CN116611969B - 传统武术智能学习与评分系统 - Google Patents

传统武术智能学习与评分系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116611969B
CN116611969B CN202310869780.2A CN202310869780A CN116611969B CN 116611969 B CN116611969 B CN 116611969B CN 202310869780 A CN202310869780 A CN 202310869780A CN 116611969 B CN116611969 B CN 116611969B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
data
martial arts
scoring
user
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310869780.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116611969A (zh
Inventor
范玮朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Easter Egg Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Easter Egg Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Easter Egg Technology Co ltd filed Critical Beijing Easter Egg Technology Co ltd
Priority to CN202310869780.2A priority Critical patent/CN116611969B/zh
Publication of CN116611969A publication Critical patent/CN116611969A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116611969B publication Critical patent/CN116611969B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • G06Q50/20Education
    • G06Q50/205Education administration or guidance
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/77Processing image or video features in feature spaces; using data integration or data reduction, e.g. principal component analysis [PCA] or independent component analysis [ICA] or self-organising maps [SOM]; Blind source separation
    • G06V10/774Generating sets of training patterns; Bootstrap methods, e.g. bagging or boosting
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/82Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using neural networks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/20Movements or behaviour, e.g. gesture recognition
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/61Control of cameras or camera modules based on recognised objects
    • H04N23/611Control of cameras or camera modules based on recognised objects where the recognised objects include parts of the human body
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/90Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums

Abstract

本发明公开了传统武术智能学习与评分系统,具体涉及虚拟现实技术领域,其包括用以提供个性化、定制化和专业化的数字武术教练模块,用以通过多个摄像头对武术学习者的动作进行同步捕捉和分析的多摄像头捕捉模块,用以对从多摄像头捕捉模块中获得的数据进行分析的数据处理模块,用以根据武术学员的动作品质和技术难度方面进行评估和打分的评分模块以及用以与学员进行直接互动的用户交互模块。本发明通过设计采用多个摄像头从多个角度捕捉用户武术动作数据,能够更精确地识别用户的动作,并根据多角度武术动作数据进行对比,得出更可靠的五维度综合评分。这种方法不仅提高了评分的准确性,而且有助于用户更好地理解和改进动作。

Description

传统武术智能学习与评分系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域,尤其涉及传统武术智能学习与评分系统。
背景技术
随着科技的不断发展,人工智能、计算机视觉、三维建模和游戏技术等领域取得了显著进展。这些技术的发展极大地推动了智能学习系统、动作捕捉与识别等应用的崛起。另一方面,人们对健康、健身和传统文化的关注也在逐渐增加。因此,在这一背景下,结合现代科技手段将传统武术与数字化学习系统相结合,成为了一种创新的教育方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的传统武术智能学习与评分系统。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
传统武术智能学习与评分系统,包括用以提供个性化、定制化和专业化的数字武术教练模块,用以通过多个摄像头对武术学习者的动作进行同步捕捉和分析的多摄像头捕捉模块,用以对从多摄像头捕捉模块中获得的数据进行分析的数据处理模块,用以根据武术学员的动作品质和技术难度方面进行评估和打分的评分模块以及用以与学员进行直接互动的用户交互模块;
所述数字武术教练模块包括用以管理学员的学习数据和学习进度信息的智能学习管理模块,用以展示的教学案例和技巧的教学案例展示模块以及用以提供学员和教练之间的在线教学互动和交流的教学互动模块;
所述多摄像头捕捉模块包括用以对多摄像头捕捉模块中的摄像头进行控制和设置的摄像头控制模块,用以从多摄像头捕捉模块中获取武术动作相关数据的数据采集模块,用以对学员的动作行为捕捉的运动捕捉模块以及用以对采集动作通过行为分析方式进行数据处理的分析反馈模块;
所述数据处理模块包括用以对采集数据进行杂余数据处理的数据清洗模块,用以对完成杂余数据处理之后进行模型建造的数据建模模块,用以根据多个评分项对学员的武术表现进行全面评估和反馈的数据评分模块。
本发明进一步设置为:所述评分模块包括用以处理和分析从多摄像头中捕捉到的学员武术动作数据的动作分析模块,用以通过机器学习和人工智能技术对学员的武术表现数据进行分析和评估的评分算法模块以及用以直观和易懂的方式呈现学员的评分结果和分析报告的评估结果展示模块;所述用户交互模块包括用以实现用户与系统进行交流的UI交互模块,用以提供学员之间进行交流、互动、共享学习资源和经验、发布新闻、讨论问题社交功能的用户社交模块以及用以让学员回放之前的训练进度和评分结果的进度回放模块;所述摄像头控制模块包括用以对武术动作进行深度学习和模型训练的模型训练模块,用以对武术动作的图像或视频进行分析对身体姿态的预测和识别的姿态预测模块,用以控制不同位置的摄像头进行拍摄处理的摄像预定模块,用以根据传感器捕捉到的数据进行分析正确性的行为判定模块,用以将来自不同传感器的数据进行融合的传感融合模块,用以对捕捉到的武术动作数据进行处理和优化的神经优化模块,用以回放捕捉到的武术动作数据的流程播放模块,用以改善系统的流程播放体验和功能的重构播放模块,用以将两个不同时间点捕捉到的武术动作数据进行比对和分析的定格比对模块,用以记录和分析使用者在进行武术动作时的姿态和动作数据的姿态统计模块以及用以比较不同算法在对武术动作数据进行处理和评分时的差异和优劣的算法比对模块。
