CN113194338A - 一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信息管理领域，特别是涉及一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统及方法。其中，系统包括：播放装置、健康数据收集装置、客户端控制装置和服务器端装置，播放装置包括视频播放装置和/或定向音频播放装置；健康数据收集装置由用户携带，采集用户健康数据；客户端控制装置搭载广电TVOS系统，通过广电城域骨干网与服务器端装置进行数据交互；服务器端装置，根据用户数据生成播放列表和指导信息，并发送至客户端控制装置。本发明中的系统从用户视角封装了用户基础信息收集、运动监控、运动效果评价等多个环节。另一方面，本发明还提供了一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法。

Description

一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统及方法
【技术领域】
本发明涉及信息管理领域，特别是涉及一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统及方法。
【背景技术】
广场舞、户外健身操、太极拳、户外跑步等户外体育健身活动能够起到强身健体、交友娱乐的效果，深受大众喜爱，在丰富人民的精神生活、增强人民的体质方面已显示出强大的生命力。
但是，多数户外体育健身活动，尤其是群体性体育健身活动，在受欢迎的同时也存在不少的问题有待解决，突出表现为以下几个方面：1、噪音扰民：目前户外健身活动没有固定场地，通常会使用公共广场、小区公共空地等公众场所作为活动地点，选址缺乏管理、音量随意控制、基于足够的可防噪音的户外健身音频播放基础设施又相对稀缺，造成户外健身音响产生的噪音扰民。2、场地争用：不同健身活动团体开展的健身项目的不同，会常不同团体之间的场地纠纷，不同团体播放内容的竞争性是户外健身团体冲突事件频发的诱发原因之一。3、健身活动缺乏科学指导：一些户外健身活动的组织者没有经过专业化学习，组织和指导水平整体欠佳，一些参与者缺乏专业性的健身指导，导致户外健身活动中存在一定的盲目性和随意性，健身的科学性有待进一步提升。利用现有的可穿戴运动监控与评价装备在进行户外健身运动效益监控与评价，存在两个问题：一是评价指标体系缺乏科学性；二是健身评价结果的查看缺少便利性，不利于信息化水平较低的群体操作。4、娱乐性有提升空间：娱乐性是体育活动本质属性之一，与体育活动的开展水平有直接关系，在健身活动中，娱乐性与健身活动相关音频视频产生的听觉、视觉体验密切相关。但现有公众健身活动的音响视频效果、指导者水平参差不齐，虽然现在已存在一些健身活动伴奏音频和指导视频，但其多媒体效果有待提升。
鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决目前户外健身系统存在的问题，是本技术领域待解决的问题。
【发明内容】
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了目前户外健身活动音视频播放系统噪音扰民、易造成场地纠纷的缺陷，以及户外健身活动缺乏专业指导等的问题。
本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统，具体为：包括播放装置1、健康数据收集装置2、客户端控制装置3和服务器端装置4，具体的：播放装置1包括视频播放装置和/或定向音频播放装置，播放装置1与客户端控制装置3连接，在客户端控制装置3的控制下进行视频和/或音频播放；健康数据收集装置2由用户携带，采集用户健康数据，并通过无线网络端口将用户数据发送至客户端控制装置3；客户端控制装置3搭载广电TVOS系统，通过广电城域骨干网与服务器端装置4进行数据交互；服务器端装置4通过广电城域骨干网与客户端控制装置3连接，接收客户端控制装置3发送的用户数据，根据用户数据生成播放列表和指导信息，并发送至客户端控制装置3。
优选的，客户端控制装置3通过5G信号收发模块和/或PON进入模块与广电城域骨干网连接。
优选的，通过无线网络端口将用户数据发送至客户端控制装置3，具体包括：无线网络端口为zigbee端口、4G/5G端口、蓝牙端口和红外端口中的一种或多种。
优选的，客户端控制装置3和所述服务器端装置4分别包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，完成相应的音视频播放控制和管理功能。
另一方面，本发明提供了一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法，具体为：在进行健身的户外场所安装第一方面中提供的户外公众健身音视频播放和健身指导的系统中的播放装置1和客户端控制装置3，并为每个用户配置一个健康数据收集装置2；根据历史点播记录生成表单，并推送给用户；获取用户在表单中点播的播放项目，对播放项目的音频和/或视频进行播放；在播放项目进行播放期间，获取健身人员的健康数据；根据健康数据反馈健身指导信息，用户可在包括互动电视在内的终端设备上查看指导信息，并提供播放项目的建议。
