CN112386882A

CN112386882A - 虚拟运动系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN112386882A
Application number: CN202011095731.0A
Authority: CN
Inventors: 龚芮
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2021-02-23

Abstract

本发明提出了一种虚拟运动系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质，属于计算机技术领域。本申请的虚拟运动系统包括：运动计划模块，用于根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于目标虚拟形态生成训练者的训练计划；运动指导模块，用于基于虚拟教练按照训练计划进行训练时的训练动作对训练者的训练动作进行指导，其中，虚拟教练的身体形态与训练者的身体形态保持一致。通过本申请，有助于帮助训练者更好的进行运动，更好的进行身材管理，实时了解到自己的身体状态，让训练者更容易坚持，给用户带来更便捷、更高效的运动体验。

Description

虚拟运动系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请属于计算机技术领域，具体涉及一种虚拟运动系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着人民生活水平的提高，人们越来越重视健康。但有很多人没有时间或者觉得麻烦就不会去健身房请专业的老师来教学，然后就在家里自己锻炼。在家里自己锻炼就会出现动作不标准，发力不正确，运动过量等等问题，最终影响运动的效果，甚至起到反作用。

上述应用方案下，训练者在家中锻炼时，不知道训练计划，也不知道自己的运动姿势是否有问题，影响了训练者的运动效果。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种虚拟运动系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质，有助于帮助训练者更好的进行运动，更好的进行身材管理，实时了解到自己的身体状态，让训练者更容易坚持，给用户带来更便捷、更高效的运动体验。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供了一种虚拟运动系统，包括：

运动计划模块，用于根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于所述目标虚拟形态生成所述训练者的训练计划；

运动指导模块，用于基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导，其中，所述虚拟教练的身体形态与所述训练者的身体形态保持一致。

进一步地，所述运动指导模块用于：通过比对所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作之间的差异，对所述训练者的训练动作进行指导。

进一步地，所述运动指导模块用于：在所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作不重合，和/或所述训练者对应的所述虚拟训练者当前运动的发力点与所述虚拟教练当前运动的发力点不重合时，提示所述训练者调整训练动作。

进一步地，所述虚拟运动系统还包括：运动记录模块，用于记录所述训练者的训练过程以及训练后的身体形态。

进一步地，所述运动记录模块还用于：根据所述训练者对应的虚拟训练者每次训练后的身体形态，生成所述训练者的身体形态变化视频。

第二方面，

本申请提供了一种虚拟运动方法，包括：

根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于所述目标虚拟形态生成所述训练者的训练计划；

基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导，其中，所述虚拟教练的身体形态与所述训练者的身体形态保持一致。

进一步地，所述基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导包括：

通过比对所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作之间的差异，对所述训练者的训练动作进行指导。

进一步地，所述虚拟运动方法还包括：

记录所述训练者的训练过程以及训练后的身体形态。

第三方面，

本申请提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面所述的虚拟运动方法。

第四方面，

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的虚拟运动方法。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请通过利用运动计划模块根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于所述目标虚拟形态生成所述训练者的训练计划；利用运动指导模块基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导，其中，所述虚拟教练的身体形态与所述训练者的身体形态保持一致，相比于现有技术训练者在家中锻炼时，不知道训练计划，也不知道自己的运动姿势是否有问题，本申请能够帮助训练者更好的进行运动，更好的进行身材管理，实时了解到自己的身体状态，让训练者更容易坚持，给用户带来更便捷、更高效的运动体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的虚拟运动系统的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的虚拟运动方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的运动计划的流程图；

图4是根据一示例性实施例示出的运动指导的流程图；

图5是根据一示例性实施例示出的运动记录的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1是根据一示例性实施例示出的虚拟运动系统的示意图，如图1所示，该虚拟运动系统，包括：

运动计划模块11，用于根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于所述目标虚拟形态生成所述训练者的训练计划。

