CN113332662B - 一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机存储介质，与现有技术的辅助系统相比较，本发明的所述辅助系统针对使用者的阻抗拉伸实现相应康复训练的训练装置、对使用者体型特征进行识别进一步调节自身结构的适应调节模块、根据使用者的训练强度选择对应生成所述康复模块的相应变化的强度驱动模块和对使用者辅助训练过程进行训练施力区域监测的施力监测模块。本发明通过对所述使用者的体型进行自动识别进行所述训练装置结构的自动适应调整，同时通过对所述使用者康复训练过程的训练动作进行监测并进行有效指导以提高使用者康复训练的有效性。

Description

一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及一种医疗康复辅助技术领域，尤其涉及一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机存储介质。

背景技术

患者手术在之后通过康复训练有效防止问题恶化和并发症的发生，从而达到最佳的恢复效果，在康复医学当中，一般存在三种形式的预防策略。第一种预防策略，是在未发生病症之前采取一定的康复措施，针对风险较高的问题进行筛查和评定，找到问题的根源及时解决，将小小的问题扼杀在摇篮里，组织它的进一步发展。第二种预防策略，是在病情刚刚出现时就及时发现根源，即早发现、早诊断、早治疗，尽可能阻止病情的发展，并运用一些治疗方式缓解症状。第三种预防策略，是在已经发生病情、或是刚进行完手术之后，防止自身问题的进一步恶化和并发症的产生，进行功能的重塑。康复训练的目的也是一样，运用三级预防的思维，治疗师们通过筛查评估风险确定出问题的根源，使用各种训练方式将发现的问题在还没有发生之前就逐一解决，从而达到事半功倍的良好疗效以远离各种损伤的风险。

本实验团队长期针对康复训练装置和进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源进行大量相关实验训练，并经过大量实验者的体验反馈康复效果明显，经过大量检索发现存在的现有技术如US08088053B2、US08968220B2、KR100793392B1和CN103584992B，如现有技术的一种悬吊康复训练系统，包括架体，所述架体具有滑轨，所述滑轨上设置有至少两组悬吊装置，所述悬吊装置能够在所述滑轨上移动并能够固定在所述滑轨上，所述悬吊装置包括骨架，所述骨架具有两个手柄及两个通孔，所述通孔内容置有吊绳，所述吊绳一端设有挂钩，另一端呈自由状，所述通孔内设有锁绳器以固定吊绳，所述吊绳连接振颤装置以使所述吊绳振颤。但是现有技术的辅助系统智能化水平低，不能根据使用者的情况对装置的工作进行适应性自动调整，同时，现有技术对使用者的康复锻炼的康复效果不明显。

为了解决本领域普遍存在智能化水平低；辅助系统不能根据使用者的情况自动调整康复训练装置的锻炼强度，不适合不同况使用者使用；辅助装置强度太高容易增加使用者的身体负荷等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术所存在的不足，提出了一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机存储介质。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

可选的，一种智能控制的康复训练辅助系统，其特征在于，所述辅助系统包括针对使用者的肢体进行相应强度的阻力拉伸以实现康复训练的训练装置、对使用者体型特征进行识别分析进一步调节所述训练装置的结构以适用于相应体型的所述使用者使用的适应调节模块、根据所述使用者的训练强度选择对应驱动所述训练装置进行相应训练强度调节变化的强度驱动模块和对使用者的康复训练过程进行身体相应训练运动施力的区域监测的施力监测模块，其中，所述训练装置包括固定座垫、固定于地面的底座、设置于所述固定坐垫后端对人体背部进行支持的靠板、从所述底座朝上端延伸设置且所述靠板与其其中一侧面滑动配合设置的固定梁、配合设置于所述靠板两侧且对使用者的腰部进行固定保护的固定板、其升降运动方向的两端分别与所述底座上端和所述固定坐垫底端固定连接的升降装置、其中一端固定设置于所述靠板顶端进一步所述升降装置的上升进行相应限制的顶板、设置于所述固定板上且对所述固定坐垫的面积进行补充的调节单元、与人体腿部至少部分区域进行贴合固定的支持板、对称设置于所述靠板用于使用者手臂肌肉训练的阻力单元和将所述支持板与底座进行活动连接的阻力带。

可选的，所述适应调节模块包括通过相应固定支架设置于所述训练装置对预定距离范围内的所述使用者的人体图像信息进行拍摄的人像获取单元和对所获得的所述人体图像进行分析处理获得所述使用者的身体特征参数进一步生成相应的驱动指令至所述训练装置进行其结构变化的指令生成单元。

可选的，所述强度驱动模块包括对所述阻力单元的张开范围进行限制的限位单元、内嵌设置于所述底座内部且对所述阻力带长度进行收放驱动进一步实现所述使用者腿部对所述支持板的驱动阻力变化的调整单元、接收所述使用者的训练强度信息的强度生成单元和生成与所述强度信息相匹配的驱动指令至所述限位单元和调整单元的驱动单元。

可选的，所述调节单元包括设置于所述底座的电伸缩杆、通过固定设置于所述电伸缩杆上方且与所述坐垫侧端边缘进行卡接配合的配合板、设置于所述配合板上方进行异物监测的监测单元和设置于所述调节装置上用于显示所述训练装置的工作状态的显示屏，且所述配合板包括若干配合设置的单元板块，每个所述单元板块由至少两个电伸缩杆驱动配合设置。

可选的，所述施力监测模块包括均匀敷设于所述固定坐垫、固定板和靠板上的压力传感器、对所述压力传感器的压力值信息进行接收进一步生成所述使用者在训练过程中的身体施力情况的监测单元和根据预设发力分布模型进一步生成所述使用者的发力指导信息的指导单元。