优选的，根据历史点播记录生成播放表单，具体包括：获取预设时间段内的历史点播记录；根据预设时间段内的播放时长和点播日期为每个播放项目评分；根据播放项目的评分对播放项目排序；按照预设表单项目数，按照评分从高到低的顺序将相应数量的播放项目生成表单。
优选的，根据播放项目的评分对播放项目排序，具体包括：使用协同过滤、矩阵分解、聚类或深度学习的方法进行排序。
优选的，根据健康数据反馈健身指导信息，具体包括：获取用户健康数据，根据用户健康数据进行运动负荷分析，将运动负荷分析的结果作为健身指导信息进行反馈。
优选的，根据健康数据反馈健身指导信息，还包括：通过播放装置1和/或健康数据收集装置2，提供音频和/或视频形式的健身指导信息提示。
优选的，提供播放项目的点播建议，具体包括：根据健身指导信息、运动时间和健康度中的一项或多项，根据预设规则查找播放项目，将查找到的播放项目作为点播建议
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：通过定向音频解决噪音扰民问题，通过预约与推荐的方法解决场地争用问题，通过健康数据收集装置、健康数据反馈和点播建议对健身强度和健身内容进行指导，通过点播表单提供丰富的娱乐内容，解决了现有户外健身活动音视频播放装置存在的缺陷，提供了对公共环境干扰较少、简便易用、并能对户外健身活动的组织者和参与者提供专业健身引导的户外健身的音视频播放和健身指导的系统和方法。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统的架构示意图；
图2为本发明中客户端控制装置3和和服务器端装置4的架构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的另一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的另一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的另一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的流程图；
图8为本发明实施例提供的一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的时序图；
图9为本发明实施例提供的另一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的时序图；
图10为本发明实施例提供的另一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法的流程图；
图11为本发明实施例提供的一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法健身指导信息生成子模块的软件架构示意图；
其中，附图标记如下：
1：播放装置，2：健康数据收集装置，3：客户端控制装置，4：服务器端装置，51：处理器，52：存储器。
【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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。
实施例1：
在进行户外健身，尤其是广场舞等公众户外健身项目时，健身场所位于户外公共场所、通常需要进行配合音频或视频播放、参与者众多、组织者专业水平有限，因此容易造成噪音扰民、场地纠纷、缺乏科学指导、健身内容较为单一等问题。因此，本实施例提供了一种能够减少噪声干扰、避免多个不同活动团体场地纠纷、并为组织者和参与者提供专业科学的指导建议的户外健身的音视频播放和健身指导系统。
如图1所示，本发明实施例提供的户外健身的音视频播放和健身指导的系统包括：播放装置1、健康数据收集装置2、客户端控制装置3和服务器端装置4。
参与健身活动的用户播放健身活动的背景音乐和指导视频，播放装置1包括视频播放装置和定向音频播放装置，能够为户外健身提供背景音乐、指示音频或指导视频。播放装置1与客户端控制装置3连接，在客户端控制装置3的控制下进行视频和音频播放。播放装置1中的音频播放装置采用定向音响播放户外健身音频，实现了将声音高度定向地投射到某个特定区域的功能，减少非指定区域内的音量，既能保证指定区域内参与健身活动人群的所收听到的音频足够清晰，又能有效解决噪音扰民问题。进一步的，在实际使用中，一个客户端控制装置3可以管理一个或多个播放装置1，存在多个播放装置1时，可以播放同样的音频和视频，也可以在不同场地区域播放不同的音频和视频。
