CN114005313B - 一种运动交互设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种运动交互设备及其控制方法，该设备的第一控制器能够接收来自其他设备或者服务器发送的调节指令，并根据获取到的调节指令控制移动小车沿着行驶路径移动到相应的坐标，从而采集终端能够沿着行驶路径采集到该设备用户在多个视角下的视频数据，提升了该设备与其他设备之间的交互性能。用于调节采集终端位置的移动小车不需特定工具进行固定，便于设备的安装使用，且由于在行驶平面上用于约束移动小车行驶路径的图形可以通过用户绘制的方式进行更改，因此本设备能够根据用户运动种类的需求方便的调节图形的范围和轨迹，适合在多种运动中使用。
Description
技术领域
本发明涉及健身器材技术领域，特别涉及一种运动交互设备及其控制方法。
背景技术
在线健身是指用户通过互联网与健身教练进行远程视频通信，并接受健身教练的动作指导。
现有技术中，出现了多种形式的在线健身方案。如中国专利(申请公布号为CN112007348A)公开了一种用于交互式训练和演示的反射视频显示设备及其使用方法，其提供了一种智能镜子，镜面具有全反射部分和部分反射部分。该反射部分后面的显示器在该智能镜子开启时显示视频，并且在该智能镜子关闭时几乎不可见。该智能镜子还具有扬声器、传声器和摄像头，以使得用户能够观看视频内容并与教练交互。该现有技术无法获取用户或教练在做健身动作时的多个角度视频，给用户在线学习以及教练在线指导带来不便。
进一步的，在另一个中国专利(授权公告号为CN209842922U)中，提供了一种健身教育设备，其方案为：当红外传感器感应到教练位置移动时，实时将信息传送至微处理器，微处理器驱动旋转电机转动，当旋转电机运行时，螺纹杆转动，从而使摄像头壳体相对驱动杆转动一定的角度，当教练移动位置发生变化时，微处理器驱动转动电机运行，从而实现旋转杆通过驱动杆带动摄像头模组水平转动一定的角度。该现有技术一定程度上解决了多角度获取教练多角度健身动作的问题，但是该现有技术仍存在以下不足：
1.教练做健身动作时，选取角度的规则是由预设的程序事先制定的，其交互性不好。
2.角度调节需要配合复杂的传动机构以及执行元件来带动摄像头移动，因此需要配备复杂的安装结构，其安装使用给用户带来不便。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种运动交互设备及其控制方法，一方面能够根据用户或教练的交互需求，实时控制摄像头的角度和位置；另一方面能够方便用户安装使用。
第一方面，本发明提供一种运动交互设备，所述设备包括运动数据显示组件和运动数据采集组件；
所述运动数据显示组件包括底座以及设置在所述底座上的第一控制器、健身镜以及第一通讯模块，所述健身镜包括镜片以及设置在镜片后方的显示器；
所述运动数据采集组件包括移动小车以及设置在所述移动小车上的第二控制器、采集终端、第二通讯模块和图形采集模块，所述采集终端用于采集图像或视频数据，所述图形采集模块用于采集在移动小车行驶平面上的图形的位置信息并向第二控制器发送所述图形的位置信息；
所述第一控制器用于执行以下步骤：
接收第一运动数据并控制显示器显示接收到的第一运动数据；
接收调节指令并通过第一通讯模块发送该调节指令至第二通讯模块；
所述第二控制器用于执行以下步骤：
根据接收到的所述图形的位置信息，确定移动小车的行驶路径；其中，所述行驶路径为移动小车沿着所述图形所处的位置在行驶平面上移动时所对应的路径；
获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令包括用于指示所述移动小车沿着所述行驶路径进行移动的坐标；
根据所述调节指令控制所述移动小车沿着所述行驶路径移动到相应的坐标。
进一步的，所述图形采集模块为多组光电对管，多组所述光电对管并排设置在所述移动小车上；或者
所述图形采集模块为第一摄像头。
进一步的，所述运动数据采集组件还包括角度调节机构，所述角度调节机构设置在所述移动小车上，所述采集终端设置在所述角度调节机构上；
所述第二控制器还用于执行以下步骤：
获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令还包括用于指示所述角度调节机构进行转动的角度；
