CN110141830B - 具有智能化动作识别功能的户外健身设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有智能化动作识别功能的户外健身设备，包括：健身器材，其上设置有活动部件；标志点，设置在活动部件上；光学拍摄组件，标志点落入光学拍摄组件的视野范围内；分析识别组件，与光学拍摄组件通讯连接；当运动者使用健身器材时，光学拍摄组件连续拍摄得到包含标志点的区域图像并传送给分析识别组件，分析识别组件识别出连续的区域图像中的标志点并获取标志点的运动坐标轨迹，分析标志点的运动坐标轨迹得到运动者的运动信息。本发明通过分析识别组件分析光学拍摄组件拍摄到的健身器材上的标志点的运动轨迹，实时准确的获取到了运动者的运动数据信息，方便运动者及时了解自身的运动状况。
Description
技术领域
本发明涉及户外运动设备领域，尤其涉及一种具有智能化动作识别功能的户外健身设备。
背景技术
户外健身运动，是广大健身爱好者的重要项目之一，现在很多公园、小区等公共场所都配备有户外健身设备，而随着时代的发展，智能户外运动逐渐得到推广，但是智能户外运动需要在第一代户外运动设备的基本功能上，实现运动动作数据采集功能，以记录用户的运动信息，便于帮助用于了解自身的运动状况。目前，传统的运动动作数据采集一般是通过霍尔或红外等技术来实现，但是通过霍尔或红外来实现运动动作数据采集对户外运动设备的安装要求较高，而导致大多数户外运动设备都无法达到该要求，而且安装完成后，后期维护成本也比较高。
发明内容
本发明提供了一种具有智能化动作识别功能的户外健身设备，以解决现有的户外运动设备不适合采用霍尔或红外等技术来采集用于运动信息的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有智能化动作识别功能的户外健身设备，包括：
健身器材，其上设置有活动部件，当健身器材处于使用状态时活动部件处于运动状态；
标志点，设置在活动部件上；
光学拍摄组件，标志点落入光学拍摄组件的视野范围内；
分析识别组件，与光学拍摄组件通讯连接；
当运动者使用健身器材时，光学拍摄组件连续拍摄得到包含标志点的区域图像并传送给分析识别组件，分析识别组件识别出连续的区域图像中的标志点并获取标志点的运动坐标轨迹，分析标志点的运动坐标轨迹得到运动者的运动信息。
作为本发明的进一步改进，还包括人机交互组件，人机交互组件与分析识别组件通讯连接，接收运动信息并反馈给运动者。
作为本发明的进一步改进，健身器材为椭圆机，运动者的运动信息包括脚部摆动的次数和运动距离，椭圆机包括上下设置且联动的手柄和踏板，标志点设置于手柄的顶端，分析识别组件根据分析得到的标志点的运动坐标轨迹计算出标志点移动的周期和移动距离，进而得到运动者脚部摆动的次数和运动距离。
作为本发明的进一步改进，健身器材为漫步机，运动者的运动信息包括脚部摆动的次数和频率，漫步机包括可前后摆动的摇臂以及设置在摇臂底端的脚踏，标志点设置于漫步机的脚踏上，分析识别组件根据分析得到的标志点的运动坐标轨迹，统计出标志点在指定区域的往返次数，进而得到运动者脚部摆动的次数和频率。
作为本发明的进一步改进，健身器材为划船器，运动者的运动信息包括运动次数以及实时位置，划船器包括推拉柄以及可随推拉柄前后移动的机座，标志点设置于机座的两脚蹬之间，分析识别组件根据分析得到的标志点的运动坐标轨迹，统计出标志点前后移动的次数，进而得到运动者的运动次数以及实时位置。
作为本发明的进一步改进，健身器材为钟摆训练器，运动者的运动信息包括身体摆动的角度和周期，钟摆训练器包括顶端通过摆动轴连接在机架上可左右摆动的联动杆，标志点设置于摆动轴上，分析识别组件根据分析得到的标志点的运动坐标轨迹，统计出标志点圆周运动的角度和周期，进而得到运动者身体摆动的角度和周期。
作为本发明的进一步改进，光学拍摄组件包括摄像头和光源，摄像头以一定帧率拍摄得到标志点在光源照射下的亮帧图像以及无光源照射时的暗帧图像，将每两个相邻的亮暗帧图像经过帧差处理得到区域图像。
作为本发明的进一步改进，光源为红外光源或可见光源，摄像头对应为红外摄像头或可见光摄像头。
作为本发明的进一步改进，摄像头为单目摄像头，分析识别组件获取的是标志点的二维运动坐标轨迹。
作为本发明的进一步改进，摄像头为双目摄像头，分析识别组件获取的是标志点的三维运动坐标轨迹。
