CN112675503B - 一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，包括支撑座，其上表面设有平行于水平面设置的支撑板；滑动件，包括滑动板和活动连接于所述滑动板底部的滚轮；激光投影装置，安装于所述滑动件沿滚轮滚动方向上的两侧中的一侧上以向地面发射激光；图像采集装置，设于所述支撑座中心的上方以采集激光投影装置朝地面发射激光的图像；控制模块，与所述激光投影装置、图像采集装置均通讯连接以处理图像采集装置输出的图像。通过采集得到的成像经过处理能够得到滑动件的滑动距离，进而能够测评和训练人体的平衡素质，设计简约、结构合理易推广应用，并且该装置占地面积小，各个部件配合灵活，为人体平衡素质测评和训练提供了先进的科学方法。

Description

一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统

技术领域

本发明涉及人体运动素质测评训练领域，具体涉及一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统。

背景技术

平衡素质是人体重要运动素质之一。以往由于对平衡素质的检测主要通过一些物理检查手段完成，缺乏客观有效的定量判定指标，因而导致人们对平衡素质的本质、年龄和人群特点往往缺乏足够的认识，不能有效的训练提高人体的平衡素质。

如何对人体平衡素质进行定量测评长期以来是广大健康工作者面临的一道难题。目前，国内外对人体平衡素质的测量方法一般采用观察法、量表测试法和实验测试法，但这些方法均存在一定缺陷。观察法操作简单，但过于粗略和主观，缺乏客观统一标准，主要用于对疑有平衡功能障碍的患者进行初步粗略筛选。量表测试法操作相对繁琐，测试时间长，误差相对较高。现有的实验测试法不易量化，多数只进行定性评价，且难以统一规范，不利于推广应用，也不具备平衡素质训练功能。

由此，有必要提出一种改进的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统以解决上述问题。

发明内容

因此，本发明要解决的现有技术中测试方式单一的技术问题，从而提供一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统。

本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，包括：支撑座，其上表面设有平行于水平面设置的支撑板；滑动件，包括滑动板和活动连接于所述滑动板底部的滚轮；激光投影装置，安装于所述滑动件沿滚轮滚动方向上的两侧中的一侧上以向地面发射激光；图像采集装置，设于所述支撑座中心的上方以采集激光投影装置朝地面发射激光的图像；控制模块，与所述激光投影装置、图像采集装置均通讯连接以处理图像采集装置输出的图像。

进一步的，所述支撑座开设有位于所述支撑板下方的贯通空隙，所述贯通空隙内设有位于支撑板中心部位的卷筒、以及一端固定于所述卷筒、另一端固定于所述滑动板上的绳索，所述卷筒的上下两端均连接有回复弹簧。

进一步的，所述激光投影装置的激光朝背离所述滑动件的方向发射，且其激光发射方向倾斜于竖直方向发射。

进一步的，所述滑动件上还具有位移传感器，所述控制模块与所述位移传感器和激光投影装置通讯连接，以根据位移传感器的信息控制所述激光投影装置的打开或关闭。

进一步的，所述支撑板包括座体和设于座体上侧的转盘，所述转盘可绕其轴心转动连接于所述座体上侧。

进一步的，所述转盘靠近所述座体的一面上设有角度传感器，所述控制模块与所述角度传感器通讯连接，用以接收并处理所述角度传感器的信息。

进一步的，所述图像采集装置采用ccd感光元件。

进一步的，所述支撑板上表面和/或所述滑动板上表面设置有防滑纹路。

进一步的，所述滑动件还具有设于所述滑动板上的固定带以固定足部。

进一步的，所述支撑板上还设有压力传感器以感测支撑板承受的压力，所述基于图像分析的平衡素质测评与训练系统还包括报警模块，所述控制模块与所述报警模块和所述压力传感器均通讯连接，以根据压力传感器的数据变化控制所述报警模块的工作。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，包括支撑座，其上表面设有平行于水平面设置的支撑板；滑动件，包括滑动板和活动连接于所述滑动板底部的滚轮；激光投影装置，安装于所述滑动件沿滚轮滚动方向上的两侧中的一侧上以向地面发射激光；图像采集装置，设于所述支撑座中心的上方以采集激光投影装置朝地面发射激光的图像；控制模块，与所述激光投影装置、图像采集装置均通讯连接以处理图像采集装置输出的图像。通过上述技术方案的设置，通过采集得到的成像经过处理能够得到滑动件的滑动距离，进而能够测评和训练人体的平衡素质，设计简练合理易推广应用，并且该装置占地面积小，各个部件配合灵活，给测评和训练提供了多样性。

2.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述支撑座开设有位于所述支撑板下方的贯通空隙，所述贯通空隙内设有位于支撑板中心部位的卷筒、以及一端固定于所述卷筒、另一端固定于所述滑动板上的绳索，所述卷筒的上下两端均连接有回复弹簧。通过上述技术方案的设置，一方面拉动绳索给测评和训练过程增加了强度，使得该基于图像分析的平衡素质测评与训练系统起到相应的训练效果，另一方面便于滑动件能够自动归位，节省空间，便于收纳。