为了采集用户心率数据，并以此为基础进行运动中的靶心率监控、运动强度测量、有氧能力/健康度测量等，系统中使用由用户携带的健康数据收集装置2采集用户健康数据，并通过无线网络端口将用户数据发送至客户端控制装置3。通过健康数据收集装置2获取到的健康数据，由服务器端装置4进行数据处理后，会生成运动指导信息和健身内容的播放建议，在此基础上给出运动指导信息，提升户外健身活动科学性。为了便于获取心率数据，并且易于携带，避免影响健身动作，健康数据收集装置2通常使用手环形式。在具体使用中，可以使用苹果手环、小米手环等通用设备配合相应app进行数据获取和上传，也可以使用定制手环以配合客户端控制装置3的特定系统和数据接口。在使用通用设备进行数据获取上传时，需要使用相应的模块或api获取用户的健康数据，如开放api接口fitbit、华为运动健康api，apple watch的watchkit等。在具体使用中，健康数据收集装置2和客户端控制装置3之间可以使用各种通用无线通信端口进行数据交互，包括但不限于：zigbee端口、4G/5G端口、蓝牙端口和红外端口中的一种或多种。每个客户端控制装置3和健康数据收集装置2都可以通过通信协议进行通信连接的绑定和解绑，一个客户端控制装置3可以同时连接管理多个健康数据收集装置2，对参与户外健身活动的所有成员健康数据进行统计和分析，并对该健身活动提供整体性的健康指导和建议；一个健康数据收集装置2也可以连接多个客户端控制装置3，在用户初次使用本实施例提供的系统时，服务器端装置4会收集用户的基础信息，根据每个健康数据收集装置2的唯一识别码建立用户数据档案，即使一个健康数据收集装置2通过多个客户端控制装置3进行数据传输，也都会使用同一份用户数据档案进行管理，从而避免产生数据冲突。进一步的，每个客户端控制装置3上也可以建立多个用户账户，每个用户账户拥有一个唯一用户编码，通过用户编码进行用户数据档案的管理，以方便户外健身组织者对健康数据收集装置2的发放和回收，或一个家庭内的多个用户共同使用同一个健康数据收集装置2。
本系统中的客户端控制装置3主要用于特定音频及视频内容的选择和播放，并具有简单的数据收发功能，为了减小简化客户端控制装置3上软件平台的复杂度、简化用户操作，客户端控制装置3搭载广电TVOS系统，能够实现高清视频的编排及点播、直播业务需求，满足户外健身音频视频的选择和播放功能。同时，广电TVOS系统作为专用操作系统，具有封闭运营、安全可靠的特点，并能够开展多种增值业务，便于运营商进行管理和运营活动。客户端控制装置3通过广电城域骨干网与服务器端装置4进行数据交互，通过广电城域骨干网的专网连接提高系统封闭性和安全性，利用专网通信系统提高数据传输速度，还可以获取广电城域骨干网内的音频视频资源，后期和进一步可扩展为公众文体站，承载更多的大众体育、文化娱乐、国家政治宣传等业务。进一步的，广电TVOS系统搭载在广电OTT(全称为Over The Top)系统上，能够方便的进行蓝牙、红外、WIFI等多种外设的集成，支持健康数据收集装置2的健康数据采集功能，并具有足够的扩展性。另一方面，TVOS应用框架层中的数字电视播控组件包括用户界面相关接口，能够在在视频播放装置的播放区域弹出延时退出框，并给出包含画面、激励音频的提示和其它健身建议提示信息，方便用户进行音视频选择，也方便用户获取健身建议信息。
在本实施例的具体使用中，客户端控制装置3可以通过5G信号收发模块或无源光纤网络(Passive Optical Network，简写为PON)进入模块与广电城域骨干网连接。实现了光纤、5G双路高带宽冗余接入，提升了系统高带宽接入网类型的兼容性。系统可保证8K高清带舞视频的传输。在本实施例的优选方案中，5G信号收发模块选用700M频段5G信号收发模组，相对于其它频段，广电系统使用的700M频段具有信号传播损耗低、覆盖广、穿透力强、组网成本低等优势特性，并能便捷的与广电城域骨干网进行数据交互。使用TVOS系统配合广电城域骨干网，用户可以通过个人家庭中搭载TVOS系统的广电OTT互动电视终端，使用电视遥控器进行预约、点播和健身指导信息查看，用户在智能电视的相应功能模块中进行预约和点播，根据功能模块推送的待播放表单选择想要参与的健身项目和时间，并在完成健身后通过相应模块查看指导建议，整个过程都封装在现有的智能互动电视系统中，可以使用用户熟悉的电视盒子+遥控器硬件系统，及用户熟悉的智能电视互动截面完成，减少用户使用时的学习成本，方便用户进行使用。
由于客户端控制装置3的数据处理性能及存储能力有限，因此还需要通过服务器端装置4进行资源存储和数据处理，并通过广电城域骨干网将资源和数据处理结果发送至客户端控制装置3。服务器端装置4通过广电城域骨干网与客户端控制装置3连接，接收客户端控制装置3发送的用户数据，根据用户数据生成播放列表和指导信息，并发送至客户端控制装置3。具体的，用户数据包括通过客户端控制装置3获取的用户点播数据、通过健康数据收集装置2获取到的用户健康数据等。