可选的，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的开口结构的凹槽滑道、配合设置于所述滑道内的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述固定板对应所述移动板的位移方向上的其中一端与所述卷扬装置相对的距离位置进行监控的位移传感器。

本发明又一方面提供了一种适用于训练辅助系统的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序，所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现任一项所述训练辅助系统的控制方法和数据处理的步骤。

本发明所取得的有益效果是：

1.根据使用者自身情况进行相应强度的康复训练指导生成，有效避免使用者的肌肉拉损。

2.通过对使用者的体型参数基于所述使用者的不同角度的全身图像进行对应体型参数的预测估计进一步自动调节所述训练装置的结构以适用于所述使用者的体型，进而智能化高同时有效提高进行康复训练的使用者的范围。

3.智能化程度高，有效为使用者提供修护锻炼。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的康复训练辅助系统的模块化示意图。

图2为本发明的指令生成单元的流程示意图。

图3为本发明的计算单元的流程示意图。

图4为本发明的训练装置的结构示意图。

图5为本发明的调整单元的结构示意图。

附图标号说明：1-顶板；2-靠板；3-固定板；4-固定座垫；5-升降装置；6-单元板块；7-电伸缩杆；8-底座；9-卷扬装置；10-移动板块；11-直线驱动机构。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，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于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一：

本实施例构造了根据使用者需求进行训练装置的训练强度调节的训练辅助系统；

一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机储存介质，其中所述辅助系统包括针对使用者的肢体进行相应强度的阻力拉伸以实现康复训练的训练装置、对使用者体型特征进行识别分析进一步调节所述训练装置的结构以适用于相应体型的所述使用者使用的适应调节模块、根据所述使用者的训练强度选择对应驱动所述训练装置进行相应训练强度调节变化的强度驱动模块和对使用者的康复训练过程进行身体相应训练运动施力的区域监测的施力监测模块，所述训练装置包括固定座垫、固定于地面的底座、设置于所述固定坐垫后端对人体背部进行支持的靠板、从所述底座朝上端延伸设置且所述靠板与其其中一侧面滑动配合设置的固定梁、配合设置于所述靠板两侧且对使用者的腰部进行固定保护的固定板、其升降运动方向的两端分别与所述底座上端和所述固定坐垫底端固定连接的升降装置、其中一端固定设置于所述靠板顶端进一步所述升降装置的上升进行相应限制的顶板、设置于所述固定板上且对所述固定坐垫的面积进行补充的调节单元、与人体腿部至少部分区域进行贴合固定的支持板、对称设置于所述靠板用于使用者手臂肌肉训练的阻力单元和将所述支持板与底座进行活动连接的阻力带，所述适应调节模块包括通过相应固定支架设置于所述训练装置对预定距离范围内的所述使用者的人体图像信息进行拍摄的人像获取单元和对所获得的所述人体图像进行分析处理获得所述使用者的身体特征参数进一步生成相应的驱动指令至所述训练装置进行其结构变化的指令生成单元，所述强度驱动模块包括对所述阻力单元的张开范围进行限制的限位单元、内嵌设置于所述底座内部且对所述阻力带长度进行收放驱动进一步实现所述使用者腿部对所述支持板的驱动阻力变化的调整单元、接收所述使用者的训练强度信息的强度生成单元和生成与所述强度信息相匹配的驱动指令至所述限位单元和调整单元的驱动单元，所述调节单元包括设置于所述底座的电伸缩杆、通过固定设置于所述电伸缩杆上方且与所述坐垫侧端边缘进行卡接配合的配合板、设置于所述配合板上方进行异物监测的监测单元和设置于所述调节装置上用于显示所述训练装置的工作状态的显示屏，且所述配合板包括若干配合设置的单元板块，每个所述单元板块由至少两个电伸缩杆驱动配合设置，所述施力监测模块包括均匀敷设于所述固定坐垫、固定板和靠板上的压力传感器、对所述压力传感器的压力值信息进行接收进一步生成所述使用者在训练过程中的身体施力情况的监测单元和根据预设发力分布模型进一步生成所述使用者的发力指导信息的指导单元，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的开口结构的凹槽滑道、配合设置于所述滑道内的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述固定板对应所述移动板的位移方向上的其中一端与所述卷扬装置相对的距离位置进行监控的位移传感器，本发明又一方面提供了一种适用于训练辅助系统的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序，所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现任一项所述训练辅助系统的控制方法和数据处理的步骤；

所述阻力单元包括分别对称设置于所述靠板两侧的拉伸臂和分别内嵌设置于所述靠板内且分别将所述拉伸臂相对所述靠板以预定角度进行固定的扭转弹簧，所述使用者通过手臂驱动所述拉伸臂朝两端移动进而在所述扭转弹簧的阻力下实现手臂的拉伸康复训练，所述监测单元为对预设距离内的障碍物进行监测的光电传感器，在所述伸缩电杆进行上升运动同时所述监测单元检测到单元板块上方预设范围内有异物进而反馈至相应控制端并由所述控制端进一步控制所述伸缩电杆停止运动，所述限位单位为设置于所述底座且分别对称设置于所述座垫两侧的两个固定杆的固定杆组、通过焊接分别固定设置于每个所述固定杆上端的伸缩装置、分别铰接固定于每个所述伸缩装置顶部的旋转座和分别固定设置于每个所述旋转座的挡板，其中所述伸缩装置与所述升降装置同步配合运动且所述旋转座驱动所述挡板进行相应角度转动进一步实现对所述阻力单元的位移范围进行限制进一步控制所述使用者的手臂康复训练强度；