运动计划模块11通过扫描装置，扫描训练者身体形态，根据训练者身体形态模拟生成几个运动后的目标虚拟形态，让用户选择其中一个作为目标。对训练者的骨骼、肌肉、脂肪进行分析，生成几个可以通过训练后变成的目标虚拟形态，目标虚拟形态可以是标准完美形态、肌肉稍微发达形态等。训练者选择一个最喜欢的身体形态，系统根据用户选择的目标虚拟形态制定相应的训练计划。

运动指导模块12，用于基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导，其中，所述虚拟教练的身体形态与所述训练者的身体形态保持一致。

进一步地，所述运动指导模块12可以用于：通过比对所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作之间的差异，对所述训练者的训练动作进行指导。

进一步地，所述运动指导模块12可以用于：在所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作不重合，和/或所述训练者对应的所述虚拟训练者当前运动的发力点与所述虚拟教练当前运动的发力点不重合时，提示所述训练者调整训练动作。

运动指导模块12通过虚拟装置，建立一个虚拟教练，该虚拟教练的身体形态与训练者的当前的身体形态一致。训练者开始运动时，虚拟教练会一直显示在训练者的视线前方，并且会再次生成一个自己的虚拟形态，此时虚拟的自己与虚拟教练会重合在一起，当虚拟的自己与虚拟教练的动作不能重合在一起时，说明训练者动作不标准，系统将会进行语音提示，告诉用户该怎么调整动作，并且在虚拟教练和自己的的虚拟人物上显示当前动作的发力点，来帮助训练者正确的发力。

如图1所示，在其中一些实施例中，所述虚拟运动系统还包括：运动记录模块13，用于记录所述训练者的训练过程以及训练后的身体形态。

进一步地，所述运动记录模块13还用于：根据所述训练者对应的虚拟训练者每次训练后的身体形态，生成所述训练者的身体形态变化视频。

运动记录模块13：训练者每一次运动过程都会被记录下来。训练者可以查看训练的视频记录(包括虚拟教练和虚拟自己的运动记录)。同时系统会记录训练者运动后的的身体形态，可以生成一个变化的过程。让训练者清楚的了解自己身体的变化。

图2是根据一示例性实施例示出的虚拟运动方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S201、根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于所述目标虚拟形态生成所述训练者的训练计划；

步骤S202、基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导，其中，所述虚拟教练的身体形态与所述训练者的身体形态保持一致。

在其中一些实施例中，所述基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导包括：通过比对所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作之间的差异，对所述训练者的训练动作进行指导。

进一步地，在所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作不重合，和/或所述训练者对应的所述虚拟训练者当前运动的发力点与所述虚拟教练当前运动的发力点不重合时，提示所述训练者调整训练动作。

在其中一些实施例中，所述虚拟运动方法还包括：记录所述训练者的训练过程以及训练后的身体形态。

进一步地，所述虚拟运动方法还包括：根据所述训练者对应的虚拟训练者每次训练后的身体形态，生成所述训练者的身体形态变化视频。

综上，本申请通过利用运动计划模块根据训练者当前的身体形态生成目标虚拟形态，并基于所述目标虚拟形态生成所述训练者的训练计划；利用运动指导模块基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导，其中，所述虚拟教练的身体形态与所述训练者的身体形态保持一致，相比于现有技术训练者在家中锻炼时，不知道训练计划，也不知道自己的运动姿势是否有问题，本申请能够帮助训练者更好的进行运动，更好的进行身材管理，实时了解到自己的身体状态，让训练者更容易坚持，给用户带来更便捷、更高效的运动体验。