由于客户端控制装置3需要根据用户点播进行播放并进行用户健康数据的初步处理和转发，服务器端装置4需要存储可播放资源并对用户数据进行处理，因此都需要具备数据处理和存储功能。客户端控制装置3和服务器端装置4分别包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，指令在被所述处理器执行后，完成相应的控制和管理功能。如图2所示，是本发明实施例的客户端控制装置3和服务器端装置4的架构示意图。其中，包括一个或多个处理器51以及存储器52。其中，图2中以一个处理器51为例。处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。存储器52作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例2至实施例4中的各方法步骤。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现实施例2至实施例4中的各方法步骤。存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。程序指令/模块存储在存储器52中，当被一个或者多个处理器51执行时，执行上述实施例2至实施例4中的各方法步骤。本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(Read Only Memory，简写为：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简写为：RAM)、磁盘或光盘等。在本实施例的具体实施中，客户端控制装置3的运算和存储要求较低，便携性要求较高，因此可以使用能够搭载广电OTT系统的通用设备或专用设备；服务器端装置4需要保存大量音频视频资源，同时响应多个客户端控制装置3的数据处理请求，对计算和存储性能要求较高，但便携性能要求较低，因此可以使用固定的服务器主机，或使用多个主机和存储集群进行分布式计算或存储，以提高计算和存储性能，减少响应时间。
本实施例提供的户外健身的音视频播放和健身指导的系统，采用700M频段5G信号收发模块和PON进入模块实现高带宽冗余接入，提升了系统高带宽接入网类型的兼容性，可保证8K高清视频的传输；采用定向音响播放健身音频，在保证了用户健身体验的同时，有效解决了噪音扰民问题；通过点播系统在一定程度上规避了场地纠纷问题；通过点播系统、预约系统和视频播放装置将线下活动与线上教学有机地结合在一起，提升了用户的参与户外健身活动的积极性；使用功能简洁且用户熟悉的TVOS系统，从用户视角封装了用户基础信息收集、运动监控、运动效果评价等多个环节，具有较强的易用性，为信息技术认知度较差的用户群体提供了户外健身活动一体化解决方案。本实施例中的系统基于广电网络，并使用了OTT技术，具有较强的可扩展性与安全性，后期可扩展为公众文体站，承载更多的大众体育、文化娱乐、国家政治宣传业务。
实施例2：
在实施例1提供的户外健身的音视频播放和健身指导的系统基础上，本实施例还提供了一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法，对系统获取到的数据进行处理，从而控制播放装置1进行音频和视频播放，并为用户提供音频视频资源的选择推荐和健身指导建议。
如图3所示，本发明实施例提供的户外健身的音视频播放和健身指导的方法具体步骤如下：
步骤101：在进行健身的户外场所安装实施例1中提供的户外公众健身音视频播放和指导的系统中的播放装置1和客户端控制装置3，并为每个用户配置一个健康数据收集装置2。
在实施例1中的系统使用时，首先需要对需要使用的设备进行安装和相应的连接。在进行户外健身的场所安装播放装置1进行音频和视频播放，音频和视频播放装置都需要朝向进行户外健身的区域，以保证参与健身的人员能够清晰的听到定向音频装置播放的声音、看到视频播放装置播放的视频，根据健身区域的大小，每个健身项目可以使用一个或多个播放装置1，以避免因区域过大导致位置靠后或较偏的用户被遮挡无法听清音频或无法看清视频画面。安装客户端控制装置3，并将播放装置1和客户端控制装置3的数据端口和控制端口进行连接，使播放装置1能够对播放装置1播放的内容进行控制；将客户端控制装置3和广电城域骨干网连接，通过广电城域骨干网与服务器端装置4进行数据交互，每个健身项目使用一个客户端控制装置3进行播放控制和数据收发，以确保所有播放装置1都播放同样的内容，并能对所有参与健身人员的数据进行管理。为了获取参与健身的用户的健康数据，还需要为每个参与健身的用户配置一个健康数据收集装置2，并将健康数据收集装置2与用户参与项目的客户端控制装置3绑定，通过客户端控制装置3收集每个用户的健康数据。
步骤102：根据历史点播记录生成表单，并推送给用户。
为了避免多个用户或多个健身团体选择不同的播放项目造成冲突纠纷，本实施例的控制方法中首先对于用户点播信息进行汇总，再由用户在汇总后的播放项目表单中进行选择，通过表单呈现多数用户的选择倾向，有利于用户在选择播放项目时达成一致。
在具体实施中，如图4所示，可以通过以下步骤根据历史点播记录生成播放表单：
步骤201：获取预设时间段内的历史点播记录。