3.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述激光投影装置的激光朝背离所述滑动件的方向发射，且其激光发射方向倾斜于竖直方向发射。通过上述技术方案的设置，使得图像采集装置能够采集到清晰准确的激光图像，便于后续数据的处理，使得最终获得的滑动距离更准确。

4.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述滑动件上还具有位移传感器，所述控制模块与所述位移传感器和激光投影装置通讯连接，以根据位移传感器的信息控制所述激光投影装置的打开或关闭。通过上述技术方案的设置，能够准确的确定使用者平衡时的滑动件最终状态，便于记录和识别滑动件移动的过程和移动的距离。

5.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述支撑板包括座体和设于座体上侧的转盘，所述转盘可绕其轴心转动连接于所述座体上侧。通过上述技术方案的设置，能够便于使用者调整测评和训练方向，同时转盘可转动的设置也能够在一定程度上提高测评训练过程中的乐趣和使用者的积极性。

6.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述转盘靠近所述座体的一面上设有角度传感器，所述控制模块与所述角度传感器通讯连接，用以接收并处理所述角度传感器的信息。通过上述技术方案的设置，便于控制模块处理滑动件移动距离，并综合人体参数来测评和训练人体的平衡素质，测评和训练方法科学，整体结构简练、精度和自动化程度高。

7.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述图像采集装置采用ccd感光元件。由于ccd感光元件采用高感光度的半导体材料制成，因此能够很容易识别出激光发射装置发射出的最亮的点，同时其成像质量好，使得最终成像更清晰。

8.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述支撑板上表面和/或所述滑动板上表面设置有防滑纹路。通过上述技术方案的设置，能够避免使用者在调整测评和训练方向时滑倒或跌倒，提高了使用过程的安全性。

9.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述滑动件还具有设于所述滑动板上的固定带以固定足部。通过上述技术方案的设置，保证了使用者的安全，也能够起到对于平衡素质较差或初期的使用者进行被动训练的效果。

10.本发明提供的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，所述支撑板上还设有压力传感器以感测支撑板承受的压力，所述基于图像分析的平衡素质测评与训练系统还包括报警模块，所述控制模块与所述报警模块和所述压力传感器均通讯连接，以根据压力传感器的数据变化控制所述报警模块的工作。通过上述技术方案的设置，可用于不规则动作或犯规动作的预警，减少误差的产生，从而提高了测量的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例中基于图像分析的平衡素质测评与训练系统在一方向上的示意图；

图2为图1中的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统在另一方向上的示意图；

附图标记：

1-基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，11-支撑座，111-支撑板，1111-座体，1112-转盘，112-绳索，113-贯通空隙，114-卷筒，12-滑动件，121-滑动板，122-滚轮，13-激光投影装置，14-图像采集装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

参图1和图2所示，本发明提供一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统1，包括支撑座11，其上表面设有平行于水平面设置的支撑板111；滑动件12，包括滑动板121和活动连接于所述滑动板121底部的滚轮122；激光投影装置，安装于所述滑动件12沿滚轮122滚动方向上的两侧中的一侧上以向地面发射激光；图像采集装置14，设于所述支撑座11中心的上方以采集激光投影装置朝地面发射激光的图像；控制模块，与所述激光投影装置、图像采集装置14均通讯连接以处理图像采集装置14输出的图像。通过上述技术方案的设置，通过采集得到的成像经过处理能够得到滑动件12的滑动距离，进而能够测评和训练人体的平衡素质，结构简单易推广应用，并且该装置占地面积小，各个部件配合灵活，为人体平衡素质测评和训练提供先进的科学方法。

具体的，本实施例中，图像采集装置14采集并分析激光投影装置投影的激光成像，结合支撑座11的位置和已知的滑动件12的长度，通过数据处理得到滑动件12滑动距离，实现人体平衡素质的准确测评和训练。

所述激光投影装置的激光朝背离所述滑动件12的方向发射，且其激光发射方向倾斜于竖直方向发射。通过上述技术方案的设置，使得图像采集装置14能够采集到清晰准确的激光图像，便于后续数据的处理，使得最终获得的滑动距离更准确。

所述图像采集装置14采用ccd感光元件。由于ccd感光元件采用高感光度的半导体材料制成，因此能够很容易识别出激光发射装置13发射出的最亮的点，同时其成像质量好，使得最终成像更清晰。

所述滑动件12上还具有位移传感器，所述控制模块与所述位移传感器和激光投影装置通讯连接，以根据位移传感器的信息控制所述激光投影装置的打开或关闭。通过上述技术方案的设置，能够准确的确定使用者平衡时的滑动件12最终状态，便于记录和识别滑动件12移动的过程和移动的距离。