由于使用者的身高不同情况下使用所述训练装置时对应的所述阻力带对所述固定板的牵扯拉伸对应产生不同形变以造成所述训练装置的相应训练强度针对不同体型的所述使用者的真实训练强度存在明显误差，本发明通过所述调整单元有效解决所述误差以提高所述训练装置针对不同体型使用者对应的训练强度的标准性，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的凹槽滑道、内嵌设置于所述滑道的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、固定设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述卷扬装置与所述固定板前端的相对位置距离进行监控的位移传感器，其中，所述使用者坐于所述训练装置上相应前方位置对应的所述固定板的一侧沿为所述固定板的前端，其中所述阻力带围绕设置于所述卷扬装置上且由所述卷扬装置控制其收放长度进一步调节所述使用者对所述支持板的驱动阻力大小，本发明通过所述直线驱动机构驱动所述卷扬装置相对所述坐垫进行位置调节以自动适应不同体型的使用者的训练，进而有效提高所述训练装置的相应强度的训练适用于不同体型的所述使用者的标准性，进而有效对不同体型参数的使用者进行相应强度的精准训练；

其中所述辅助系统还包括由本领域技术人员经过大量重复实验训练获得的所述训练装置的相应训练强度对应相匹配的所述调节单元对所述挡板转动对应驱动角度和所述卷扬装置对所述阻力带的基本释放长度LL的对应数据信息的强度指令模型，所述驱动单元接收所述强度生成单元的对应强度信息进一步通过所述强度指令模型获得对应的所述调节单元的驱动指令和所述阻力带的基本释放长度LL的数据信息。

实施例二：

本实施例构造了一种具有对使用者体型进行自动识别进一步自适应调节自适结构的训练辅助系统；

一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机储存介质，其中所述辅助系统包括针对使用者的肢体进行相应强度的阻力拉伸以实现康复训练的训练装置、对使用者体型特征进行识别分析进一步调节所述训练装置的结构以适用于相应体型的所述使用者使用的适应调节模块、根据所述使用者的训练强度选择对应驱动所述训练装置进行相应训练强度调节变化的强度驱动模块和对使用者的康复训练过程进行身体相应训练运动施力的区域监测的施力监测模块，所述训练装置包括固定座垫、固定于地面的底座、设置于所述固定坐垫后端对人体背部进行支持的靠板、从所述底座朝上端延伸设置且所述靠板与其其中一侧面滑动配合设置的固定梁、配合设置于所述靠板两侧且对使用者的腰部进行固定保护的固定板、其升降运动方向的两端分别与所述底座上端和所述固定坐垫底端固定连接的升降装置、其中一端固定设置于所述靠板顶端进一步所述升降装置的上升进行相应限制的顶板、设置于所述固定板上且对所述固定坐垫的面积进行补充的调节单元、与人体腿部至少部分区域进行贴合固定的支持板、对称设置于所述靠板用于使用者手臂肌肉训练的阻力单元和将所述支持板与底座进行活动连接的阻力带，所述适应调节模块包括通过相应固定支架设置于所述训练装置对预定距离范围内的所述使用者的人体图像信息进行拍摄的人像获取单元和对所获得的所述人体图像进行分析处理获得所述使用者的身体特征参数进一步生成相应的驱动指令至所述训练装置进行其结构变化的指令生成单元，所述强度驱动模块包括对所述阻力单元的张开范围进行限制的限位单元、内嵌设置于所述底座内部且对所述阻力带长度进行收放驱动进一步实现所述使用者腿部对所述支持板的驱动阻力变化的调整单元、接收所述使用者的训练强度信息的强度生成单元和生成与所述强度信息相匹配的驱动指令至所述限位单元和调整单元的驱动单元，所述调节单元包括设置于所述底座的电伸缩杆、通过固定设置于所述电伸缩杆上方且与所述坐垫侧端边缘进行卡接配合的配合板、设置于所述配合板上方进行异物监测的监测单元和设置于所述调节装置上用于显示所述训练装置的工作状态的显示屏，且所述配合板包括若干配合设置的单元板块，每个所述单元板块由至少两个电伸缩杆驱动配合设置，所述施力监测模块包括均匀敷设于所述固定坐垫、固定板和靠板上的压力传感器、对所述压力传感器的压力值信息进行接收进一步生成所述使用者在训练过程中的身体施力情况的监测单元和根据预设发力分布模型进一步生成所述使用者的发力指导信息的指导单元，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的开口结构的凹槽滑道、配合设置于所述滑道内的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述固定板对应所述移动板的位移方向上的其中一端与所述卷扬装置相对的距离位置进行监控的位移传感器，本发明又一方面提供了一种适用于训练辅助系统的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序，所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现任一项所述训练辅助系统的控制方法和数据处理的步骤；

所述阻力单元包括分别对称设置于所述靠板两侧的拉伸臂和分别内嵌设置于所述靠板内且分别将所述拉伸臂相对所述靠板以预定角度进行固定的扭转弹簧，所述使用者通过手臂驱动所述拉伸臂朝两端移动进而在所述扭转弹簧的阻力下实现手臂的拉伸康复训练，所述监测单元为对预设距离内的障碍物进行监测的光电传感器，在所述伸缩电杆进行上升运动同时所述监测单元检测到单元板块上方预设范围内有异物进而反馈至相应控制端并由所述控制端进一步控制所述伸缩电杆停止运动，所述限位单位为设置于所述底座且分别对称设置于所述座垫两侧的两个固定杆的固定杆组、通过焊接分别固定设置于每个所述固定杆上端的伸缩装置、分别铰接固定于每个所述伸缩装置顶部的旋转座和分别固定设置于每个所述旋转座的挡板，其中所述伸缩装置与所述升降装置同步配合运动且所述旋转座驱动所述挡板进行相应角度转动进一步实现对所述阻力单元的位移范围进行限制进一步控制所述使用者的手臂康复训练强度；