用户的历史点播记录中包含了用户倾向选择的项目信息，获取近期用户的历史点播记录，即可获知近期用户点播较多的项目。预设时间段长度根据实际需要设置，一般为3天-1个月，出于时效性考虑，优选时间段长度为1周。
步骤202：根据预设时间段内的播放时长和点播日期为每个播放项目评分。
在呈现推荐播放的表单内容时，除了点播次数之外，还需要考虑若某个项目近期的播放时长，播放时长越长且播放时间越近的项目，用户再次选择的可能性越高。因此，在对表单中的播放项目排序时，播放时长和点播时间也需要作为评分的参考因素。
步骤203：根据播放项目的评分对播放项目排序。
获得播放项目的推荐度评分后，可以根据评分对项目进行排序，评分较高的项目推荐度较高，排在表单前列。具体的，为了提高排序的准确度，可以使用协同过滤、矩阵分解、聚类或深度学习的方法对，根据点播次数、播放时长、点播时间等排序因素进行排序。
步骤204：按照预设表单项目数，按照评分从高到低的顺序将相应数量的播放项目生成表单。
对待播放的项目进行排序后，可以按照预设的表单项目数，按照评分从高到低的顺序将排序靠前的项目加入表单，通过表单将推荐项目呈现给用户，用户仅需根据表单进行选择即可进行播放。具体的，表单项目数可以根据呈现界面的尺寸调整，也可以由用户进行选择。表单可以通过客户端控制装置3的界面呈现给用户，也可以通过短信、微信等其它信息推送方式呈现给用户。
通过步骤201-步骤204，即可完成表单项目的筛选和排序，为用户提供符合预期且简洁的项目选择界面。
进一步的，除了历史点播数量之外，还可以提供用户线上预约功能，将项目的预约数作为排序因素，使表单中的推荐项目与用户的预期更加符合，在表单中提供多数用户的预期选择项目，在一定程度上规避不同用户和健身群体之间因播放项目选择不同而导致的矛盾。具体的，线上预约功能可以通过客户端控制装置3实现，也可以通过接入广电双向网络的用户家用数字电视终端实现，也可以通过或app实现。
由于表单的项目数量有限，某些用户期望的播放项目可能并为存在于表单中。此时，用户可通过项目搜索功能或分类菜单等，查找期望的播放项目，并对相应项目进行预约。预约数量的变化会导致播放项目评分变化，因此还需要定期对项目评分进行重新计算，并根据重新计算后的评分结果对表单项目进行更新，在表单中呈现预约数较多的项目。步骤103：获取用户在表单中点播的播放项目，对播放项目的音频和视频进行播放。
用户获取到播放表单信息后，可以在表单中选择健身项目的音频和视频进行播放。可以每次选择一个播放项目，播放完成后再次呈现表单进行选择；也可以选择多个播放项目按顺序连续播放或以随机顺序连续播放。
进一步的，点播功能中还可以进行播放项目的预约和播放时间安排，根据用户在预约功能中预约的播放项目和播放时间段，对每个播放时间段内不同预约项目的点播量进行统计，将每个时间段内点播量最高的项目作为该时间段内的播放项目，按照播放时间段进行表单排序，并将排序后的表单推送至用户，以便于用户根据自己想要进行的健身项目和时间安排，选择合适的健身时间。当系统中包含多个播放装置1时，还可以为每个播放装置1所在的健身区域的同一时间段安排不同的播放项目，将健身项目的播放地点告知用户，为用户提供更多选择，并减少因健身项目不同而导致的场地纠纷。
步骤104：在播放项目进行播放期间，获取健身人员的健康数据。
使用本实施例的方法，除了对健身项目进行音视频播放，还能够对健身强度和健身内容等进行指导。为了获取进行健身指导的基础数据，在播放项目进行播放期间，即健身用户进行健身活动期间，通过用户携带的健康数据收集装置2对用户的健康数据进行收集。需要收集的健康数据包括但不限于用户的心率、步数、能量消耗等。
步骤105：根据健康数据反馈健身指导信息，并提供播放项目的点播建议。
获取到用户健康数据之后，可以根据用户健康数据进行运动负荷分析，并将运动负荷分析的结果作为健身指导信息进行反馈。具体的，健身指导信息可以通过靶心率、运动强度、有氧能力、运动量和运动时间中的一项或多项进行综合评价，并根据评价结果生成健身指导信息。生成健康指导信息后，可以通过播放装置1，通过播放预录的音频或视频信息，向用户反馈健身指导信息；也可以通过健康数据收集装置2、短信、微信等方式，通过提示消息推送，向用户反馈健身指导信息。
进一步的，为了便于用户根据健康指导信息进行播放项目选择，还可以根据健身指导信息、运动时间和健康度中的一项或多项，根据预设规则查找播放项目，将查找到的播放项目作为点播建议。具体的，可以将健身项目根据健身强度、播放时间、有氧/无氧、健身部位等进行分类特征标记，并对每个项目中具体的播放内容进行分类特征标记，例如：将广场舞的不同舞曲按照健身进行标记，再根据用户的健身数据选择推荐用户进行的健身项目。
步骤105中将专业性的健康数据通过音频、视频、点播建议等方式，从用户视角封装了用户基础信息收集、运动监控、运动效果评价等多个环节，具有较强的易用性，为用户提供了便捷简单易懂的健身项目选择引导方案。