通过采用上述技术方案:本传统武术智能学习与评分系统的设置包括评分模块、用户交互模块和摄像头控制模块,可以帮助学员更加高效地学习和提高武术技能。
本发明进一步设置为:所述UI交互模块通过将用户选择数据传输到所述数字武术教练模块中进行生成比对;所述智能学习管理模块通过接收所述UI交互模块传输过来的数据根据所述教学案例展示模块中的接收数据进行课程生成并将生成的课程数据传输至所述教学互动模块中进行案例教学展示,所述教学展示模块通过接收所述教学案例展示模块中的教学数据进行教学展示与用户进行互动教学并采用窗口宽度计算公式对用户动作画面进行采集;所述摄像头控制模块通过接收所述教学互动模块中传输过来的预定位置进行定位拍摄,然后使用欧氏距离计算公式对摄像头的聚焦程度进行控制;并将拍摄数据传输至所述数据采集模块中进行数据收集。
通过采用上述技术方案:本传统武术智能学习与评分系统的UI交互模块、智能学习管理模块和摄像头控制模块可以协同工作,提高学员的学习效果和体验。
本发明进一步设置为:所述运动捕捉模块通过控制所述摄像头控制模块对用户姿态的运动过程进行行为捕捉,然后将捕捉到的姿态数据传输至所述分析反馈模块中,再根据非线性滑动窗口权值计算公式实时计算用户位置关系;所述分析反馈模块通过接收所述运动捕捉模块传输的数据进行结果比对并将比对结果的正确率通过所述UI交互模块反馈给用户;所述数据清洗模块通过接收所述运动捕捉模块中的数据对外扫描环境中的杂余数据进行清洗并将清洗完成之后的数据传输至所述数据建模模块中通过欧氏距离和权重相乘公式进行模型建造;所述数据建模模块通过接收所述数据清洗模块完成清洗的数据将其建造出系统数据比对模型,然后通过使用计算窗内最小值和标签的公式将窗内最小值和标签保存,再将计算结果传输至所述数据评分模块中进行综合评分。
通过采用上述技术方案:系统的运动捕捉模块可以通过控制摄像头控制模块对用户姿态的运动过程进行行为捕捉,并将数据传输至分析反馈模块中,实时计算用户位置关系。这可以帮助学员更加准确地掌握自己的动作和姿态,从而提高技能水平。
本发明进一步设置为所述动作分析模块通过接收所述数据评分模块中评分合格的数据进行动作分析并将较优数据进行留存传输至所述评分算法模块中;所述评估结果展示模块接收所述评分算法模块的评分数据,并将接收到的评分数据利用数据映射公式进行计算,再将计算出的数据结果传输至数据映射公式计算结构进行计算,然后在综合展示模块中进行结果展示;所述模型建立模块通过接收所述教学互动模块中建立完成的数据模块建立虚拟教练的运动模型,并将建立的虚拟教练的运动模型的数据传输至所述姿态预测模块中;所述姿态预测模块通过所述接收模型建立模块中的模型数据对用户行为数据进行预测定位并通过拟合公式对用户和拟合模型进行重合度对比;所述摄像预定模块通过接收所述姿态预测模块中的运动模型数据调动摄像头对用户动作姿态进行拍摄。
通过采用上述技术方案:系统的动作分析模块可以通过接收数据评分模块中评分合格的数据进行动作分析,并将较优数据进行留存传输至评分算法模块中,从而帮助学员更好地理解和掌握正确的动作技巧。
本发明进一步设置为:所述行为判定模块通过接收所述摄像预定模块的数据对摄像拍摄到的用户数据进行正确性判定;所述流程播放模块通过接收所述行为判定模块中正确的行为动作并将正确动作数据信息输送至所述姿态统计模块中进行正确行为统计;所述重构播放模块通过接收所述行为判定模块中判定出错的姿态并对所述判定出错的姿态对应的交互数据进行重新播放并与用户进行交互;所述定格比对模块通过定格所述重构播放模块中判定出错的姿态的位置进行视频暂停定位与用户所处姿态进行比对;所述姿态统计模块通过将统计到的正确姿态数据传输至所述算法比对模块中对所有的训练模块进行用户评分。
通过采用上述技术方案:流程播放模块可以将正确动作数据信息输送至姿态统计模块中进行正确行为统计,帮助学员更好地掌握正确的动作技巧。而重构播放模块则可以对判定出错的姿态进行重新播放并与用户进行交互,以帮助学员更好地理解和掌握正确的动作技巧。
