CN114699708A - 一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统 - Google Patents

一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，包括外壳、支架、电源、图像采集单元、无线通讯单元、显示单元、数据处理单元、数据存储单元，外壳整体呈长方形，支架安装于外壳的底部，电源位于外壳的内部靠近背面的部位，图像采集单元和显示单元位于外壳的正面，无线通讯单元位于外壳的顶部，数据处理单元和数据存储单元均位于外壳内部；该系统能够实现校园体育课跳绳训练及考试时的数据自动记录，同时对于学校而言降低了大量采购自动计数跳绳的成本。

Description

一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统
技术领域
本发明涉及校园体育用品领域，尤其涉及一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统。
背景技术
跳绳可以同时达到有氧和无氧的运动效果，锻炼多个部分的肌肉，锻炼协调性和平衡感，增强心肺功能。长时间的花样跳绳训练可有效改善少年的骨密度，显著增强力量、爆发力等身体素质。近些年小学生的体质健康问题非常突出，普遍呈现“眼镜化”、“小胖墩”、“豆芽菜”等不良体质状态。目前，国家大力发展体育产业，重视体育教育，重视中小学生的体质。而跳绳是体育课上很重要的一项运动。在我国中、小学生体育达标测试中，尤其是中考时，跳绳是一项重要的考核项目。
目前大多数学校进行跳绳训练或考试时都是采用的普通跳绳，通过人工计数并计算时间，给体育老师的工作带来了很大的压力，一方面需要记录学生信息，一方面需要手按计时器并用双眼时刻计数并及时记录，同时还存在数据误记的情况。还有一些学校，花费大量资金采购带有自动计数功能的跳绳，虽然能够减少体育老师的工作量，但是由于采购量较大，对于学校而言是一笔不小的经济负担。另外由于学生在使用过程中的操作不当，容易导致自动计数跳绳的损毁。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，解决了背景技术中的不足，该系统能够实现校园体育课跳绳训练及考试时的数据自动记录，同时对于学校而言降低了大量采购自动计数跳绳的成本。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，包括外壳、支架、电源、图像采集单元、无线通讯单元、显示单元、数据处理单元、数据存储单元，外壳整体呈长方形，支架安装于外壳的底部，电源位于外壳的内部靠近背面的部位，图像采集单元和显示单元位于外壳的正面，无线通讯单元位于外壳的顶部，数据处理单元和数据存储单元均位于外壳内部；
所述图像采集单元采用摄像头，用于采集拍摄的学生的面部特征数据以及跳绳画面，并将所采集的学生的面部特征数据通过无线通讯单元与校园的学生管理系统进行通讯，通过比对后获取学生的学号信息，并将学号信息以及跳绳画面传输至数据处理单元；显示单元用于实时显示图像采集单元所采集的画面信息；数据处理单元中集成有用于自动判断跳绳开始、跳绳结束以及跳绳次数的姿态算法，数据处理单元对跳绳画面通过数据计算得到跳绳开始时间、跳绳结束时间、跳绳时长以及跳绳次数的数据包，并将此数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元。
所述数据存储单元采用可拆卸的SD卡，外壳的侧面上设置有对应的插槽。
还设置有语音播报单元，数据处理单元将数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元时，同步将上述数据发送至语音播报单元进行语音播报。
所述支架采用伸缩式三脚架。
所述电源为可充电式锂电池。
与现有技术相比，本发明提供的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统具有以下优点：1、由于现有的中小学大多数都使用有学生管理系统，在管理系统中都录入了学生的人脸识别信息，因此本发明提供的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统中利用无线通讯单元将采集的学生面部图片与学生管理系统中的人脸识别信息进行比对，自动获取学生的学号及姓名信息，省去了手动记录学生姓名的工作，同时还避免了因重名、认错学生等导致的记录错误。2、数据处理单元中集成有用于自动判断跳绳开始、跳绳结束以及跳绳次数的姿态算法，通过上述算法能够自动对跳绳画面通过数据计算得到跳绳开始时间、跳绳结束时间、跳绳时长以及跳绳次数的数据包，并将此数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元。在整个过程中不需要体育老师进行数据记录的工作，可以让老师腾出精力来教导学生，指点动作中的不足。并且上述通过姿态算法所计算出来的数据存在十足的准确性，同时与学生的学号进行绑定，能够从根源上避免数据数据误记的发生。
附图说明
图1是本发明中结构示意图。
图中：1-支架，2-语音播报单元，3-插槽，4-显示单元，5-外壳，6-图像采集单元。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
本实施例提供的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统的结构如图1所示，包括外壳5、支架1、电源、图像采集单元6、无线通讯单元、显示单元4、数据处理单元、数据存储单元，外壳整体呈长方形，支架安装于外壳的底部，所述支架采用伸缩式三脚架。电源位于外壳的内部靠近背面的部位，所述电源为可充电式锂电池。图像采集单元和显示单元位于外壳的正面，无线通讯单元位于外壳的顶部，数据处理单元和数据存储单元均位于外壳内部，所述数据存储单元采用可拆卸的SD卡，外壳的侧面上设置有对应的插槽3。
所述图像采集单元采用摄像头，用于采集拍摄的学生的面部特征数据以及跳绳画面，并将所采集的学生的面部特征数据通过无线通讯单元与校园的学生管理系统进行通讯，通过比对后获取学生的学号信息，并将学号信息以及跳绳画面传输至数据处理单元；显示单元用于实时显示图像采集单元所采集的画面信息；由于现有的中小学大多数都使用有学生管理系统，在管理系统中都录入了学生的人脸识别信息，因此本发明提供的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统中利用无线通讯单元将采集的学生面部图片与学生管理系统中的人脸识别信息进行比对，自动获取学生的学号及姓名信息，省去了手动记录学生姓名的工作，同时还避免了因重名、认错学生等导致的记录错误。
数据处理单元中集成有用于自动判断跳绳开始、跳绳结束以及跳绳次数的姿态算法，具体的算法可以采用本领域中现有的姿态算法，例如手机APP中天天跳绳中的姿态算法，或者是中国发明专利CN202011352942.8一种基于计算机视觉的跳绳姿态及个数识别方法中所记载的算法。数据处理单元对跳绳画面通过数据计算得到跳绳开始时间、跳绳结束时间、跳绳时长以及跳绳次数的数据包，并将此数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元。还设置有语音播报单元2，数据处理单元将数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元时，同步将上述数据发送至语音播报单元进行语音播报。在整个过程中不需要体育老师进行数据记录的工作，可以让老师腾出精力来教导学生，指点动作中的不足。并且上述通过姿态算法所计算出来的数据存在十足的准确性，同时与学生的学号进行绑定，能够从根源上避免数据数据误记的发生。