由于使用者的身高不同情况下使用所述训练装置时对应的所述阻力带对所述固定板的牵扯拉伸对应产生不同形变以造成所述训练装置的相应训练强度针对不同体型的所述使用者的真实训练强度存在明显误差，本发明通过所述调整单元有效解决所述误差以提高所述训练装置针对不同体型使用者对应的训练强度的标准性，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的凹槽滑道、内嵌设置于所述滑道的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、固定设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述卷扬装置与所述固定板前端的相对位置距离进行监控的位移传感器，其中，所述使用者坐于所述训练装置上相应前方位置对应的所述固定板的一侧沿为所述固定板的前端，其中所述阻力带围绕设置于所述卷扬装置上且由所述卷扬装置控制其收放长度进一步调节所述使用者对所述支持板的驱动阻力大小，本发明通过所述直线驱动机构驱动所述卷扬装置相对所述坐垫进行位置调节以自动适应不同体型的使用者的训练，进而有效提高所述训练装置的相应强度的训练适用于不同体型的所述使用者的标准性，进而有效对不同体型参数的使用者进行相应强度的精准训练；

其中所述辅助系统还包括由本领域技术人员经过大量重复实验训练获得的所述训练装置的相应训练强度对应相匹配的所述调节单元对所述挡板转动对应驱动角度和所述卷扬装置对所述阻力带的基本释放长度LL的对应数据信息的强度指令模型，所述驱动单元接收所述强度生成单元的对应强度信息进一步通过所述强度指令模型获得对应的所述调节单元的驱动指令和所述阻力带的基本释放长度LL的数据信息；

所述获取单元包括对所述使用者进行全身人体图像信息获得的至少两个摄像装置，所述训练装置预设距离前方地面通过标记划线设置有使用者进行图像拍摄的站立区，使用者通过在所述站立区的预定位置内进行人体图像拍摄，所述至少两个摄像装置分别对使用者的不同角度进行预设规格的图像获取，所述指令生成单元包括步骤：

步骤101：对同一所述站立区进行拍摄工作的所述摄像装置所获取的所述人体图像信息进行收集，并通过预设图像分割算法对所述人体图像信息的全部图像进行人体轮廓识别，进一步将拍摄获得的图像对应的所述轮廓与至少两个不同角度的预设标准姿势的匹配度最高的至少两个图像作为参考图像进行获取，

其中，所述预设标准姿势为由本领域技术人员根据获得的使用者在所述站立区通过预设标准姿势进行相应多个角度拍摄所获得的对应每个角度的标准人体姿势轮廓，且同一所述获取单元内的每个所述摄像装置对应获取的相应角度的所述标准人体姿势轮廓形成相应的姿势模型；

步骤102：对所有所述参考图像基于人体重识别算法处理和/或三维重建算法处理进行三维重建进一步获得所述使用者的三维结构的体型模型，并根据预设规格生成所述体型模型三维坐标系；

步骤103：基于所述体型模型的三维坐标系信息获得所述使用者身体小腿长度La、身高、臀围和腿围的体型数据信息，进一步根据获得所述训练装置对应结构的驱动变化参数：

其中，所述升降装置的升降高度dr(L)：dr(L)＝La-tl，其tl为所述固定坐垫的目前高度，且所述目前高度通过设置于所述固定坐垫的高度传感器获得，

所述调整单元驱动所述卷扬装置朝所述固定板前端的移动距离S(L)：S(L)＝La·m^c1-L*，其中m为与所述小腿长度相关的矫正系数，c1为m的优先级相关参数，L*所述调整单元与所述固定板前端的目前距离，L*由所述位移传感器获得，

所述卷扬装置对所述阻力带的释放长度为HL：

其中drH为由本领域技术人员预先设置的参考身高值，μ为与所述使用者身高相关的阻力带长度修正系数，ω为所述长度修正系数的优先级参数，

步骤104：根据对所述三维模型通过计算单元进行数据处理进一步获取所述使用者的预测相对体重值G；

步骤105：根据预设坐垫宽度与臀围的关联匹配模型驱动相应数量的所述配合板至与所述坐垫两侧配合补充以自动适应于相应体型的所述使用者；

步骤106：在完成上述步骤101-105后，通过所述显示屏进行相应信息显示以提醒所述使用者进行所述训练装置自动调节完毕，以供使用；

其中c1、m、μ和ω分别由本邻域技术人员经过大量重复实验训练获得，在此不再赘述；

进一步，所述计算单元步骤如下：

步骤201：通过所述使用者三维模型对应人体正面和侧面角度进步预定规格的图像截取进一步获得所述使用者的人体正面截图和侧面截图，

步骤202：分别对所述正面截图和侧面截图进行边缘化处理，获得相应呈闭合边缘线的人体正面体型图像和侧面体型图像，

步骤203：将所述三维模型以所述人体身高为目标进行d个单元区域划分，且每个所述单元区域的高度为p，全部所述单元区域的总高度数值等于人体身高数值，同时所述正面截图对应的单元区域面积表示为Sdp，所述侧面截图对应的单元区域的宽度表示为Lfp且长度为p，

