CN110867099A - 一种运动健身姿态评分及教学的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种运动健身姿态评分及教学的装置及方法，本装置用于实现本方法。本装置包括底座、支撑架、智能教学系统、显示屏、显屏连接件和电源，支撑架的一端与底座固定连接，其另一端与显屏连接件的一端连接，显屏连接件的另一端与显示屏固定连接，智能教学系统分别与电源、显示屏电连接，其中智能教学系统包括视频采集装置和树莓派系统，树莓派系统与视频采集装置，所述树莓派系统编辑有具有深度学习能力且已训练完成的卷积神经网络和具有三维重建功能的神经网络模型。本发明为爱好运动的人提供了智能评分及教学，提升用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及健身教学领域，具体是一种运动健身姿态评分及教学的装置及方法。
背景技术
近年来，国民的健康素养在不断提升，对健身运动的需求也在不断增加，健身行业的自然市场巨大。各种智能健身器材更是发展迅速，现在很多智能健身器材进入，整个行业确实在往量化健身效果方向发展，也给用户带来更多极致的体验。但是，现今的大多健身运动在各个方面仍存在一定的问题，如：健身房占地面积大，场地租金成本，运营成本较高，智能硬件的安全隐患依然存在，难以打造个性化课程。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种+定语+名称。
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种运动健身姿态评分及教学的装置，包括底座、支撑架、智能教学系统、显示屏、显屏连接件和电源，支撑架的一端与底座固定连接，其另一端与显屏连接件的一端连接，显屏连接件的另一端与显示屏固定连接，智能教学系统分别与电源、显示屏电连接，其中智能教学系统包括视频采集装置和树莓派系统，树莓派系统与视频采集装置，所述树莓派系统编辑有具有深度学习能力且已训练完成的卷积神经网络和具有三维重建功能的神经网络模型，所述显示屏设置有智能教学系统前端的可视化操作界面。
优选地，所述视频采集装置设置于所述支撑架的架身。
优选地，所述支撑架具有可纵向升降的结构。
优选地，所述支撑架包括固定于底座且其筒口朝上的套筒、内置于套筒内腔的气动升降装置、活动杆，所述活动杆的上端连接显屏连接件的所述一端固定连接，其下端与气动升降装置的上端固定连接，气动升降装置的下端固定于套筒内腔的底端，气动升降装置包括有气动升降杆和调节手柄，通过调节手柄调节气动升降杆升降，气动升降杆带动其上端的活动杆上升或下降。
优选地，所述显屏连接件具有可调角度的结构。
优选地，所述显屏连接件为屈张弹簧。
优选地，所述智能教学系统还包括存储模块，所述存储模块分别与电源、树莓派系统连接，所述存储模块存储有人体运动正确姿态的演示视频及智能教学系统输出的教学指导。
优选地，所述树莓派系统、存储模块和电源内置于底座内腔。
优选地，所述树莓派系统还编辑评分机制，所述评分机制与卷积神经网络连接。
本发明还公开了一种运动健身姿态评分及教学的方法，包括如下步骤：
S10视频采集模块将采集的人体的运动信息发送至树莓派系统；
S20树莓派系统将人体的运动信息输入卷积神经网络进行迭代学习，获取人体运动关键点与相应人体姿态的对应运动关键点目标值之间的匹配值，进行最优化匹配值处理，最终得到人体运动关键点的2D修正信息；
S30将2D修正信息输入神经网络模型进行三维重建，获取人体运动关键点三维的修正信息；
S40将人体运动关键点三维的修正信息进行矢量连接，获取人体骨骼运动的修正形态；
S50依据评分机制中预定评分规则，对S20所获取的人体运动关键点与人体正确姿态的运动关键点目标值之间的匹配值进行评分，获取评分结果；
S60从存储模块中调取人体姿态的对应运动的视频，并将之与评分结果一起传送到显示屏显示。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本装置通过智能教学系统的设置，为爱健身的人士提供了智能教学和智能评分的现场指导，节省用户时间和资源，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明一种运动健身姿态评分及教学的装置的一实施例的结构示意图。
图2为本发明一种运动健身姿态评分及教学的方法的一实施例的数据流图。
图3为本发明所述智能教学系统的电路原理框图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
本发明公开了一种运动健身姿态评分及教学的装置，包括底座1、支撑架2、智能教学系统3、显示屏4、显屏连接件5和电源6，支撑架2的一端与底座1固定连接，其另一端与显屏连接件5的一端连接，显屏连接件5的另一端与显示屏4固定连接，智能教学系统3分别与电源6、显示屏4电连接，其中智能教学系统3包括视频采集装置31和树莓派系统，树莓派系统与视频采集装置，所述树莓派系统编辑有具有深度学习能力且已训练完成的卷积神经网络和具有三维重建功能的神经网络模型，所述显示屏4设置有智能教学系统前端的可视化操作界面。
在本发明实施例中，本发明通过显屏连接件5连接显示屏4，通过支撑架2将显示屏4支撑于底座1，再通过智能教学系统3分别与电源6、显示屏4电连接，显示屏4设置有智能教学系统3前端的可视化操作界面，智能教学系统3通过视频采集装置31采集人体运动的姿态，处理为人体运动图像信息传送到训练后的卷积神经网络，进行深度学习及迭代更新，获取人体运动的2D修正信息，并将之传送到神经网络进行三维重建，获取人体运动的三维修正信息，再对人体运动关键点三维的修正信息进行矢量连接，获取人体骨骼运动的修正形态。传送到显示屏4的智能教学系统3前端的可视化操作界面，本装置通过智能教学系统3的设置，为爱健身的人士提供了智能教学和智能评分的现场指导，节省用户时间和资源，提升用户体验。
