向跑步机的运动平台101上运动时，头部佩戴虚拟现实头戴式显示器103。运动平台101接收中心控制器104发送的控制指令，根据控制指令设定运动方式，并按照设定方式运动。虚拟现实头戴式显示器103在中心控制器104的控制下显示虚拟视频数据，将虚拟现实技术应用到全向跑步机训练中，使用户可以融入到虚拟环境中，增强运动的真实感，实现人与虚拟环境的直观自然地交互。在用户的运动过程中，设置于虚拟现实头戴式显示器103上的视频监控器102实时获取用户的身体运动视频，并将身体运动视频发送至中心控制器104。中心控制器104获取视频监控器102发送的用户的身体运动视频后，通过图像识别技术识别身体运动视频，获取用户的运动状态信息。

在一个具体实例中，运动状态信息包括速度和/或加速度。中心控制器104识别身体运动视频，获取用户的速度和/或加速度，并执行与速度和/或加速度匹配的防护处理策略。中心控制器104识别身体运动视频，获取用户的速度。在用户的速度超过预设速度阈值时，中心控制器104生成与用户的速度匹配的运动控制指令发送至提示器，控制提示器输出对应的提示信息。中心控制器104识别身体运动视频，获取用户的加速度，在用户的加速度超过预设速度阈值时，中心控制器104生成与用户的加速度匹配的运动控制指令发送至提示器，控制提示器输出对应的提示信息。

在另一个具体实例中，身体运动视频为身体局部运动视频。例如，脚部运动视频。运动状态信息包括位置信息。中心控制器104识别身体局部运动视频，获取用户的位置信息，并根据位置信息判断身体局部运动视频中用户的运动轨迹是否超出预设轨迹，若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则执行与运动轨迹匹配的防护处理策略。

其中，预设轨迹的内部为预先设置的运动安全区域。用户的运动轨迹在预设轨迹内代表用户的运动状态是安全的；用户的运动轨迹超出预设轨迹代表用户的运动状态是不安全的，可能会出现摔倒或其他安全性问题。若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则中心控制器104执行与运动轨迹匹配的防护处理策略。与运动轨迹匹配的防护处理策略包括：中心控制器104生成与用户运动轨迹匹配的运动控制指令发送至提示器，控制提示器输出对应的提示信息；和/或中心控制器104根据身体局部运动视频确定用户的速度，根据速度对运动平台101的运动状态进行调整，以对用户的速度进行补偿，使用户处于全向跑步机中间位置。

在本发明一个具体实施方式中，可选的，全向跑步机还包括：提示器；中心控制器104，具体用于：若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则生成与用户运动轨迹匹配的运动控制指令发送至提示器；提示器，与中心控制器104相连，用于根据中心控制器104发送的运动控制指令输出对应的提示信息。

其中，提示器通过有线方式或无线方式与中心控制器104连接。若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则中心控制器104根据用户的位置信息，确定用户的偏离方向，生成与用户运动轨迹匹配的运动控制指令发送至提示器，提示器根据中心控制器104发送的运动控制指令输出对应的提示信息，例如，发出语音提醒，告知用户的偏离方向，请用户及时进行运动位置调整。

在本发明一个具体实施方式中，可选的，提示器包括语音播放器；中心控制器104，具体用于：若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则输出预设语音提示数据给语音播放器；语音播放器，用于播放预设语音提示数据。

其中，语音播放器通过有线方式或无线方式与中心控制器104连接。若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则中心控制器104将与用户运动轨迹匹配的预设语音提示数据输出给语音播放器，语音播放器接收并播放预设语音提示数据。例如，播放的语音数据为“当前位置偏左，请调整”。

在本发明一个具体实施方式中，可选的，中心控制器104，具体用于：若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则根据身体局部运动视频确定用户的速度，根据速度对运动平台101的运动状态进行调整，以对用户的速度进行补偿，使用户处于全向跑步机中间位置。