相比于现有技术，本发明通过在健身器材的活动部件上设置标志点，当运动者使用健身器材进行健身时，光学拍摄组件拍摄标志点的运动轨迹，并传送给分析识别组件进行分析，从而实时准确地获取到了运动者的运动数据信息，方便运动者及时了解自身的运动状况，并且其是通过光学拍摄组件采集标志点的运动轨迹，而光学拍摄组件和标志点对户外的健身器材的改造安装要求低，后期维护方便，而且维护成本较低。
附图说明
图1为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备一个实施例的模块结构示意图；
图2为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第一个实施例的结构示意图；
图3为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第一个实施例的局部结构示意图
图4为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第二个实施例的结构示意图；
图5为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第二个实施例的局部结构示意图；
图6为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第三个实施例的结构示意图；
图7为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第三个实施例的局部结构示意图；
图8为本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备第四个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。
图1和图2展示了本发明具有智能化动作识别功能的户外健身设备的一个实施例。如图1和图2所示，在本实施例中，该具有智能化动作识别功能的户外健身设备包括健身器材1、标志点2、光学拍摄组件3和分析识别组件4。其中，健身器材1上设置有活动部件11，当健身器材1处于使用状态时，活动部件11处于运动状态；标志点2，设置在活动部件11上，活动部件11运动时，标志点2进行移动，并且标志点2在移动时，始终落入光学拍摄组件3的视野范围内，例如：图2实施例中的健身器材1设置于机架5上，而光学拍摄组件3设置于机架5的顶端，并对准健身器材1的活动部件，从而使得标志点2落入光学拍摄组件3的视野范围内；分析识别组件4与光学拍摄组件3通讯连接，用于接收光学拍摄组件3传送的区域图像并进行分析。
需要说明的是，上述健身器材1包括但不限于椭圆机、背部训练机、蹬力机、腹部训练机、划船器、漫步机、跷跷板、推举器、钟摆训练器，绝大多数的健身器材均适用于本发明，该健身器材1的活动部件是指运动者使用健身器材1进行健身运动时，即当健身器材1处于使用状态时，健身器材1上处于运动状态的部件，例如椭圆机的手柄、划船器的脚蹬等。
优选地，为了保证光学拍摄组件3采集到的标志点2的图像足够清晰，该标志点2优选为反光晶膜或玻璃道钉，反光晶膜或玻璃道钉均具有较好的反光效果。
具体地，当运动者使用健身器材1运动时，光学拍摄组件3连续拍摄得到包含标志点2的区域图像并传送给分析识别组件4，分析识别组件4识别出连续的区域图像中的标志点2并获取标志点2的运动坐标轨迹，再分析标志点2的运动坐标轨迹，从而得到运动者的运动信息。
本实施例通过在健身器材的活动部件上设置标志点，当运动者使用健身器材1进行健身时，光学拍摄组件3拍摄标志点2的图像，并传送给分析识别组件4进行分析，从而实时准确地获取到了运动者的运动数据信息，方便运动者及时了解自身的运动状况，并且本发明是通过光学拍摄组件3采集标志点2的运动轨迹，而光学拍摄组件3和标志点2对户外的健身器材1的改造安装要求低，后期维护方便，而且维护成本较低。
为了方便与运动者之间进行交互，帮助运动者快速了解自身的运送状况，上述实施例的基础上，其他实施例中，如图1、图2、图4、图6和图8所示，该具有智能化动作识别功能的户外健身设备还包括人机交互组件6，人机交互组件6与分析识别组件4通讯连接，用于接收运动信息并反馈给运动者。
具体地，当分析识别组件4根据标志点2的运动坐标轨迹分析得到运动者的运动信息之后，将该运动信息传送至人机交互组件6中，人机交互组件6再将该运动信息反馈至运动者，从而方便运动者及时了解自身的运动状况。需要说明的是，该人机交互组件6包括但不限于显示屏、扬声器、触控屏等。
本实施例通过设置人机交互组件6及时、快速地将运动信息反馈给运动者，方便运动者判断是否需要对当前的运动强度或运动姿势等进行调整。