本发明的有益效果为:
本发明通过设计采用多个摄像头从多个角度捕捉用户武术动作数据,能够更精确地识别用户的动作,并根据多角度武术动作数据进行对比,得出更可靠的五维度综合评分。这种方法不仅提高了评分的准确性,而且有助于用户更好地理解和改进动作。
附图说明
图1为本发明中的系统示意图。
图2为本发明中的摄像头控制模块部分系统示意图。
图例说明:
1、数字武术教练模块;11、智能学习管理模块;12、教学案例展示模块;13、教学互动模块;
2、多摄像头捕捉模块;21、摄像头控制模块;22、数据采集模块;23、运动捕捉模块;24、分析反馈模块;
3、数据处理模块;31、数据清洗模块;32、数据建模模块;33、数据评分模块;
4、评分模块;41、动作分析模块;42、评分算法模块;43、评估结果展示模块;
5、用户交互模块;51、UI交互模块;52、用户社交模块;53、进度回放模块;
211、模型建立模块;212、姿态预测模块;213、摄像预定模块;214、传感融合模块;215、神经优化模块;216、行为判定模块;217、流程播放模块;218、重构播放模块;219、定格比对模块;2110、姿态统计模块;2111、算法比对模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例1
如图1-图2所示,传统武术智能学习与评分系统,包括用以提供个性化、定制化和专业化的数字武术教练模块1,用以通过多个摄像头对武术学习者的动作进行同步捕捉和分析的多摄像头捕捉模块2,用以对从多摄像头捕捉模块2中获得的数据进行分析的数据处理模块3,用以根据武术学员的动作品质和技术难度方面进行评估和打分的评分模块4以及用以与学员进行直接互动的用户交互模块5;
所述数字武术教练模块1包括用以管理学员的学习数据和学习进度信息的智能学习管理模块11,用以展示的教学案例和技巧的教学案例展示模块12以及用以提供学员和教练之间的在线教学互动和交流的教学互动模块13;
所述多摄像头捕捉模块2包括用以对多摄像头捕捉模块2中的摄像头进行控制和设置的摄像头控制模块21,用以从多摄像头捕捉模块2中获取武术动作相关数据的数据采集模块22,用以对学员的动作行为捕捉的运动捕捉模块23以及用以对采集动作通过行为分析方式进行数据处理的分析反馈模块24;
所述数据处理模块3包括用以对采集数据进行杂余数据处理的数据清洗模块31,用以对完成杂余数据处理之后进行模型建造的数据建模模块32,用以根据多个评分项对学员的武术表现进行全面评估和反馈的数据评分模块33;
所述评分模块4包括用以处理和分析从多摄像头中捕捉到的学员武术动作数据的动作分析模块41,用以通过机器学习和人工智能技术对学员的武术表现数据进行分析和评估的评分算法模块42以及用以直观和易懂的方式呈现学员的评分结果和分析报告的评估结果展示模块43;所述用户交互模块5包括用以实现用户与系统进行交流的UI交互模块51,用以提供学员之间进行交流、互动、共享学习资源和经验、发布新闻、讨论问题社交功能的用户社交模块52以及用以让学员回放之前的训练进度和评分结果的进度回放模块53;所述摄像头控制模块21包括用以对武术动作进行深度学习和模型训练的模型训练模块,用以对武术动作的图像或视频进行分析对身体姿态的预测和识别的姿态预测模块212,用以控制不同位置的摄像头进行拍摄处理的摄像预定模块213,用以根据传感器捕捉到的数据进行分析正确性的行为判定模块216,用以将来自不同传感器的数据进行融合的传感融合模块214,用以对捕捉到的武术动作数据进行处理和优化的神经优化模块215,用以回放捕捉到的武术动作数据的流程播放模块217,用以改善系统的流程播放体验和功能的重构播放模块218,用以将两个不同时间点捕捉到的武术动作数据进行比对和分析的定格比对模块219,用以记录和分析使用者在进行武术动作时的姿态和动作数据的姿态统计模块2110以及用以比较不同算法在对武术动作数据进行处理和评分时的差异和优劣的算法比对模块2111;
所述UI交互模块51通过将用户选择数据传输到所述数字武术教练模块1中进行生成比对;所述智能学习管理模块11通过接收所述UI交互模块51传输过来的数据根据所述教学案例展示模块12中的接收数据进行课程生成并将生成的课程数据传输至所述教学互动模块13中进行案例教学展示,所述教学展示模块通过接收所述教学案例展示模块12中的教学数据进行教学展示与用户进行互动教学并采用窗口宽度计算公式对用户动作画面进行采集;所述摄像头控制模块21通过接收所述教学互动模块13中传输过来的预定位置进行定位拍摄,然后使用欧氏距离计算公式对摄像头的聚焦程度进行控制;并将拍摄数据传输至所述数据采集模块22中进行数据收集;