其中，若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则中心控制器104根据身体局部运动视频确定用户的速度。中心控制器104根据用户的速度以及速度方向对运动平台的速度和运动方向发出指令，控制运动平台101按照与用户实时反向等速的运动方式进行运动，对用户的速度进行补偿，使用户处于全向跑步机中间位置。

在本发明一个具体实施方式中，若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则中心控制器104生成与用户运动轨迹匹配的运动控制指令发送至提示器，提示器根据中心控制器104发送的运动控制指令输出对应的提示信息，提醒用户及时进行运动位置调整的同时，中心控制器104根据身体局部运动视频确定用户的速度，并根据用户的速度以及速度方向对运动平台101的速度和运动方向发出指令，控制运动平台101按照与用户实时反向等速的运动方式进行运动，自动对用户的速度进行补偿，使用户处于全向跑步机中间位置。

在本发明一个具体实施方式中，可选的，全向跑步机还包括紧急制动装置；紧急制动装置，与中心控制器104相连，用于根据中心控制器104输出的制动指令制动全向跑步机；中心控制器104还用于判断身体运动视频中用户是否出现异常状态，若用户的是否出现异常状态，则输出制动指令给紧急制动装置。

其中，中心控制器104获取视频监控器102发送的用户的身体运动视频后，通过图像识别技术识别身体运动视频，获取用户的运动状态信息。用户的运动状态信息至少包括用户的速度、加速度以及位置信息。中心控制器104进一步根据用户的运动状态信息进行识别，判断用户是否出现异常状态。当根据用户的运动状态信息识别到用户出现摔倒、晕倒或者失衡的状态时，判断用户出现异常状态，中心控制器104输出制动指令给紧急制动装置，紧急制动装置根据制动指令制动全向跑步机，将伤害降低到最小。

本实施例提供的一种基于视频监控的全向跑步机，通过中心控制器获取视频监控器发送的用户的身体运动视频，识别身体运动视频，获取用户的运动状态信息，并执行与运动状态信息匹配的防护处理策略，增加了视频监控，优化了用户在全向跑步机上运动时的安全保护问题，进一步提高了全向跑步机安全性的同时，不对体验者的运动范围以及设备的复杂度造成影响。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种基于视频监控的全向跑步机的结构示意图，本实施例在上述各实施例的基础上，对运动平台101进行具体化。如图2所示，运动平台101包括：底座1011、支撑架1012、环形托板1013、传送带1014和驱动机构1015；

底座1011，固定于地面上，用于对全向跑步机进行固定；

支撑架1012，支撑架1012的底端通过弹性元件支撑连接在底座1011上，用于支撑环形托板1013和驱动机构1015；

环形托板1013，设置于在支撑架1012上，用于固定传送带1014；

传送带1014，包裹在环形托板1013的壁面上，用于在驱动机构1015的驱动下运动；

驱动机构1015，设置于支撑架1012上，用于驱动传送带1014运动。

其中，底座1011位于全向跑步机的最底部，将全向跑步机固定于地面。支撑架1012的底端通过弹性元件支撑连接在底座1011上。环形托板1013和驱动机构1015设置于在支撑架1012上。环形托板1013用于固定传送带1014，环形托板1013的整个壁面上包裹有一体成形的传送带1014。驱动机构1015通过有线方式或无线方式与中心控制器104连接，接收中心控制器104发送的控制指令，根据控制指令设定运动方式，并按照设定方式运动。传送带1014与驱动机构1015相连，在驱动机构1015的驱动下运动，满足用户的运动需求。

在本发明一个具体实施方式中，若用户的运动轨迹超出预设轨迹，则中心控制器104生成与用户运动轨迹匹配的运动控制指令发送至提示器，提示器根据中心控制器104发送的运动控制指令输出对应的提示信息，提醒用户及时进行运动位置调整的同时，中心控制器104根据身体局部运动视频确定用户的速度，并根据用户的速度以及速度方向对驱动机构1015的速度和运动方向发出指令，控制驱动机构1015驱动传送带1014按照与用户实时反向等速的运动方式进行运动，自动对用户的速度进行补偿，使用户处于全向跑步机中间位置。