根据所述调节指令控制所述角度调节机构转动至相应的角度，以使所述角度调节机构带动所述采集终端转动至对应的角度。
进一步的，所述行驶平面为地面或防滑垫，在所述行驶平面上的所述图形为由涂料绘制或印刷制成的图形或由标签粘贴制成的图形。
进一步的，所述运动数据显示组件还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置在所述底座上。
进一步的，所述采集终端为移动终端或第三摄像头。
第二方面，本发明提供一种运动交互设备的控制方法，所述设备包括运动数据显示组件和运动数据采集组件；
所述运动数据显示组件包括底座以及设置在所述底座上的第一控制器、健身镜以及第一通讯模块，所述健身镜包括镜片以及设置在镜片后方的显示器；
所述运动数据采集组件包括移动小车以及设置在所述移动小车上的第二控制器、采集终端、第二通讯模块和图形采集模块，所述采集终端用于采集图像或视频数据，所述图形采集模块用于采集在移动小车行驶平面上的图形的位置信息并向第二控制器发送所述图形的位置信息；
所述方法包括以下步骤：
第一控制器接收第一运动数据并控制显示器显示接收到的第一运动数据；
第一控制器接收调节指令并通过第一通讯模块发送该调节指令至第二通讯模块；
所述方法还包括以下步骤：
第二控制器根据接收到的所述图形的位置信息，确定移动小车的行驶路径；其中，所述行驶路径为移动小车沿着所述图形所处的位置在行驶平面上移动时所对应的路径；
第二控制器获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令包括用于指示所述移动小车沿着所述行驶路径进行移动的坐标；
第二控制器根据所述调节指令控制所述移动小车沿着所述行驶路径移动到相应的坐标。
进一步的，所述运动数据采集组件还包括角度调节机构，所述角度调节机构设置在所述移动小车上，所述采集终端设置在所述角度调节机构上；
所述方法还包括以下步骤：
第二控制器获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令还包括用于指示所述角度调节机构进行转动的角度；
第二控制器根据所述调节指令控制所述角度调节机构转动至相应的角度，以使所述角度调节机构带动所述采集终端转动至对应的角度。
进一步的，所述图形采集模块为多组光电对管，多组所述光电对管并排设置在所述移动小车上；或者所述图形采集模块为第一摄像头。
进一步的，所述行驶平面为地面或防滑垫，在所述行驶平面上的所述图形为由涂料绘制或印刷制成的图形或由标签粘贴制成的图形。
相较于现有技术，本发明提供的一种运动交互设备及其控制方法至少具有如下有益效果：
1.该设备的第一控制器能够接收来自其他设备或者服务器发送的调节指令，并根据获取到的调节指令控制移动小车沿着行驶路径移动到相应的坐标，从而采集终端能够沿着行驶路径采集到该设备用户在多个视角下的视频数据，提升了该设备与其他设备之间的交互性能。
2.用于调节采集终端位置的移动小车不需特定工具进行固定，便于设备的安装使用。
3.由于在行驶平面上用于约束移动小车行驶路径的图形可以通过用户绘制的方式进行更改，因此本设备能够根据用户运动种类的需求方便的调节图形的范围和轨迹，适合在多种运动中使用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为一个实施例中用户之间通过运动交互设备进行交互的示意图。
图2为一个实施例中运动交互设备的结构框图。
图3为一个实施例中运动交互设备的控制方法的流程示意图。
图4为其中一个实施例中移动小车行驶路径的示意图。
图5为另一个实施例中移动小车行驶路径的示意图。
图6为一个实施例中计算机设备的结构框图。
附图说明：
100、运动数据显示组件；110、第一控制器；120、显示器；130、第一通讯模块；140、以太网接口；150、第二摄像头；200、运动数据采集组件；210、第二控制器；220、光电对管；230、第三摄像头；240、移动小车；250、第二通讯模块。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，在一个应用场景中，使用运动交互设备1的用户1为健身学员，使用运动交互设备2的用户2为健身教练，用户1购买了用户2提供的在线健身课程，因此双方需要通过互联网进行远程视频通信，用户1需要接受用户2的动作指导。在健身学员做某个健身动作时(例如在做平板支撑时)，健身教练需要获得该健身学员不同方位视角下的视频或图像信息来判断其动作是否标准，因此需要运动交互设备1能够按照健身教练发送的指令来调节其摄像头的位置。同时，在健身教练做某个健身动作的示范时，健身学员也需要获得健身教练在不同视角下的视频或图像信息来加深对该健身动作的理解，即需要运动交互设备2能够按照健身学员发送的指令来调节其摄像头的位置。这就需要提供一种交互性能更好的运动交互设备。