进一步的，在一些实施例中，如图2所示，上述健身器材1为椭圆机，运动者的运动信息包括脚部摆动的次数和运动距离，椭圆机包括手柄100、踏板101、基座102，手柄100的中部设置在基座102上并可进行旋转，手柄100的底端和踏板101转动连接，从而手柄100和踏板101之间上下联动设置，标志点2设置于手柄100的顶端，避免被遮挡，分析识别组件4根据分析得到的标志点2的运动坐标轨迹计算出标志点2移动的周期和移动距离，进而得到运动者脚部摆动的次数和运动距离。
具体地，当运动者手握手柄100脚踩踏板101进行运动时，手柄100带动标志点2进行移动，此时，光学拍摄组件3拍摄下标志点2移动区域的区域图像，并发送至分析识别组件4进行分析识别，从而得到标志点2的运动坐标轨迹，再根据标志点2的运动坐标轨迹计算出标志点2移动的周期和移动距离。具体如图3所示，若D为标志点2前后移动的距离，D′为踏板101前后移动距离，L为标志点2到手柄100与基座102的连接处的杆杠长度，L′为手柄100与踏板101的连接处到手柄100与基座102的连接处的杆杠长度，根据几何关系原理，标志点2的移动距离与踏板101之间的移动距离成正比，即：
从而，计算可得踏板101前后运动的距离，而踏板101的移动的周期与标志点2的移动的周期相同，从而得到踏板101移动的周期，根据踏板101的移动的距离和周期即可得到运动者脚部摆动的次数和运动距离。
进一步的，在另一些实施例中，如图4所示，健身器材1为漫步机，运动者的运动信息包括脚部摆动的次数和频率，漫步机包括可前后摆动的摇臂110以及设置在摇臂底端的脚踏111，如图5所示，标志点2设置于漫步机的脚踏111上，分析识别组件4根据分析得到的标志点2的运动坐标轨迹，统计出标志点2在指定区域的往返次数，进而得到运动者脚部摆动的次数和频率。
具体地，运动者在使用漫步机进行运动时，其双腿站立在漫步机的脚踏111上并交替做前后摆动，当运动者的脚向前移动时，而鉴于漫步机的结构以及标志点2设置的位置，光学拍摄组件3可以拍摄到标志点2向前摆动时的图像，而向后摆动的图像则被运动者身体遮挡，此时，将标志点2向前运动时的区域设定为指定区域，光学拍摄组件3拍摄标志点2在指定区域的区域图像，并传送至分析识别组件4，分析得到标志点2的运动坐标轨迹，从而统计出标志点2在指定区域的往返次数，进而得到运动者脚部摆动的次数和频率。
进一步的，在另一些实施例中，如图6所示，健身器材1为划船器，运动者的运动信息包括运动次数以及实时位置，划船器包括推拉柄120以及可随推拉柄120前后移动的机座121，推拉柄120以及机座121的底端均通过旋转轴固定在底座上。如图7所示，标志点2设置于机座121的两脚蹬122之间，分析识别组件4根据分析得到的标志点2的运动坐标轨迹，统计出标志点2前后移动的次数，进而得到运动者的运动次数以及实时位置。
具体地，运动者在使用划船器进行运动时，运动者坐在机座121上，用手拉动推拉柄120，机座121即可随着推拉柄120前后同步移动，因此两脚蹬122之间的标志点2也前后移动，光学拍摄组件3拍摄此时标志点2移动区域的区域图像，并传送至分析识别组件4，分析得到标志点2的运动坐标轨迹，从而统计出标志点2前后移动的次数，进而得到运动者的运动次数以及实时位置。
进一步的，在另一些实施例中，健身器材1为钟摆训练器，运动者的运动信息包括身体摆动的角度和周期，钟摆训练器包括顶端通过摆动轴130连接在机架5上可左右摆动的联动杆131，标志点2设置于摆动轴130上，分析识别组件4根据分析得到的标志点2的运动坐标轨迹，统计出标志点2圆周运动的角度和周期，进而得到运动者身体摆动的角度和周期。
具体地，当运动者使用钟摆训练器进行运动时，其站立在联动杆131底端连接的脚踏上，身体左右摆动，联动杆131带动摆动轴130进行旋转，从而带动标志点2旋转，光学拍摄组件3拍摄标志点2在旋转时的区域图像，并传送给分析识别组件4进行分析，得到标志点2的运动坐标轨迹，从而计算得到标志点2做圆周运动时的角度和周期，进而得到运动者身体摆动的角度和周期。
进一步的，上述实施例的基础上，其他实施例中，光学拍摄组件3包括摄像头(图中未示出)和光源(图中未示出)，其中，标志点2运动时的区域落入摄像头的拍摄范围之内，光源发出的光可以照射到标志点2运动时的整个区域，并且，摄像头可拍摄得到标志点2在光源照射下的亮帧图像和无光源照射时的暗帧图像。
具体地，当运动者在健身器材1上进行运动时，摄像头以一定帧率拍摄得到标志点2在光源照射下的亮帧图像以及无光源照射时的暗帧图像，将每两个相邻的亮暗帧图像经过帧差处理得到区域图像。