步骤204：分别获取所述正面体型图像区域内对应单元区域的像素点个数，且所述正面体型图像对应第d个单元区域的像素点个数为i(d)，同时所述正面体型图像对应第d个单元区域的面积表示为Sdp(d)，

步骤205：分别获取所述侧面体型图像区域内对应单元区域的像素点个数，且所述侧面体型图像对应第d个单元区域的像素点个数为k(d)，同时所述侧面体型图像对应第d个单元区域的宽度表示为Lfp(d)，

步骤206：进一步计算处理：

其中，s*为所述正面截图和侧面截图的单元像素点对应的面积大小，α为人体图像成像时的放大率，即人体成像到所述人体图像时放大了α倍，θ为与像素点个数相关的修正系数，τ为所述像素点个数相关修正系数的优先级相关参数，γ为与p相关的宽度修正系数，δ为所述宽度修正系数的优先级相关参数，i(d)和k(d)由本领域技术人员预先设置的相关软件计算统计程序获得，γ、δ、θ和τ由本邻域技术人员经过大量重复实验训练获得，在此不再赘述；

步骤S107：进一步计算获得所述使用者的预测相对体重值G：

其中，pv为由本领域实验人员经过大量实验分析获得的人体相对密度值，在此不再赘述。

实施例三：

本实施例构造了对使用者的康复训练过程进行相应康复动作标准监测的训练辅助系统；

一种智能控制的康复训练辅助系统及计算机储存介质，其中所述辅助系统包括针对使用者的肢体进行相应强度的阻力拉伸以实现康复训练的训练装置、对使用者体型特征进行识别分析进一步调节所述训练装置的结构以适用于相应体型的所述使用者使用的适应调节模块、根据所述使用者的训练强度选择对应驱动所述训练装置进行相应训练强度调节变化的强度驱动模块和对使用者的康复训练过程进行身体相应训练运动施力的区域监测的施力监测模块，所述训练装置包括固定座垫、固定于地面的底座、设置于所述固定坐垫后端对人体背部进行支持的靠板、从所述底座朝上端延伸设置且所述靠板与其其中一侧面滑动配合设置的固定梁、配合设置于所述靠板两侧且对使用者的腰部进行固定保护的固定板、其升降运动方向的两端分别与所述底座上端和所述固定坐垫底端固定连接的升降装置、其中一端固定设置于所述靠板顶端进一步所述升降装置的上升进行相应限制的顶板、设置于所述固定板上且对所述固定坐垫的面积进行补充的调节单元、与人体腿部至少部分区域进行贴合固定的支持板、对称设置于所述靠板用于使用者手臂肌肉训练的阻力单元和将所述支持板与底座进行活动连接的阻力带，所述适应调节模块包括通过相应固定支架设置于所述训练装置对预定距离范围内的所述使用者的人体图像信息进行拍摄的人像获取单元和对所获得的所述人体图像进行分析处理获得所述使用者的身体特征参数进一步生成相应的驱动指令至所述训练装置进行其结构变化的指令生成单元，所述强度驱动模块包括对所述阻力单元的张开范围进行限制的限位单元、内嵌设置于所述底座内部且对所述阻力带长度进行收放驱动进一步实现所述使用者腿部对所述支持板的驱动阻力变化的调整单元、接收所述使用者的训练强度信息的强度生成单元和生成与所述强度信息相匹配的驱动指令至所述限位单元和调整单元的驱动单元，所述调节单元包括设置于所述底座的电伸缩杆、通过固定设置于所述电伸缩杆上方且与所述坐垫侧端边缘进行卡接配合的配合板、设置于所述配合板上方进行异物监测的监测单元和设置于所述调节装置上用于显示所述训练装置的工作状态的显示屏，且所述配合板包括若干配合设置的单元板块，每个所述单元板块由至少两个电伸缩杆驱动配合设置，所述施力监测模块包括均匀敷设于所述固定坐垫、固定板和靠板上的压力传感器、对所述压力传感器的压力值信息进行接收进一步生成所述使用者在训练过程中的身体施力情况的监测单元和根据预设发力分布模型进一步生成所述使用者的发力指导信息的指导单元，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的开口结构的凹槽滑道、配合设置于所述滑道内的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述固定板对应所述移动板的位移方向上的其中一端与所述卷扬装置相对的距离位置进行监控的位移传感器，本发明又一方面提供了一种适用于训练辅助系统的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序，所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现任一项所述训练辅助系统的控制方法和数据处理的步骤；

所述阻力单元包括分别对称设置于所述靠板两侧的拉伸臂和分别内嵌设置于所述靠板内且分别将所述拉伸臂相对所述靠板以预定角度进行固定的扭转弹簧，所述使用者通过手臂驱动所述拉伸臂朝两端移动进而在所述扭转弹簧的阻力下实现手臂的拉伸康复训练，所述监测单元为对预设距离内的障碍物进行监测的光电传感器，在所述伸缩电杆进行上升运动同时所述监测单元检测到单元板块上方预设范围内有异物进而反馈至相应控制端并由所述控制端进一步控制所述伸缩电杆停止运动，所述限位单位为设置于所述底座且分别对称设置于所述座垫两侧的两个固定杆的固定杆组、通过焊接分别固定设置于每个所述固定杆上端的伸缩装置、分别铰接固定于每个所述伸缩装置顶部的旋转座和分别固定设置于每个所述旋转座的挡板，其中所述伸缩装置与所述升降装置同步配合运动且所述旋转座驱动所述挡板进行相应角度转动进一步实现对所述阻力单元的位移范围进行限制进一步控制所述使用者的手臂康复训练强度；