其中，所述支撑座11开设有位于所述支撑板111下方的贯通空隙113，所述贯通空隙113内设有位于支撑板111中心部位的卷筒114、以及一端固定于所述卷筒114、另一端固定于所述滑动板121上的绳索112，所述卷筒114的上下两端均连接有回复弹簧，一方面拉动绳索112给测评和训练过程增加了强度，使得该基于图像分析的平衡素质测评与训练系统1起到相应的训练效果，另一方面便于滑动件12能够自动归位，便于收纳。

进一步地，所述支撑板111包括座体1111和设于座体1111上侧的转盘1112，所述转盘1112可绕其轴心转动连接于所述座体1111上侧。通过上述技术方案的设置，能够便于使用者调整测评和训练方向，同时转盘1112可转动的设置也能够在一定程度上提高测评和训练过程中的乐趣和受试者的积极性。

本实施例具体实施方式中，所述转盘1112靠近所述座体1111的一面上设有角度传感器，所述控制模块与所述角度传感器通讯连接，用以接收并处理所述角度传感器的信息。通过上述技术方案的设置，便于控制模块处理滑动件12移动距离，并综合人体参数来测评和训练人体的平衡素质，测评和训练方法科学，整体结构简练、精度和自动化程度高。

优选的，所述支撑板111上表面和/或所述滑动板121上表面设置有防滑纹路，能够避免使用者在调整测评和训练方向时滑倒或跌倒，保证了使用的安全性。

所述支撑板111上还设有压力传感器以感测支撑板111承受的压力，所述基于图像分析的平衡素质测评与训练系统1还包括报警模块，所述控制模块与所述报警模块和所述压力传感器均通讯连接，以根据压力传感器的数据变化控制所述报警模块的工作。通过上述技术方案的设置，可用于不规则动作或犯规动作的预警，减少误差的产生，从而提高了测量的准确度。

所述滑动件12还具有设于所述滑动板121上的固定带以固定足部。通过上述技术方案的设置，保证了使用者的安全性，也能够起到对于平衡素质较差或初期的使用者进行被动训练的效果。

综上，本发明提供一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统1，包括支撑座11，其上表面设有平行于水平面设置的支撑板111；滑动件12，包括滑动板121和活动连接于所述滑动板121底部的滚轮122；激光投影装置，安装于所述滑动件12沿滚轮122滚动方向上的两侧中的一侧上以向地面发射激光；图像采集装置14，设于所述支撑座11中心的上方以采集激光投影装置朝地面发射激光的图像；控制模块，与所述激光投影装置、图像采集装置14均通讯连接以处理图像采集装置14输出的图像。通过上述技术方案的设置，通过采集得到的成像经过处理能够得到滑动件12的滑动距离，进而能够测评和训练人体的平衡素质，结构简单易推广应用，并且该装置占地面积小，各个部件配合灵活，为人体平衡素质测评和训练提供先进的科学方法。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，其特征在于，包括：

支撑座，其上表面设有平行于水平面设置的支撑板；

滑动件，包括滑动板和活动连接于所述滑动板底部的滚轮；

激光投影装置，安装于所述滑动件沿滚轮滚动方向上的两侧中的一侧上以向地面发射激光；

图像采集装置，设于所述支撑座中心的上方以采集激光投影装置朝地面发射激光的图像；

控制模块，与所述激光投影装置、图像采集装置均通讯连接以处理图像采集装置输出的图像；

所述激光投影装置的激光朝背离所述滑动件的方向发射，且其激光发射方向倾斜于竖直方向发射；

所述图像采集装置采用ccd感光元件；

所述支撑板包括座体和设于座体上侧的转盘，所述转盘可绕其轴心转动连接于所述座体上侧；

所述转盘靠近所述座体的一面上设有角度传感器，所述控制模块与所述角度传感器通讯连接，用以接收并处理所述角度传感器的信息；

所述支撑座开设有位于所述支撑板下方的贯通空隙，所述贯通空隙内设有位于支撑板中心部位的卷筒、以及一端固定于所述卷筒、另一端固定于所述滑动板上的绳索，所述卷筒的上下两端均连接有回复弹簧。

2.根据权利要求1所述的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，其特征在于，所述滑动件上还具有位移传感器，所述控制模块与所述位移传感器和激光投影装置通讯连接，以根据位移传感器的信息控制所述激光投影装置的打开或关闭。

3.根据权利要求1所述的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，其特征在于，所述支撑板上表面和/或所述滑动板上表面设置有防滑纹路。

4.根据权利要求1所述的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，其特征在于，所述滑动件还具有设于所述滑动板上的固定带以固定足部。

5.根据权利要求1所述的基于图像分析的平衡素质测评与训练系统，其特征在于，所述支撑板上还设有压力传感器以感测支撑板承受的压力，所述基于图像分析的平衡素质测评与训练系统还包括报警模块，所述控制模块与所述报警模块和所述压力传感器均通讯连接，以根据压力传感器的数据变化控制所述报警模块的工作。

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