在某些场景中，用户可能对健身项目不熟悉，导致健身效果降低。因此，还可以根据用户需要提供健身项目的线上教学音频和视频，如可以在线观看的分解动作学习、慢速跟练教程等，或在健身过程中播放的动作语音提示、带练视频、激励语音等。用户可以自行根据教学音视频进行联系，健身活动的组织者也可以利用教学音视频进行线下教学。通过提供健身音视频教程，可以有效提升用户积极性和健身水平，促进用户的运动表现。
通过步骤101-步骤105，可以根据多个用户的预约和点播完成健身项目的选择和播放，避免用户的纠纷；并根据用户的健康数据对用户提供健身指导，以提升用户的健身效果。
实施例3：
基于实施例2中提供的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，在具体实施中，可以使用本实施例提供的方法实现步骤101中根据历史点播记录生成表单的功能，对健身项目进行预约、点播、排序、表单生成和表单呈现。
本实施例采用了线上预约户外健身活动项目的方式，播放项目预约功能接口采用REST API格式，以应对网站、微信公众号预约和基于广电OTT的机顶盒内安装的androidapp等接入展现层技术的异构性。
在某个具体实施场景中，如图5所示，基于广电OTT机顶盒(TVOS系统)的户外健身项目预约流程如下。基于其它方式进行预约的流程，可以根据实际终端的操作方式进行调整。
步骤301：从历史点播行为数据库中抽取目标户外健身项目最近n天的点播行为记录。具体的，可以使用公式1和公式2计算户外健身项目i的评分。
Figure BDA0002992819550000151
Figure BDA0002992819550000152
其中，集合K＝{k1,k2,k3,…kn}为户外健身项目i每天的点播时长，从集合K中抽取非零元素，构成集合K’＝{k1’,k2’,k3’,,…km’}。dn为当前日期，dki为点播记录ki’对应的点播日期，dn-dki单位为天。
步骤302：采用TOP-N策略选取评分靠前的N个户外健身项目生成表单，供用户选择。其中，N为预设表单项目数。
步骤303：系统根据预约量对项目进行排序，生成户外健身活动内容表单，将结果推送至广电OTT的PROTRAL页面展示，也可通过手机短信、微信公众号等的方式通知用户。
进一步的，如果表单中没有用户期望的户外健身项目，用户可通过户外健身项目搜索功能、或分类菜单预约期望的户外健身项目。
通过步骤301-步骤303，即完成了用户预约、项目排序、表单生成和表单呈现的过程，为用户提供了符合期望的待选播放项目。
实施例4：
体育运动的效益与运动负荷(运动强度、运动量度)密切相关，运动强度是决定运动负荷的主要因素之一，适宜的运动强度能有效地促进身体机能的提高，增强体质。如果运动强度过大，超过身体的承受能力，反会使身体机能减退，甚至损害身体健康，如果运动强度过小，锻炼效绩会受到影响。
户外健身项目多数属于有氧运动范畴，在有氧运动中，保持科学的运动强度，并延续一定的时间，积累一定量的运动负荷，可获得较为理想的锻炼效果。常用的运动强度测试方法有：心率测试、能量消耗测试、代谢当量测试、主观疲劳度量表等。其中心率测试采用心率作为测试指标，心率作为人体生理生化的重要指标，是计算运动负荷与身体状况的重要数据，对合理安排运动负荷有着重要的意义，最低心率、最高心率、平均心率、最大心率百分比和恢复心率、运动时间等指标可有效评价有氧运动负荷，在此基础上可以合理安排运动方式。同时，心率数据可以方便的通过手环等可佩戴设备进行数据获取。因此，在本实施例中，使用心率值作为主要的健康数据指标，通过心率测试对运动状况进行评价。
现有的包括手环在内的运动监控与评价装备存在两个问题：一是缺乏广场舞等新兴的专项健身活动监控与评价的指标缺乏科学性；二是健身评价结果的查看缺少便利性，不利于信息化认知能力较差的用户群体操作。
鉴于此，基于实施例2中提供的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，在具体实施中，可以使用本实施例提供的方法实现步骤104中根据健康数据反馈健身指导信息和提供播放项目的点播建议的功能。
如图6所示，在客户端控制装置3中搭载的系统为广电OTT的场景中，可以通过以下步骤获取运动指导信息。
步骤401：用户佩戴健康数据收集装置2参与户外健身锻炼，锻炼过程中健康数据收集装置2发送至广电OTT。
步骤402：广电OTT中相应的APP发送用户终端的唯一识别码至服务器端装置4。
步骤403：服务器端装置4根据用户终端的唯一识别码加载用户基础信息，以及本次健身时采集到的的心率指标等健康数据。
步骤404：服务器端装置4根据用户基础信息和健康数据进行户外健身运动绩效综合测量与评价，生产健身指导信息。
步骤405：广电OTT中相应的APP加载健身指导信息。
经过步骤401-步骤405，可以完成用户健康数据的收集，并进行健身指导信息的生成和反馈。进一步的，每次可以仅进行指定的某一个或多个用户的健身指导信息生成，也可以对连接同一个客户端控制装置3的多个用户或所有用户进行健身指导信息的综合评价。