需要说明的是，本发明提供的运动交互设备不限于上述健身场景，该运动还可以包括舞蹈(例如用于舞蹈教师和学员之间的交互)、病人康复(例如用于医生和病人之间的交互)等，此处对其具体的应用场景不再赘述。
下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的运动交互设备及其控制方法进行详细介绍和说明。
如图2所示，在一个实施例中，提供了一种运动交互设备，该设备包括运动数据显示组件100和运动数据采集组件200。
运动数据显示组件100包括底座以及设置在底座上的第一控制器110、以太网接口140、健身镜以及第一通讯模块130，健身镜包括镜片以及设置在镜片后方的显示器120，其中，镜片的材质为高反射半透明镀膜玻璃，其反射率为60％～75％，其在显示器120关闭的状态下能够作为镜子使用，在显示器120开启的状态下，用户能够透过镜子看到显示器120上显示的内容。本示例中，第一控制器110通过以太网接口140联网，并通过网络与其他的运动交互设备进行数据交互，例如，接收其他设备发送的调节指令，或者接收其他设备发送的第一运动数据，该第一运动数据可以是其他设备的摄像头采集的实时视频帧。
运动数据采集组件200包括移动小车240以及设置在移动小车240上的第二控制器210、采集终端、第二通讯模块250和图形采集模块，采集终端用于采集图像或视频数据，图形采集模块用于采集在移动小车240行驶平面上的图形的位置信息并向第二控制器210发送图形的位置信息。
可以理解的是，本实施例中的第一通讯模块130和第二通讯模块250采用无线通信模块，其具体可以是采用蓝牙或者wifi或者ZigBee等技术来实现。
需要说明的是，在一个示例中，图形采集模块为多组光电对管220，多组光电对管220并排设置在移动小车240的前端，通过多组光电对管220采集行驶平面上的图形的位置信息。例如，光电对管220的类型为红外对管，数量为五组，从左至右依次编号为红1、红2、红3、红4、红5。每组红外对管包括一个红外线发射管和一个光敏接收管。在一个示例中，如图4所示，图形为黑色墨水绘制的圆形黑线，红外线发射管朝行驶平面上发射红外线，当红1正对着黑线时，由于红1发射的红外线被黑线吸收，该组的光敏接收管信号弱于其他组，则第二控制器210根据5组红外对管发送回来的电平信号作为图像的位置信息，根据该图像的位置信息控制移动小车240向左大拐弯。同理，当红2正对着黑线时，控制移动小车240向左小拐弯；当红3正对着黑线时，直行。控制移动小车240拐弯的技术是本领域的成熟技术，例如可以采用麦克纳姆轮来控制拐弯，或者控制移动小车240左右轮速度差来实现拐弯等，此处不再赘述。
在另一个示例中，如图5所示，图形可以是由不同于行驶平面颜色的塑料标签粘贴在行驶平面上围成的方形图形。该示例中，图形采集模块为第一摄像头，第二控制器210中根据第一摄像头采集的图像数据进行机器视觉识别，将机器视觉识别的结果作为图形的位置信息，并根据图形的位置信息判断出图形位于移动小车240的左侧、中间还是右侧。当位于左侧时，控制移动小车240向左拐弯；位于右侧时，控制移动小车240向右拐弯；位于中间时，保持直行。本示例中，如何通过机器视觉识别出图形中某个对象的位置属于现有技术，此处不再赘述。
通过采集图像的位置信息，第二控制器210可以约束移动小车240在行驶平面上移动的路径，保证位于移动小车240上的采集终端能够沿着用户设定的轨迹来采集视频数据，相较于现有技术需要通过复杂的机械结构来固定摄像头以及限定摄像头运动的轨迹，本实施例更便于用户在多种场景下安装使用。
需要说明的是，本实施例中所称的行驶平面不限于地面，还可以是防滑垫(例如，瑜伽垫等)，在行驶平面上的图形为由涂料(例如油漆、墨水等)绘制或印刷制成的图形或由标签粘贴制成的图形。因此，本实施例提供的设备能够根据用户运动种类的需求方便的调节图形的范围和轨迹，适合在多种运动中使用。