下面通过优选实施例对本申请实施例进行描述和说明。

该优选实施例中用户利用虚拟运动系统进行运动包括以下模块：

一、运动计划模块，如图3所示，包括以下步骤：

步骤S301，通过扫描装,扫描训练者身体形态，分析训练者的身体形态。包括但不限于，训练者的骨骼、肌肉、脂肪、身高、体重。

该优选实施例可以使用人体三维扫描技术获取准确参数尺寸的人体3d模型。

人体三维扫描：利用光学测量技术、计算机技术、图像处理技术、数字信号处理技术等进行三维人体表面轮廓的非接触自动测量。人充分利用光学三维扫描的快速以及白光对人体无害的优点，在3—5秒内对人体全身或半身进行多角度多方位的瞬间扫描。通过计算机对多台光学三维扫描仪进行联动控制快速扫描，再通过计算机软件实现自动拼接，获得精确完整的人体点云数据。

该优选实施例可以通过人体成分分析技术获取体脂肪、体重、BMI(身体质量指数)、肌肉量、骨量、非脂肪量等各项健康指数。

人体成分分析技术

生物体电阻抗原理(BIA)

是一种通过电学方法测定人体水分的技术。将微弱的交流电流信号导入人体时，电流会随着电阻小，传导性能较好的体液运动。水分的多少决定着电流通路的导电性，这个可用叫做阻抗的测定值来表示。阻抗是当电流存在时干扰的力量。以测定阻抗来算出人体构成成分的一般原理是利用人体水分与身高成正比，与人体阻抗成反比。电流流过导体时，导体的电阻与导体的长度成成正比，与横截面成反比。在人体中，导体的体积可看作人体水分。

以全新DXA法统计为基础，测量人体成分：体脂肪、体重、BMI(身体质量指数)、非脂肪量等各项健康指数，有效指示客人的身体健康状况。

DXA全身成分分析可以得到我们全身的体脂率，原理是采用身体成分三间隔模型，通过X线束滤过式脉冲技术获得两种能量的X线来测量机体脂肪组织、非脂肪组织和骨矿含量的方法。

同时DXA全身成分分析还能得到内脏脂肪组织(VAT)容量，全身骨密度(BMD)、静止代谢率(RMR)、全身肌肉含量等信息。

步骤S302，根据扫描的结果执行生成目标虚拟形态。根据训练者当前的身体形态，模拟生成几个训练者运动一段时间后的目标虚拟形态，模拟的目标虚拟形态可以是标准完美形态、肌肉稍微发达形态等等不同风格的身体形态。并且训练者可以查看自己达到该目标需要做的运动以及时间。

该优选实施例可以根据获取的原始身体指数数据，建立原始模型。原始模型的外形为人体三维扫描而成，内部结构通过人体成分分析获取的数据模拟而成。运动一段时间后的身体形态为原始数据的优化(优化的原则可以为标准健康的数据或者为以瘦和美为原则的数据，原则不同，最后生成的训练后的模拟模型也不同)，然后根据新的优化过后的数据建立新的模型。例如原始模型体重为55Kg，而优化后的体重为50kg，则对应的模型的体重，以及与体重相关的其他身体指数，如三维、体脂肪等等都会有相应的变化。从而使模拟的训练后的模型在外观上发生变化。

例如，训练者的骨盆前倾、驼背，则系统会模拟出用户矫正后的身体形态。或者训练者很胖，系统可以模拟几个不同肥胖程度的身体形态，让训练者自己选择当前运动想要达到的效果。

步骤S303，选择满意的目标虚拟形态。训练者可以选择其中一个比较喜欢的形态作为训练目标。

步骤S304，制定相应的运动计划。系统根据训练者选择的目标虚拟形态，生成相对应的运动计划。选择不同的目标形态，制定的运动计划与时间各不相同。

生成计划的依据为：1.训练者想要达到的目的，即选择的训练后的模拟模型。2.计划的时间。3.运动的次数。如训练者选择了某一个模拟模型作为训练目的，则系统会生成训练者达到这个目的需要进行什么运动以及运动的时间长度。如训练者达成目的最少需要完成此项运动100次，或者100个小时。