由于使用者的身高不同情况下使用所述训练装置时对应的所述阻力带对所述固定板的牵扯拉伸对应产生不同形变以造成所述训练装置的相应训练强度针对不同体型的所述使用者的真实训练强度存在明显误差，本发明通过所述调整单元有效解决所述误差以提高所述训练装置针对不同体型使用者对应的训练强度的标准性，所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的凹槽滑道、内嵌设置于所述滑道的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、固定设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述卷扬装置与所述固定板前端的相对位置距离进行监控的位移传感器，其中，所述使用者坐于所述训练装置上相应前方位置对应的所述固定板的一侧沿为所述固定板的前端，其中所述阻力带围绕设置于所述卷扬装置上且由所述卷扬装置控制其收放长度进一步调节所述使用者对所述支持板的驱动阻力大小，本发明通过所述直线驱动机构驱动所述卷扬装置相对所述坐垫进行位置调节以自动适应不同体型的使用者的训练，进而有效提高所述训练装置的相应强度的训练适用于不同体型的所述使用者的标准性，进而有效对不同体型参数的使用者进行相应强度的精准训练；

其中所述辅助系统还包括由本领域技术人员经过大量重复实验训练获得的所述训练装置的相应训练强度对应相匹配的所述调节单元对所述挡板转动对应驱动角度和所述卷扬装置对所述阻力带的基本释放长度LL的对应数据信息的强度指令模型，所述驱动单元接收所述强度生成单元的对应强度信息进一步通过所述强度指令模型获得对应的所述调节单元的驱动指令和所述阻力带的基本释放长度LL的数据信息；

所述获取单元包括对所述使用者进行全身人体图像信息获得的至少两个摄像装置，所述训练装置预设距离前方地面通过标记划线设置有使用者进行图像拍摄的站立区，使用者通过在所述站立区的预定位置内进行人体图像拍摄，所述至少两个摄像装置分别对使用者的不同角度进行预设规格的图像获取，所述指令生成单元包括步骤：

步骤101：对同一所述站立区进行拍摄工作的所述摄像装置所获取的所述人体图像信息进行收集，并通过预设图像分割算法对所述人体图像信息的全部图像进行人体轮廓识别，进一步将拍摄获得的图像对应的所述轮廓与至少两个不同角度的预设标准姿势的匹配度最高的至少两个图像作为参考图像进行获取，

其中，所述预设标准姿势为由本领域技术人员根据获得的使用者在所述站立区通过预设标准姿势进行相应多个角度拍摄所获得的对应每个角度的标准人体姿势轮廓，且同一所述获取单元内的每个所述摄像装置对应获取的相应角度的所述标准人体姿势轮廓形成相应的姿势模型；

步骤102：对所有所述参考图像基于人体重识别算法处理和/或三维重建算法处理进行三维重建进一步获得所述使用者的三维结构的体型模型，并根据预设规格生成所述体型模型三维坐标系；

步骤103：基于所述体型模型的三维坐标系信息获得所述使用者身体小腿长度La、身高、臀围和腿围的体型数据信息，进一步根据获得所述训练装置对应结构的驱动变化参数：

其中，所述升降装置的升降高度dr(L)：dr(L)＝La-tl，其tl为所述固定坐垫的目前高度，且所述目前高度通过设置于所述固定坐垫的高度传感器获得，

所述调整单元驱动所述卷扬装置朝所述固定板前端的移动距离S(L)：S(L)＝La·m^c1-L*，其中m为与所述小腿长度相关的矫正系数，c1为m的优先级相关参数，L*所述调整单元与所述固定板前端的目前距离，L*由所述位移传感器获得，

所述卷扬装置对所述阻力带的释放长度为HL：

其中drH为由本领域技术人员预先设置的参考身高值，μ为与所述使用者身高相关的阻力带长度修正系数，ω为所述长度修正系数的优先级参数，

步骤104：根据对所述三维模型通过计算单元进行数据处理进一步获取所述使用者的预测相对体重值G；

步骤105：根据预设坐垫宽度与臀围的关联匹配模型驱动相应数量的所述配合板至与所述坐垫两侧配合补充以自动适应于相应体型的所述使用者；

步骤106：在完成上述步骤101-105后，通过所述显示屏进行相应信息显示以提醒所述使用者进行所述训练装置自动调节完毕，以供使用；

其中c1、m、μ和ω分别由本邻域技术人员经过大量重复实验训练获得，在此不再赘述；

进一步，所述计算单元步骤如下：

步骤201：通过所述使用者三维模型对应人体正面和侧面角度进步预定规格的图像截取进一步获得所述使用者的人体正面截图和侧面截图，

步骤202：分别对所述正面截图和侧面截图进行边缘化处理，获得相应呈闭合边缘线的人体正面体型图像和侧面体型图像，

步骤203：将所述三维模型以所述人体身高为目标进行d个单元区域划分，且每个所述单元区域的高度为p，全部所述单元区域的总高度数值等于人体身高数值，同时所述正面截图对应的单元区域面积表示为Sdp，所述侧面截图对应的单元区域的宽度表示为Lfp且长度为p，

步骤204：分别获取所述正面体型图像区域内对应单元区域的像素点个数，且所述正面体型图像对应第d个单元区域的像素点个数为i(d)，同时所述正面体型图像对应第d个单元区域的面积表示为Sdp(d)，

步骤205：分别获取所述侧面体型图像区域内对应单元区域的像素点个数，且所述侧面体型图像对应第d个单元区域的像素点个数为k(d)，同时所述侧面体型图像对应第d个单元区域的宽度表示为Lfp(d)，