在一个示例中，采集终端为第三摄像头230，第三摄像头230跟随移动小车240运动并实时采集用户的视频或图像数据，通过第二控制器210将该视频或图像数据发送至第一控制器110，第一控制器110再经网络将该视频或图像数据作为第二运动数据发送至网络另一端的设备进行显示。在另一个示例中，采集终端为具有摄像头和网络连接功能的移动终端，移动终端具体可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等中的至少一种，移动终端直接通过网络与网络另一端的运动交互设备连接。本示例中，采用移动终端作为采集终端来获取视频数据，考虑到移动终端的普及，用户无需另外配置第三摄像头230，方便了使用。
进一步的，运动数据采集组件200还包括角度调节机构，角度调节机构设置在移动小车240上，采集终端设置在角度调节机构上，该角度调节机构由电机驱动，采集终端与电机的输出轴固定连接，第二控制器210根据调节信号控制该电机转动的角度。可以理解的是，任何能够带动采集终端在水平面内转动的机构均可以作为角度调节机构，此处不再赘述。本示例中，通过角度调节机构，进一步提升了交互性能。
在一些实施例中，运动数据显示组件100还包括第二摄像头150，第二摄像头150设置在底座上，第二摄像头150用于采集镜片正面的视频或图像数据。具体的，在底座上还可以设置有麦克风用于语音交流。
如图1所示，当运动交互设备2需要调节运动交互设备1的采集终端的位置时，用户2通过运动交互设备2向运动交互设备1发送调节指令，该调节指令用于控制移动小车240沿着行驶轨迹移动到某一坐标。此时，如图3所示，本发明提供了上述运动交互设备1的控制方法，运动交互设备1执行如下步骤：
步骤S102：第一控制器110接收第一运动数据并控制显示器显示接收到的第一运动数据；
步骤S104：第一控制器110接收调节指令并通过第一通讯模块130发送该调节指令至第二通讯模块250；
步骤S106：第二控制器210根据接收到的图形的位置信息，确定移动小车240的行驶路径；其中，行驶路径为移动小车240沿着图形所处的位置在行驶平面上移动时所对应的路径；
步骤S108：第二控制器210获取第二通讯模块250接收到的调节指令；其中，调节指令包括用于指示移动小车240沿着行驶路径进行移动的坐标，调节指令还包括用于指示角度调节机构进行转动的角度；
步骤S110：第二控制器210根据调节指令控制移动小车240沿着行驶路径移动到相应的坐标并根据调节指令控制角度调节机构转动至相应的角度，以使角度调节机构带动采集终端转动至对应的角度。
概括的说，该设备的第一控制器110能够接收来自其他设备或者服务器发送的调节指令，并根据获取到的调节指令控制移动小车240沿着行驶路径移动到相应的坐标，从而采集终端能够受到调节指令的控制而沿着行驶路径采集到该设备用户在多个视角下的视频数据，提升了两个设备之间的交互性能。
图6示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是图1中的第一控制器或第二控制器。如图6所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现运动交互设备的控制方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行运动交互设备的控制方法。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRA)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRA)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
Claims (10)
1.一种运动交互设备，其特征在于，所述设备包括运动数据显示组件和运动数据采集组件；
所述运动数据显示组件包括底座以及设置在所述底座上的第一控制器、健身镜以及第一通讯模块，所述健身镜包括镜片以及设置在镜片后方的显示器；
所述运动数据采集组件包括移动小车以及设置在所述移动小车上的第二控制器、采集终端、第二通讯模块和图形采集模块，所述采集终端用于采集图像或视频数据，所述图形采集模块用于采集在移动小车行驶平面上的图形的位置信息并向第二控制器发送所述图形的位置信息；