例如，训练者选择一个比较完美的标准身体形态。但目前训练者腹部脂肪多，并且驼背，系统就会制定更多的腹部与背部练习的训练。

二、运动指导模块，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S401，通过虚拟装置建立一个虚拟教练。该虚拟教练的身体形态，与训练者的当前的身体形态一致。

步骤S402，虚拟教练按照制定好的运动计划进行教学，教学过程中，虚拟教练一直显示在训练者视线前方。

步骤S403，训练者开始运动时，再生成一个自己的虚拟形态，此时虚拟的自己与虚拟教练会重合在一起。

步骤S404，运动过程中，虚拟教练和自己的的虚拟人物上显示当前动作的发力点，来帮助训练者正确的发力。

步骤S405，虚拟的自己与虚拟教练的动作不能重合在一起时，说明训练者动作不标准，系统将会进行语音提示，告诉用户该怎么调整动作。

该优选实施例可以通过全息投影技术将训练者投射到训练的环境中，投射的虚拟形态与训练者动作保持一致。

全息投影技术：全息投影技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。

第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程:被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。

第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程:全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

该选优实施例中验证虚拟形态与虚拟教练的动作重合度通过获取虚拟形态和虚拟教练关节部位的位置坐标，将两者进行对比，若两者坐标差距较大则表示训练者姿势不标准。或者通过两者形态面积重合率计算，重合率小于一定的数值(例小于80％)，则判断为动作不标准。

例如：训练者戴上虚拟装置，开始在家里练习瑜伽，训练者会在自己前方看见一个虚拟教练，虚拟教练在前面进行瑜伽动作演示，并通过声音教学。同时，会通过虚拟装置建立一个实时的自己的虚拟人。自己的虚拟人与虚拟教练的位置与角度重合，此时自己的虚拟人与虚拟教练的腿部不能重合时，虚拟教练就会进行提示，告诉训练者腿需要再向上抬起。

三、运动记录模块，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S501，记录训练者每一次的运动过程。训练者可以查看训练的视频记录(包括虚拟教练和虚拟自己的的运动记录)。

步骤S502，系统会记录训练者运动后的的身体形态，可以生成一个变化的过程。让训练者清楚的了解自己身体的变化。

例如：训练者可以通过虚拟运动系统查看前一天的运动记录，或者可以看到从最开始练习到目前为止，虚拟身体的变化视频，腰在变细、肌肉变紧实.

通过该优选实施例，帮助训练者更好的进行运动，更好的进行身材管理，同时，实时了解到自己的身体状态，让训练者更容易坚持，给用户带来更便捷、更高效的体验。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，本申请实施例虚拟运动方法可以由计算机设备来实现。本申请实施例中的计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的任意一种虚拟运动方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种虚拟运动方法。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种虚拟运动系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的虚拟运动系统，其特征在于，所述运动指导模块用于：

3.根据权利要求2所述的虚拟运动系统，其特征在于，所述运动指导模块用于：

在所述训练者对应的所述虚拟训练者的训练动作与所述虚拟教练的训练动作不重合，和/或所述训练者对应的所述虚拟训练者当前运动的发力点与所述虚拟教练当前运动的发力点不重合时，提示所述训练者调整训练动作。

4.根据权利要求1所述的虚拟运动系统，其特征在于，所述虚拟运动系统还包括：

运动记录模块，用于记录所述训练者的训练过程以及训练后的身体形态。

5.根据权利要求4所述的虚拟运动系统，其特征在于，所述运动记录模块还用于：

根据所述训练者对应的虚拟训练者每次训练后的身体形态，生成所述训练者的身体形态变化视频。

6.一种虚拟运动方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的虚拟运动方法，其特征在于，所述基于虚拟教练按照所述训练计划进行训练时的训练动作对所述训练者的训练动作进行指导包括：

8.根据权利要求6所述的虚拟运动方法，其特征在于，所述虚拟运动方法还包括：

记录所述训练者的训练过程以及训练后的身体形态。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至8中任一项所述的虚拟运动方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项所述的虚拟运动方法。