在具体实施中，步骤404中户外健身运动绩效综合测量与评价，可以包括以下维度中的一个或多个。以下提供健康数据收集装置2为zigbee手环、客户端控制装置3使用的系统为广电OTT的场景中进行户外健身运动绩效综合测量与评价的过程实例。使用其他设备和系统的场景中，可以根据实际情况参考以下步骤进行调整。
(一)心率数据采集
如图7所示，可以使用以下步骤进行心率数据采集。
步骤501：zigbee手环采用透射型光电传感器获取心率数据，转换为zigbee协议格式数据信号，由zigbee天线传输至广电OTT的OTT zigbee网关。
步骤502：广电OTT中相应的常驻应用程序将zigbee协议格式数据转换为以太网格式数据，经以5G信号收发模块和/或PON进入模块将信号发送至服务器端装置4。
步骤503：服务器端装置4对数据进行规范化处理并使用数据存储设备进行心率数据的存储。
具体的，各设备的执行步骤序列图如图8所示。
(二)靶心率监控
靶心率是指通过有氧运动提高心血管循环系统的机能时有效而安全的运动心率，它是判断有氧运动科学性的重要依据。如图9所示，为进行靶心率监控时的步骤序列图。
广电OTT中搭载的TVOS android APP定期调用前端应用服务器REST API，发送健康数据收集装置2的唯一识别码。在具体使用中，为了保障采样频率，提高计算准确度，发送的时间间隔单位为10秒之内。
服务器端装置4以当前时间为基准，通过健康数据收集装置2的唯一识别码检索前N秒采集到的用户心率、性别、年龄数据信息，并生成所有用户的健康信息数组，再根据数组中的数据进行靶心率计算。
首先，采用Tanaka公式计算男性最大心率，如公式3所示；采用Gulati公式计算女性最大心率，如公式4所示。
HRmax＝206.9-(0.67x年龄)(公式3)
HRmax＝206-(0.88x年龄)(公式4)
其中，HRmax为数组内每个用户最大心率。
获得用户的最大心率后，再根据公式5计算每个用户的平均心率是否在正常值的取值区间之内。本实施中，靶心率正常范围取值区间为：HRmax×55％≤THR≤HRmax×80％。
Figure BDA0002992819550000191
其中，HRavg为N秒时间段内的平均心率；ThrTag为靶心率正常标识，其中，0表示靶心率处于正常心率范围之内，1表示靶心率小于正常心率范围，2表示靶心率远超过正常心率范围。
服务器端装置4选择ThrTag≠0的用户，将靶心率计算结果提示、用户姓名、编号等信息发送至TVOS OTT承载的android APP中，或发送至用户佩戴的健康数据收集装置2中，或通过短信、微信等方式推送给用户，并给予相应的运动建议，也可以在用户身体状态不适合运动时向用户或系统发出报警提示。
进一步的，也可以通过播放装置1进行健康信息提示，TVOS OTT承载的androidAPP调用TVOS应用框架层中的数字电视播控组件相关接口，在TV屏幕区域弹出延时提示框。具体的，当靶心率小于正常心率范围时，给出包含画面、激励音频的提示；靶心率超出正常心率范围时，给出降低运动强度、建议休息的提示。
(三)运动强度的测量
本实施例中，还可以依据用户单次参与户外健身活动采集到的心率数据测量运动强度HRmax％，运动强度HRmax％计算方式如公式6所示。
Figure BDA0002992819550000192
运动强度分级指标的制定参考了美国运动医学会的运动强度指导方针，并映射了代谢当量测试级别。具体的分级评价标准如表1所示。
Figure BDA0002992819550000193
Figure BDA0002992819550000201
表1
(四)有氧能力/健康度的测量与评价
有氧能力又称为心肺耐力或心肺功能，2016年被医学界认定为第五大生命体征，有氧能力可以反映人体的整体健康水平(健康度)。运动后心脏恢复率(heart recoveryrate，简写为HRA)是有效的有氧能力测量标准。
本实施例中采用公式7计算心脏恢复率HRA。
Figure BDA0002992819550000202
进一步的，可以根据表2对用户有氧能力/健康度进行量化评级。
Figure BDA0002992819550000203
表2
(五)运动量度的评价
本实施例中，采用的运动量度评价准则是：每次完成25分钟以上、每周运动总量大于等于5天、即每周150分钟的有氧运动，可有效改善有氧能力、促进心血管功能健康。
(六)户外健身效绩的综合评价
运动综合效绩的评价依据运动强度、运动时间、有氧能力/健康度展开根据综合评价结果生产健身指导信息。
如图10所示，进行户外健身效绩的综合评价的步骤如下。
步骤601：加载用户健康数据，计算运动时长。
步骤602：判断用户的运动时长是否大于设定值。若大于设定值，转步骤603；若小于设定值，转步骤606。
步骤603：对比用户的平均心率与运动强度心率量表。
步骤604：判断用户的心率是否位于中等运动强度区间。若位于中等运动强度区间，转步骤605；若不位于中等运动强度区间，转步骤606。
步骤605：对用户的有氧能力和健康度进行评级。
步骤606：根据评价结果和运动指导信息。
在具体实施中评价结果可以包括以下项目：运动强度评价结果、运动量度评价结果、健康度评级、健身项目建议、注意事项、免责声明等信息。