所述第一控制器用于执行以下步骤：
接收第一运动数据并控制显示器显示接收到的第一运动数据；
接收调节指令并通过第一通讯模块发送该调节指令至第二通讯模块；
所述第二控制器用于执行以下步骤：
根据接收到的所述图形的位置信息，确定移动小车的行驶路径；其中，所述行驶路径为移动小车沿着所述图形所处的位置在行驶平面上移动时所对应的路径；
获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令包括用于指示所述移动小车沿着所述行驶路径进行移动的坐标；
根据所述调节指令控制所述移动小车沿着所述行驶路径移动到相应的坐标。
2.如权利要求1所述的一种运动交互设备，其特征在于，所述图形采集模块为多组光电对管，多组所述光电对管并排设置在所述移动小车上；或者
所述图形采集模块为第一摄像头。
3.如权利要求1所述的一种运动交互设备，其特征在于，所述运动数据采集组件还包括角度调节机构，所述角度调节机构设置在所述移动小车上，所述采集终端设置在所述角度调节机构上；
所述第二控制器还用于执行以下步骤：
获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令还包括用于指示所述角度调节机构进行转动的角度；
根据所述调节指令控制所述角度调节机构转动至相应的角度，以使所述角度调节机构带动所述采集终端转动至对应的角度。
4.如权利要求1所述的一种运动交互设备，其特征在于，所述行驶平面为地面或防滑垫，在所述行驶平面上的所述图形为由涂料绘制或印刷制成的图形或由标签粘贴制成的图形。
5.如权利要求1所述的一种运动交互设备，其特征在于，所述运动数据显示组件还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置在所述底座上。
6.如权利要求1所述的一种运动交互设备，其特征在于，所述采集终端为移动终端或第三摄像头。
7.一种运动交互设备的控制方法，其特征在于，所述设备包括运动数据显示组件和运动数据采集组件；
所述运动数据显示组件包括底座以及设置在所述底座上的第一控制器、健身镜以及第一通讯模块，所述健身镜包括镜片以及设置在镜片后方的显示器；
所述运动数据采集组件包括移动小车以及设置在所述移动小车上的第二控制器、采集终端、第二通讯模块和图形采集模块，所述采集终端用于采集图像或视频数据，所述图形采集模块用于采集在移动小车行驶平面上的图形的位置信息并向第二控制器发送所述图形的位置信息；
所述方法包括以下步骤：
第一控制器接收第一运动数据并控制显示器显示接收到的第一运动数据；
第一控制器接收调节指令并通过第一通讯模块发送该调节指令至第二通讯模块；
所述方法还包括以下步骤：
第二控制器根据接收到的所述图形的位置信息，确定移动小车的行驶路径；其中，所述行驶路径为移动小车沿着所述图形所处的位置在行驶平面上移动时所对应的路径；
第二控制器获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令包括用于指示所述移动小车沿着所述行驶路径进行移动的坐标；
第二控制器根据所述调节指令控制所述移动小车沿着所述行驶路径移动到相应的坐标。
8.根据权利要求7所述的一种运动交互设备的控制方法，其特征在于，所述运动数据采集组件还包括角度调节机构，所述角度调节机构设置在所述移动小车上，所述采集终端设置在所述角度调节机构上；
所述方法还包括以下步骤：
第二控制器获取第二通讯模块接收到的调节指令；其中，所述调节指令还包括用于指示所述角度调节机构进行转动的角度；
第二控制器根据所述调节指令控制所述角度调节机构转动至相应的角度，以使所述角度调节机构带动所述采集终端转动至对应的角度。
9.根据权利要求7所述的一种运动交互设备的控制方法，其特征在于，所述图形采集模块为多组光电对管，多组所述光电对管并排设置在所述移动小车上；或者所述图形采集模块为第一摄像头。
10.如权利要求7所述的一种运动交互设备的控制方法，其特征在于，所述行驶平面为地面或防滑垫，在所述行驶平面上的所述图形为由涂料绘制或印刷制成的图形或由标签粘贴制成的图形。
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