进一步的，上述实施例的基础上，其他实施例中，光源为红外光源或可见光源，当光源为红外光源时，摄像头对应为红外摄像头，当光源为可见光源时，摄像头对应为可见光摄像头。例如，当光源红外光、摄像头为红外摄像头时，摄像头以每秒30帧以上的速度拍摄标志点2的亮暗帧图像，再将相邻的亮暗帧图像进行帧差处理，从而得到减少了背景干扰的标志点2的区域图像。
进一步的，上述实施例的基础上，其他实施例中，摄像头可以为单目摄像头或双目摄像头。当摄像头为单目摄像头时，分析识别组件4获取的是标志点2的二维运动坐标轨迹。当摄像头为双目摄像头时，根据双目摄像的原理，分析识别组件4获取的是标志点2的三维运动坐标轨迹。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，包括：
健身器材，其上设置有活动部件，当健身器材处于使用状态时所述活动部件处于运动状态；
标志点，设置在所述活动部件上，所述标志点为反光晶膜或玻璃道钉；
光学拍摄组件，所述标志点落入所述光学拍摄组件的视野范围内；所述光学拍摄组件包括摄像头和光源，所述摄像头以一定帧率拍摄得到所述标志点在所述光源照射下的亮帧图像以及无光源照射时的暗帧图像，将每两个相邻的亮暗帧图像经过帧差处理得到区域图像；
分析识别组件，与所述光学拍摄组件通讯连接；
当运动者使用所述健身器材时，所述光学拍摄组件连续拍摄得到包含所述标志点的所述区域图像并传送给所述分析识别组件，所述分析识别组件识别出连续的所述区域图像中的所述标志点并获取所述标志点的运动坐标轨迹，分析所述标志点的运动坐标轨迹得到运动者的运动信息。
2.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，还包括人机交互组件，所述人机交互组件与所述分析识别组件通讯连接，接收所述运动信息并反馈给运动者。
3.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述健身器材为椭圆机，所述运动者的运动信息包括脚部摆动的次数和运动距离，所述椭圆机包括上下设置且联动的手柄和踏板，所述标志点设置于所述手柄的顶端，所述分析识别组件根据分析得到的所述标志点的运动坐标轨迹计算出所述标志点移动的周期和移动距离，进而得到运动者脚部摆动的次数和运动距离。
4.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述健身器材为漫步机，所述运动者的运动信息包括脚部摆动的次数和频率，所述漫步机包括可前后摆动的摇臂以及设置在摇臂底端的脚踏，所述标志点设置于所述漫步机的脚踏上，所述分析识别组件根据分析得到的所述标志点的运动坐标轨迹，统计出所述标志点在指定区域的往返次数，进而得到运动者脚部摆动的次数和频率。
5.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述健身器材为划船器，所述运动者的运动信息包括运动次数以及实时位置，所述划船器包括推拉柄以及可随推拉柄前后移动的机座，所述标志点设置于所述机座的两脚蹬之间，所述分析识别组件根据分析得到的所述标志点的运动坐标轨迹，统计出标志点前后移动的次数，进而得到运动者的运动次数以及实时位置。
6.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述健身器材为钟摆训练器，所述运动者的运动信息包括身体摆动的角度和周期，所述钟摆训练器包括顶端通过摆动轴连接在机架上可左右摆动的联动杆，所述标志点设置于所述摆动轴上，所述分析识别组件根据分析得到的所述标志点的运动坐标轨迹，统计出标志点圆周运动的角度和周期，进而得到运动者身体摆动的角度和周期。
7.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述光源为红外光源或可见光源，所述摄像头对应为红外摄像头或可见光摄像头。
8.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述摄像头为单目摄像头，所述分析识别组件获取的是所述标志点的二维运动坐标轨迹。
9.根据权利要求1所述的具有智能化动作识别功能的户外健身设备，其特征在于，所述摄像头为双目摄像头，所述分析识别组件获取的是所述标志点的三维运动坐标轨迹。
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Legal Events
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