在本实施例中，运动时长的评价标准为：用户每次完成30分钟以上有氧运动，每周运动总量≥5天。该时长可确保用户有效改善有氧能力、增强心血管功能。
进一步的，进行健身项目建议时，是将用户的评价结果，对比如表3所示的《广场舞运动强度量表》，或对比其它健身项目的理论运动强度，选择适合强度的健身项目进行推荐。
Figure BDA0002992819550000211
表3
在具体实施中，可以根据图11所示的架构对健康指导信息生成子模块的软件系统进行设计。该架构采用了面向服务的分层架构，核心功能组件采用了基于规则的架构风格，具有良好的扩展性、可维护性，便于针对不同的健身场景和用户类型进行不同健康数据的评价，或不同形式的反馈。
使用本实施例提供的方式，可以对用户的健身状况进行综合评价，为用户提供科学的健康指导信息和相应的健身项目推荐。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种户外健身的音视频播放和健身指导的系统，其特征在于，包括播放装置(1)、健康数据收集装置(2)、客户端控制装置(3)和服务器端装置(4)，具体的：
播放装置(1)包括视频播放装置和/或定向音频播放装置，播放装置(1)与客户端控制装置(3)连接，在客户端控制装置(3)的控制下进行视频和/或音频播放；
健康数据收集装置(2)由用户携带，采集用户健康数据，并通过无线网络端口将用户数据发送至客户端控制装置(3)；
客户端控制装置(3)搭载广电TVOS系统，通过广电城域骨干网与服务器端装置(4)进行数据交互；
服务器端装置(4)通过广电城域骨干网与客户端控制装置(3)连接，接收客户端控制装置(3)发送的用户数据，根据用户数据生成播放列表和指导信息，并发送至客户端控制装置(3)。
2.根据权利要求1所述的户外健身的音视频播放和健身指导的系统，其特征在于，具体包括：客户端控制装置(3)通过5G信号收发模块和/或PON进入模块与广电城域骨干网连接。
3.根据权利要求1所述的户外健身的音视频播放和健身指导的系统，其特征在于，所述通过无线网络端口将用户数据发送至客户端控制装置(3)，具体包括：无线网络端口为zigbee端口、4G/5G端口、蓝牙端口和红外端口中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的户外健身的音视频播放和健身指导的系统，其特征在于，具体包括：所述客户端控制装置(3)和所述服务器端装置(4)分别包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，完成相应的音视频播放控制和管理功能。
5.一种户外健身的音视频播放和健身指导的方法，其特征在于：
在进行健身的户外场所安装权利要求1-4中任一项提供的户外公众健身音视频播放和健身指导的系统中的播放装置(1)和客户端控制装置(3)，并为每个用户配置一个健康数据收集装置(2)；
根据历史点播记录生成表单，并推送给用户；
获取用户在表单中点播的播放项目，对播放项目的音频和/或视频进行播放；
在播放项目进行播放期间，获取健身人员的健康数据；
根据健康数据反馈健身指导信息，并提供播放项目的建议。
6.根据权利要求5所述的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，其特征在于，所述根据历史点播记录生成表单，具体包括：
获取预设时间段内的历史点播记录；
根据预设时间段内的播放时长和点播日期为每个播放项目评分；
根据播放项目的评分对播放项目排序；
按照预设表单项目数，按照评分从高到低的顺序将相应数量的播放项目生成表单。
7.根据权利要求6所述的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，其特征在于，所述根据播放项目的评分对播放项目排序，具体包括：使用协同过滤、矩阵分解、聚类或深度学习的方法进行排序。
8.根据权利要求5所述的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，其特征在于，所述根据健康数据反馈健身指导信息，具体包括：
获取用户健康数据，根据用户健康数据进行运动负荷分析，将运动负荷分析的结果作为健身指导信息进行反馈。
9.根据权利要求5所述的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，其特征在于，所述根据健康数据反馈健身指导信息，还包括：通过播放装置(1)和/或健康数据收集装置(2)，提供音频和/或视频形式的健身指导信息提示。
10.根据权利要求5所述的户外健身的音视频播放和健身指导的方法，其特征在于，所述提供播放项目的建议，具体包括：
根据健身指导信息、运动时间和健康度中的一项或多项，根据预设规则查找播放项目，将查找到的播放项目作为点播建议。
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