步骤206：进一步计算处理：

其中，s*为所述正面截图和侧面截图的单元像素点对应的面积大小，α为人体图像成像时的放大率，即人体成像到所述人体图像时放大了α倍，θ为与像素点个数相关的修正系数，τ为所述像素点个数相关修正系数的优先级相关参数，γ为与p相关的宽度修正系数，δ为所述宽度修正系数的优先级相关参数，i(d)和k(d)由本领域技术人员预先设置的相关软件计算统计程序获得，γ、δ、θ和τ由本邻域技术人员经过大量重复实验训练获得，在此不再赘述；

步骤S107：进一步计算获得所述使用者的预测相对体重值G：

其中，pv为由本领域实验人员经过大量实验分析获得的人体相对密度值，在此不再赘述；

所述施力监测模块通过矩阵分布于所述固定坐垫、固定板和靠板上的压力传感器、对所述压力传感器的压力值信息进行接收进一步生成所述使用者在训练过程中的发力情况的监测单元和根据预设发力分布模型进一步生成所述使用者的发力指导信息的指导单元，所述压力传感器为现有技术的柔性传感器；

针对使用者在进行局部康复训练过程中由于训练者对应的坐姿和身体核心发力区不正确造成训练副作用甚至造成脊椎损伤的现有问题，本发明根据获取所述训练者训练过程中对应身体施力点与对应区域的压力传感器所监测压力值的关联性，通过所述施力监测模块进行对所述使用者臀部、腰部和腿部区域通过相应的所述压力传感器进行训练过程的施力监测，进行对所述压力传感器的所述数据信息进行分析以获得所述使用者在训练过程中对应的运动姿势和核心施力位置的判断，其中所述固定坐垫上均匀敷设的压力传感器为坐姿监测组，所述固定板上均匀敷设的所述压力传感器为第一施力监测组，所述靠板上均匀敷设的所述压力传感器为第二施力监测组，所述监测单元包括处理步骤如下：

S301：分别根据所述固定坐垫、固定板和靠板上的压力传感器的分布情况对应匹配生成相应规格形状图像的监测模型，所述监测模型为包括与每个所述监测组分别关联且包括若干单元像素的模型图像，所述模型图像根据预设个数相邻的单元像素形成一组像素组，且对应监测组相应的监测模型内的像素组与所述对应监测组上工作的压力传感器数量相匹配，且每个所述监测组对应的所述监测模型内像素组分布情况与所述监测组内均匀分布的压力传感器进行相应位置匹配绑定进一步形成所述监测组对应的监测模型；

S302：分别接收所述坐姿监测组、第一施力监测组和第二施力监测组对应压力传感器的监测数值情况，并将通过所述监测组内的所述压力传感器的安装位置匹配至相应所述模型图像内的对应位置像素组进行相匹配灰度值显示进一步生成对比模型，其中，所述像素组内对应灰度值显示与所述像素组相匹配位置的压力传感器监测的数值大小呈反比，其中所述模型图像内对应所述像素组的灰度值GV为通过对应关联压力传感器的监测数值转换而成，灰度值GV∈(0,125，255)，且所述像素组相关联位置的压力传感器的监测值为PV*，同一所述像素组内对应显示的灰度值和相关联压力传感器的监测值关系为：

其中，maxgv为全部压力传感器中所监测的最大压力值；

S303：根据预设时间间隔作为监测周期对所有所述监测组分别进行对应压力传感器的压力监测值得获取，进而获得每个所述监测组的对比模型，并根据所述对比模型相应色素组的灰度值分布情况确定所述使用者在运动过程中的对应作用力分布情况且根据所述对比模型对应灰度值分布确定所述使用者的康复训练过程中的核心施力点，

S304：根据所述预设标准施力模型与所述对比模型的相应像素组的灰度值分布情况分别判断所述使用者训练过程中腰腹、腿部和坐姿的标准情况进一步生成所述使用者的训练动作评价结果；

其中所述预设标准施力模型为由本领域技术人员同时历史经验数据和实验训练获得相应训练动作中对应监测组的对比模型的灰度值分布情况，在此不再赘述，所述指导单元根据所述评价结果中所述使用者的腰腹施力区、腿部施力区和坐姿分布与对应标准施力模型的施力区偏差情况的供使用者进行参考，避免康复训练动作错误造成相应副作用同时延长康复周期，

本发明通过对本发明的训练装置进行训练的使用者基于通过摄像装置进行人体图像获得进一步评估所述使用者的人体的相应体型参数进一步进行所述训练装置对应结构的调整以及对所述使用者训练过程中对所述使用者的训练监控进一步获得所述使用者训练姿势的标准情况以进行及时提醒以避免错误训练姿势和错误核心发力区造成使用者训练运动与康复治疗效果背驰而行进而确保康复训练的有效性。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种智能控制的康复训练辅助系统，其特征在于，所述辅助系统包括针对使用者的肢体进行相应强度的阻力拉伸以实现康复训练的训练装置、对使用者体型特征进行识别分析进一步调节所述训练装置的结构以适用于相应体型的所述使用者使用的适应调节模块、根据所述使用者的训练强度选择对应驱动所述训练装置进行相应训练强度调节变化的强度驱动模块和对使用者的康复训练过程进行身体相应训练运动施力的区域监测的施力监测模块；