本实施例提供的一种基于视频监控的全向跑步机，在用户的运动轨迹超出预设轨迹时，通过中心控制器根据身体局部运动视频确定用户的速度，并根据用户的速度以及速度方向对驱动机构的速度和运动方向发出指令，控制驱动机构驱动传送带按照与用户实时反向等速的运动方式进行运动，自动对用户的速度进行补偿，使用户处于全向跑步机中间位置，增加了全向跑步机根据视频监控进行自动调整的过程，优化了用户在全向跑步机上运动时的安全保护问题，进一步提高了全向跑步机安全性。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种基于视频监控的全向跑步机的结构示意图，本实施例在上述各实施例的基础上，对虚拟现实头戴式显示器103和视频监控器102进行具体化。如图3所示，虚拟现实头戴式显示器103包括虚拟现实眼镜1031；虚拟现实眼镜1031包括佩戴部分1032和显示部分1033；佩戴部分1032,与显示部分1033连接，用于将虚拟现实眼镜1031固定于用户的头部；显示部分1033，用于在中心控制器104的控制下显示虚拟视频数据。

视频监控器102包括摄像头1021；摄像头1021设置于虚拟现实眼镜1031的显示部分1033的底部，用于记录用户的身体局部运动视频。

其中，虚拟现实眼镜1031的显示部分1033以及摄像头1021通过有线方式或无线方式与中心控制器104连接。用户在全向跑步机的运动平台101上运动时，通过佩戴部分1032将虚拟现实眼镜1031固定于用户的头部。运动平台101接收中心控制器104发送的控制指令，根据控制指令设定运动方式，并按照设定方式运动。虚拟现实眼镜1031的显示部分1033在中心控制器104的控制下显示虚拟视频数据。在用户的运动过程中，设置于虚拟现实眼镜1031的显示部分1033的底部的摄像头1021实时获取用户的运动视频，并将身体局部运动视频发送至中心控制器104。

虚拟现实眼镜1031是一种虚拟现实头戴显示器设备，其利用仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术网络技术等多种技术集合的产品，借助计算机及最新传感器技术，创造了一种崭新的人机交互手段。虚拟现实眼镜可以给用户提供360度的沉浸式视觉体验，可以大幅提升用户运动体验。例如，虚拟现实眼镜1031的显示部分1033在中心控制器104的控制下显示虚拟视频数据，实现同步播放视频影像，使用户可以融入到虚拟自然环境中，增强户外运动的真实感：当用户在全向跑步机上跑步时，眼前掠过的风光如同在室外跑步时一样。随着用户的跑步速度快慢的变化，眼见的风景移动速度也会随着跑步速度的变化而变化。

在本发明一个具体实施方式中，可选的，佩戴部分1032包括头带、绑带和头戴垫。

其中，头带的一端和绑带的一端分别与头戴垫连接，头带的另一端和绑带的另一端分别与显示部分1033的外壳连接。显示部分1033的外壳上设置了连接部件，用于将佩戴部分1032连接在显示部分1033上。可选的，连接部件上设置有通孔，头带和绑带从通孔中穿过，固定在连接部件上。头带在用户头部的上方提供了一定的支撑。通过头带、绑带和头戴垫的结构，将虚拟现实眼镜1031固定于用户的头部。

摄像头1021设置于虚拟现实眼镜1031的显示部分1033的底部。具体的，摄像头1021设置于显示部分1033的外壳的底部，拍摄方向朝下，指向运动平台101的台面上，在用户的运动过程中，实时获取用户的身体局部运动视频。

本实施例提供的一种基于视频监控的全向跑步机，通过虚拟现实眼镜的显示部分在中心控制器的控制下显示虚拟视频数据。在用户的运动过程中，设置于虚拟现实眼镜的显示部分的底部的摄像头实时获取用户的身体局部运动视频，并将身体局部运动视频发送至中心控制器。增加了通过虚拟现实眼镜同步播放视频影像以及通过摄像头进行视频监控的过程，优化了用户在全向跑步机上运动时的安全保护问题，进一步提高了全向跑步机安全性的同时，实现人与虚拟环境的直观自然地交互。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于视频监控的全向跑步机，其特征在于，包括：运动平台、视频监控器、虚拟现实头戴式显示器和中心控制器；