Claims (5)

1.一种基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，其特征在于：包括外壳、支架、电源、图像采集单元、无线通讯单元、显示单元、数据处理单元、数据存储单元，外壳整体呈长方形，支架安装于外壳的底部，电源位于外壳的内部靠近背面的部位，图像采集单元和显示单元位于外壳的正面，无线通讯单元位于外壳的顶部，数据处理单元和数据存储单元均位于外壳内部；
所述图像采集单元采用摄像头，用于采集拍摄的学生的面部特征数据以及跳绳画面，并将所采集的学生的面部特征数据通过无线通讯单元与校园的学生管理系统进行通讯，通过比对后获取学生的学号信息，并将学号信息以及跳绳画面传输至数据处理单元；显示单元用于实时显示图像采集单元所采集的画面信息；数据处理单元中集成有用于自动判断跳绳开始、跳绳结束以及跳绳次数的姿态算法，数据处理单元对跳绳画面通过数据计算得到跳绳开始时间、跳绳结束时间、跳绳时长以及跳绳次数的数据包，并将此数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元。
2.根据权利要求1所示的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，其特征在于：所述数据存储单元采用可拆卸的SD卡，外壳的侧面上设置有对应的插槽。
3.根据权利要求1所示的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，其特征在于：还设置有语音播报单元，数据处理单元将数据包与学号信息进行绑定后共同存储至数据存储单元时，同步将上述数据发送至语音播报单元进行语音播报。
4.根据权利要求1所示的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，其特征在于：所述支架采用伸缩式三脚架。
5.根据权利要求1所示的基于人脸识别的校园跳绳训练及考试系统，其特征在于：所述电源为可充电式锂电池。
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