优选地，所述视频采集装置31设置于所述支撑架2的架身。
在本发明实施例中，本发明通过视频采集装置31采集人体运动的姿态，并将之转换为人体图像数据后传送到智能教学系统3。
优选地，所述支撑架2具有可纵向升降的结构。
优选地，所述支撑架2包括固定于底座且其筒口朝上的套筒、内置于套筒内腔的气动升降装置、活动杆，所述活动杆的上端连接显屏连接件的所述一端固定连接，其下端与气动升降装置的上端固定连接，气动升降装置的下端固定于套筒内腔的底端，气动升降装置包括有气动升降杆和调节手柄，通过调节手柄调节气动升降杆升降，气动升降杆带动其上端的活动杆上升或下降。
在本发明实施例中，本发明通过支撑架2的纵向升降结构，以适配不同身高的健身运行人士。
优选地，所述显屏连接件5具有可调角度的结构。
优选地，所述显屏连接件5为屈张弹簧。
在本发明实施例中，本发明通过显屏连接件5的可调角度的结构，更方便显示屏展示界面。
优选地，所述智能教学系统3还包括存储模块，所述存储模块分别与电源6、树莓派系统连接，所述存储模块存储有人体运动正确姿态的演示视频及智能教学系统3输出的教学指导。
在本发明实施例中，本发明通过存储模块存储人体运动正确姿态的演示视频及智能教学系统3输出的教学指导，以防断电时数据的丢失。
优选地，所述树莓派系统还编辑评分机制，所述评分机制与卷积神经网络连接。
在本发明实施例中，本发明通过评分机制与卷积神网络的连接，将卷积神网络所获取的人体运动关键点与人体正确姿态的运动关键点目标值之间的匹配值依据预设评分规则，获取评分结果。
优选地，所述树莓派系统、存储模块和电源6内置于底座1内腔。
所述显示屏4可以采用触控式的显示屏，触控式显示屏包括开关键、确认键、操作键盘及智能教学系统3前端的可视化操作界面。
所述视频采集模块31可以为RGB摄像头。
本发明还公开了一种运动健身姿态评分及教学的方法，采用上述的装置实现本方法，由于使用上述所有实施例，故不再累述，
本方法包括如下步骤：
S10视频采集模块31将采集的人体的运动信息发送至树莓派系统；
S20树莓派系统将人体的运动信息输入卷积神经网络进行迭代学习，获取人体运动关键点与相应人体姿态的对应运动关键点目标值之间的匹配值，进行最优化匹配值处理，最终得到人体运动关键点的2D修正信息；
S30将2D修正信息输入神经网络模型进行三维重建，获取人体运动关键点三维的修正信息；
S40将人体运动关键点三维的修正信息进行矢量连接，获取人体骨骼运动的修正形态；
S50依据评分机制中预定评分规则，对S20所获取的人体运动关键点与人体正确姿态的运动关键点目标值之间的匹配值进行评分，获取评分结果；
S60从存储模块中调取人体姿态的对应运动的视频，并将之与评分结果一起传送到显示屏4显示。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，包括底座、支撑架、智能教学系统、显示屏、显屏连接件和电源，支撑架的一端与底座固定连接，其另一端与显屏连接件的一端连接，显屏连接件的另一端与显示屏固定连接，智能教学系统分别与电源、显示屏电连接，其中智能教学系统包括视频采集装置和树莓派系统，树莓派系统与视频采集装置，所述树莓派系统编辑有具有深度学习能力且已训练完成的卷积神经网络和具有三维重建功能的神经网络模型，所述显示屏设置有智能教学系统前端的可视化操作界面。
2.如权利要求1所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述视频采集装置设置于所述支撑架的架身。
3.如权利要求1所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述支撑架具有可纵向升降的结构。
4.如权利要求3所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述支撑架包括固定于底座且其筒口朝上的套筒、内置于套筒内腔的气动升降装置、活动杆，所述活动杆的上端连接显屏连接件的所述一端固定连接，其下端与气动升降装置的上端固定连接，气动升降装置的下端固定于套筒内腔的底端，气动升降装置包括有气动升降杆和调节手柄，通过调节手柄调节气动升降杆升降，气动升降杆带动其上端的活动杆上升或下降。
5.如权利要求1所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述显屏连接件具有可调角度的结构。
6.如权利要求1所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述显屏连接件为屈张弹簧。
7.如权利要求1所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述智能教学系统还包括存储模块，所述存储模块分别与电源、树莓派系统连接，所述存储模块存储有人体运动正确姿态的演示视频及智能教学系统输出的教学指导及智能教学系统输出的教学指导。
8.如权利要求7所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述树莓派系统、存储模块和电源内置于底座内腔。
9.如权利要求1所述的运动健身姿态评分及教学的装置，其特征在于，所述树莓派系统还编辑评分机制，所述评分机制与卷积神经网络连接。
10.一种运动健身姿态评分及教学的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10视频采集模块将采集的人体的运动信息发送至树莓派系统；
S20树莓派系统将人体的运动信息输入卷积神经网络进行迭代学习，获取人体运动关键点与相应人体姿态的对应运动关键点目标值之间的匹配值，进行最优化匹配值处理，最终得到人体运动关键点的2D修正信息；
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