其中，所述训练装置包括固定座垫、固定于地面的底座、设置于所述固定座垫后端对人体背部进行支持的靠板、从所述底座朝上端延伸设置且所述靠板与其其中一侧面滑动配合设置的固定梁、配合设置于所述靠板两侧且对使用者的腰部进行固定保护的固定板、其升降运动方向的两端分别与所述底座上端和所述固定座垫底端固定连接的升降装置、其中一端固定设置于所述靠板顶端进一步所述升降装置的上升进行相应限制的顶板、设置于所述固定板上且对所述固定座垫的面积进行补充的调节单元、与人体腿部至少部分区域进行贴合固定的支持板、对称设置于所述靠板用于使用者手臂肌肉训练的阻力单元和将所述支持板与底座进行活动连接的阻力带；

所述适应调节模块包括通过相应固定支架设置于所述训练装置对预定距离范围内的所述使用者的人体图像信息进行拍摄的人像获取单元，和对所获得的所述人体图像进行分析处理获得所述使用者的身体特征参数进一步生成相应的驱动指令至所述训练装置进行其结构变化的指令生成单元；

所述获取单元包括对所述使用者进行全身人体图像信息获得的至少两个摄像装置，所述训练装置预设距离前方地面通过标记划线设置有使用者进行图像拍摄的站立区，使用者通过在所述站立区的预定位置内进行人体图像拍摄，所述至少两个摄像装置分别对使用者的不同角度进行预设规格的图像获取；

所述强度驱动模块包括对所述阻力单元的张开范围进行限制的限位单元、内嵌设置于所述底座内部且对所述阻力带长度进行收放驱动进一步实现所述使用者腿部对所述支持板的驱动阻力变化的调整单元、接收所述使用者的训练强度信息的强度生成单元和生成与所述强度信息相匹配的驱动指令至所述限位单元和调整单元的驱动单元；

所述调节单元包括设置于所述底座的电伸缩杆、通过固定设置于所述电伸缩杆上方且与所述座垫侧端边缘进行卡接配合的配合板、设置于所述配合板上方进行异物监测的监测单元和设置于所述调节单元上用于显示所述训练装置的工作状态的显示屏，且所述配合板包括若干配合设置的单元板块，每个所述单元板块由至少两个电伸缩杆驱动配合设置；

所述施力监测模块包括均匀敷设于所述固定座垫、固定板和靠板上的压力传感器、对所述压力传感器的压力值信息进行接收进一步生成所述使用者在训练过程中的身体施力情况的监测单元和根据预设发力分布模型进一步生成所述使用者的发力指导信息的指导单元；

所述调整单元包括内嵌设置于所述底座的开口结构的凹槽滑道、配合设置于所述滑道内的直线驱动机构、与所述凹槽滑道至少部分活动配合且由所述直线驱动机构驱动其在所述凹槽滑道内位移的移动板块、设置于所述移动板块上的卷扬装置和对所述固定板对应所述移动板的位移方向上的其中一端与所述卷扬装置相对的距离位置进行监控的位移传感器；

所述指令生成单元对所获得的所述人体图像进行分析处理获得所述使用者的身体特征参数进一步生成相应的驱动指令包括以下步骤：

步骤101：对同一所述站立区进行拍摄工作的所述摄像装置所获取的所述人体图像信息进行收集，并通过预设图像分割算法对所述人体图像信息的全部图像进行人体轮廓识别，进一步将拍摄获得的图像对应的所述轮廓与至少两个不同角度的预设标准姿势的匹配度最高的至少两个图像作为参考图像进行获取，其中，所述预设标准姿势为由本领域技术人员根据获得的使用者在所述站立区通过预设标准姿势进行相应多个角度拍摄所获得的对应每个角度的标准人体姿势轮廓，且同一所述获取单元内的每个所述摄像装置对应获取的相应角度的所述标准人体姿势轮廓形成相应的姿势模型；

步骤102：对所有所述参考图像基于人体重识别算法处理和/或三维重建算法处理进行三维重建进一步获得所述使用者的三维结构的体型模型，并根据预设规格生成所述体型模型三维坐标系；

步骤103：基于所述体型模型的三维坐标系信息获得所述使用者身体小腿长度La、身高、臀围和腿围的体型数据信息，进一步根据获得所述训练装置对应结构的驱动变化参数：

其中，所述升降装置的升降高度dr(L)：dr(L)＝La-tl，其tl为所述固定座垫的目前高度，且所述目前高度通过设置于所述固定座垫的高度传感器获得，所述调整单元驱动所述卷扬装置朝所述固定板前端的移动距离S(L)：S(L)＝La·m^c1-L*，其中m为与所述小腿长度相关的矫正系数，c1为m的优先级相关参数，L*所述调整单元与所述固定板前端的目前距离，L*由所述位移传感器获得，所述卷扬装置对所述阻力带的释放长度为HL：HL＝LL+La/drHμ^ω,其中drH为预先设置的参考身高值，μ为与所述使用者身高相关的阻力带长度修正系数，ω为所述长度修正系数的优先级参数，

步骤104：根据对所述三维结构的体型模型通过计算单元进行数据处理进一步获取所述使用者的预测相对体重值G；

步骤105：根据预设座垫宽度与臀围的关联匹配模型驱动相应数量的所述配合板至与所述座垫两侧配合补充以自动适应于相应体型的所述使用者；

步骤106：在完成上述步骤101-105后，通过所述显示屏进行相应信息显示以提醒所述使用者进行所述训练装置自动调节完毕。

2.一种适用于训练辅助系统的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序，所述适用于所述训练辅助系统的控制方法和数据处理程序被处理器执行时，实现如权利要求1所述训练辅助系统的控制方法和数据处理的步骤。

Images