所述运动平台，用于在所述中心控制器的控制下按设定方式运动；

所述视频监控器，设置于所述虚拟现实头戴式显示器上，用于记录用户的身体运动视频，并将所述身体运动视频发送至所述中心控制器；

所述虚拟现实头戴式显示器，用于在所述中心控制器的控制下显示虚拟视频数据；

所述中心控制器，设置于全向跑步机上，用于控制所述运动平台按照设定方式动作；控制所述虚拟现实头戴式显示器显示虚拟视频数据，并获取所述视频监控器发送的用户的身体运动视频；识别所述身体运动视频，获取所述用户的运动状态信息，并执行与所述运动状态信息匹配的防护处理策略。

2.根据权利要求1所述的全向跑步机，其特征在于，所述运动状态信息包括速度和/或加速度；

所述中心控制器，具体用于：识别所述身体运动视频，获取所述用户的速度和/或加速度，并执行与所述速度和/或加速度匹配的防护处理策略。

3.根据权利要求1所述的全向跑步机，其特征在于，所述身体运动视频为身体局部运动视频；所述运动状态信息包括位置信息；

所述中心控制器，具体用于：识别所述身体局部运动视频，获取用户的位置信息，并根据所述位置信息判断所述身体局部运动视频中所述用户的运动轨迹是否超出预设轨迹，若所述用户的运动轨迹超出预设轨迹，则执行与所述运动轨迹匹配的防护处理策略。

4.根据权利要求3所述的全向跑步机，其特征在于，还包括：提示器；

所述中心控制器，具体用于：若所述用户的运动轨迹超出预设轨迹，则生成与所述用户运动轨迹匹配的运动控制指令发送至所述提示器；

所述提示器，与所述中心控制器相连，用于根据所述中心控制器发送的所述运动控制指令输出对应的提示信息。

5.根据权利要求3所述的全向跑步机，其特征在于，所述中心控制器，具体用于：若所述用户的运动轨迹超出预设轨迹，则根据所述身体局部运动视频确定所述用户的速度，根据所述速度对所述运动平台的运动状态进行调整，以对所述用户的速度进行补偿，使所述用户处于全向跑步机中间位置。

6.根据权利要求1所述的全向跑步机，其特征在于，所述运动平台包括：底座、支撑架、环形托板、传送带和驱动机构；

所述底座，固定于地面上，用于对全向跑步机进行固定；

所述支撑架，所述支撑架的底端通过弹性元件支撑连接在所述底座上，用于支撑所述环形托板和所述驱动机构；

所述环形托板，设置于在所述支撑架上，用于固定所述传送带；

所述传送带，包裹在所述环形托板的壁面上，用于在所述驱动机构的驱动下运动；

所述驱动机构，设置于所述支撑架上，用于驱动所述传送带运动。

7.根据权利要求1所述的全向跑步机，其特征在于，所述虚拟现实头戴式显示器包括虚拟现实眼镜。

8.根据权利要求7所述的全向跑步机，其特征在于，所述视频监控器包括摄像头；

所述摄像头设置于所述虚拟现实眼镜的显示部分的底部，用于记录用户的身体局部运动视频。

9.根据权利要求4所述的全向跑步机，其特征在于，所述提示器包括语音播放器；

所述中心控制器，具体用于：若所述用户的运动轨迹超出预设轨迹，则输出预设语音提示数据给所述语音播放器；

所述语音播放器，用于播放预设语音提示数据。

10.根据权利要求1所述的全向跑步机，其特征在于，还包括：紧急制动装置；

所述紧急制动装置，与所述中心控制器相连，用于根据所述中心控制器输出的制动指令制动全向跑步机；

所述中心控制器还用于判断所述身体运动视频中所述用户是否出现异常状态，若所述用户的是否出现异常状态，则输出制动指令给所述紧急制动装置。