所述运动捕捉模块23通过控制所述摄像头控制模块21对用户运动过程的姿态进行行为捕捉,然后将捕捉到的姿态数据传输至所述分析反馈模块24中,再根据非线性滑动窗口权值计算公式实时计算用户位置关系;所述分析反馈模块24通过接收所述运动捕捉模块23传输的数据进行结果比对并将比对结果的正确率通过所述UI交互模块51反馈给用户;所述数据清洗模块31通过接收所述运动捕捉模块23中的数据对外扫描环境中的杂余数据进行清洗并将清洗完成之后的数据传输至所述数据建模模块32中通过欧氏距离和权重相乘公式进行模型建造;所述数据建模模块32通过接收所述数据清洗模块31完成清洗的数据将其建造出系统数据比对模型,然后通过使用计算窗内最小值和标签的公式将窗内最小值和标签保存,再将计算结果传输至所述数据评分模块33中进行综合评分;
动作分析模块41通过接收数据评分模块33中评分合格的数据进行动作分析并将较优数据进行留存传输至评分算法模块42中;评估结果展示模块43接收评分算法模块42的评分数据,并将接收到的评分数据利用数据映射公式进行计算,再将计算出的数据结果传输至数据映射公式计算结构进行计算,然后在综合展示模块中进行结果展示;模型建立模块211通过接收教学互动模块13中建立完成的数据模块建立虚拟教练的运动模型,并将建立的虚拟教练的运动模型的数据传输至姿态预测模块212中;姿态预测模块通过接收模型建立模块211中的模型数据对用户行为数据进行预测定位并通过拟合公式对用户和拟合模型进行重合度对比;摄像预定模块213通过接收姿态预测模块212中的运动模型数据调动摄像头对用户动作姿态进行拍摄;
行为判定模块216通过接收摄像预定模块213的数据对摄像拍摄到的用户数据进行正确性判定;流程播放模块217通过接收行为判定模块216中正确的行为动作并将正确动作数据信息输送至姿态统计模块2110中进行正确行为统计;重构播放模块218通过接收行为判定模块216中判定出错的姿态并对判定出错的姿态对应的交互数据进行重新播放并与用户进行交互;定格比对模块219通过定格重构播放模块218中判定出错的姿态的位置进行视频暂停定位与用户所处姿态进行比对;姿态统计模块2110通过将统计到的正确姿态数据传输至算法比对模块2111中对所有的训练模块进行用户评分。
上述实施例中,通过多个摄像头捕捉学员的动作,传输数据至数据处理模块3进行分析和优化;将优化后的数据传输至评分模块4,进行综合评分以及结果展示;并通过用户交互模块提供学员进行交流、互动、共享学习资源和经验的社交功能等,提高学员的学习体验和效果。同时,该系统也使用了多种模块来提高系统的性能和功能,如定格比对模块219、姿态统计模块2110以及算法比对模块2111等,以实现更加精准和专业的武术学习和评估。
其中,表1示出了各个符号的物理意义,所述评分算法模块42中的算法公式计算过程如表1所示:
表1
计算速度分:
先计算被测动作所花费的总时长,再根据标准动作的总时长计算出两者的比值:
裁判给武术动作评分,得到动作和评分数据映射:
数据导入MATLAB,根据观察和计算,得到拟合公式:
最后根据完成度来计算速度分:
计算力量分:
根据动作点时间序列,得到加速度矩阵。其中m是骨骼关键点个数,n是所采集到的帧数:
求加速度的总值,为了消去时间上的差异取平均:
国家级裁判给武术动作评分,得到动作x和评分y数据映射:
数据导入MATLAB,根据观察和计算,得到拟合公式:
得出力量分:
输入矩阵和/>的尺寸为N×18,其中N是不定长,输出为节奏分/>
1.窗口宽度计算公式:取动作的三分之一作为窗口大小,如果大于360帧,取360帧:
2.欧氏距离计算公式:
3.非线性滑动窗口权值计算公式:
=扫描点距离窗口中心距离;
=扫描点距离全局中心距离;
4.欧氏距离和权重相乘公式:
5.计算窗内最小值和标签的公式:计算所有被测帧,并将窗内最小值和标签保存
6.数据映射公式:
7.拟合公式:
8.边界处理公式:
其中,所述用户社交模块52是为学员提供一个交流、互动、共享学习资源和经验、发布新闻、讨论问题社交功能,使学员不仅仅只是被动地接受武术教学和评估,而是可以积极地与其他学员进行互动,分享自己的学习心得与技巧,帮助别的学员解决问题,所述进度回放模块53可以记录学员的动作历史,包括之前的评分结果和表现等,让学员可以回顾之前的学习进度和反馈,并根据自己的需求和目标进行调整和优化,让学员更好地了解自己的武术表现状况,进而进行有针对性地训练。
工作原理:本发明在使用时,主要通过模拟人类教练对学员进行动作评分等行为,实现对学员武术技能的评估和指导。具体而言,该系统通过深度学习算法分析学员的动作,并根据事先设定的评分标准对学员的表现进行评分,并提供相应的建议和指导,帮助学员进一步提高技能水平;同时,该系统通过智能推荐算法对学员的学习表现和历史进行分析和评估,为学员提供个性化的学习方案和建议,使学员能够更加高效地学习;最后,该系统还提供用户社交模块52和进度回放模块53,帮助学员与其他学员交流互动,回顾之前的训练进度和评分结果,并进行针对性调整和优化,以达到更加理想的学习效果。综上所述,该系统是一个集教学、评估、指导、社交和进度回放于一身的综合性武术学习平台,将人工智能技术和传统武术教学相结合,为学员提供更加高效和个性化的武术学习体验。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.传统武术智能学习与评分系统,其特征在于,包括用以提供个性化、定制化和专业化的数字武术教练模块(1),用以通过多个摄像头对武术学习者的动作进行同步捕捉和分析的多摄像头捕捉模块(2),用以对从多摄像头捕捉模块(2)中获得的数据进行分析的数据处理模块(3),用以根据武术学员的动作品质和技术难度方面进行评估和打分的评分模块(4)以及用以与学员进行直接互动的用户交互模块(5);
数字武术教练模块(1)包括用以管理学员的学习数据和学习进度信息的智能学习管理模块(11),用以展示教学案例和技巧的教学案例展示模块(12)以及用以提供学员和教练之间的在线教学互动和交流的教学互动模块(13);
多摄像头捕捉模块(2)包括用以对多摄像头捕捉模块(2)中的摄像头进行控制和设置的摄像头控制模块(21),用以从多摄像头捕捉模块(2)中获取武术动作相关数据的数据采集模块(22),用以对学员的动作行为捕捉的运动捕捉模块(23)以及用以对采集动作通过行为分析方式进行数据处理的分析反馈模块(24);
数据处理模块(3)包括用以对采集数据进行杂余数据处理的数据清洗模块(31),用以对完成杂余数据处理之后进行模型建造的数据建模模块(32),用以根据多个评分项对学员的武术表现进行全面评估和反馈的数据评分模块(33);
运动捕捉模块(23)通过控制摄像头控制模块(21)对用户运动过程的姿态进行行为捕捉,然后将捕捉到的姿态数据传输至分析反馈模块(24)中,实时计算用户位置关系;分析反馈模块(24)通过接收运动捕捉模块(23)传输的数据进行结果比对并将比对结果的正确率通过UI交互模块(51)反馈给用户;数据清洗模块(31)通过接收运动捕捉模块(23)中的数据对外扫描环境中的杂余数据进行清洗并将清洗完成之后的数据传输至数据建模模块(32)中进行模型建造;数据建模模块(32)通过接收数据清洗模块(31)完成清洗的数据将其建造出系统数据比对模型,再将计算结果传输至数据评分模块(33)中进行综合评分;教学展示模块通过接收教学案例展示模块(12)中的教学数据进行教学展示与用户进行互动教学并对用户动作画面进行采集,模型建立模块(211)通过接收教学互动模块(13)中建立完成的数据建立虚拟教练的运动模型,并将建立的虚拟教练的运动模型的数据传输至姿态预测模块(212)中;姿态预测模块(212)通过接收模型建立模块(211)中的模型数据对用户行为数据进行预测定位对用户和拟合模型进行重合度对比;摄像预定模块(213)通过接收姿态预测模块(212)中的运动模型数据调动摄像头对用户动作姿态进行拍摄;
重构播放模块(218)通过接收行为判定模块(216)中判定出错的姿态并对判定出错的姿态对应的交互数据进行重新播放并与用户进行交互;定格比对模块(219)通过定格重构播放模块(218)中判定出错的姿态的位置进行视频暂停定位与用户所处姿态进行比对;姿态统计模块(2110)通过将统计到的正确姿态数据传输至算法比对模块(2111)中对所有的训练模块进行用户评分。
2.根据权利要求1所述的传统武术智能学习与评分系统,其特征在于,所述评分模块(4)包括用以处理和分析从多摄像头中捕捉到的学员武术动作数据的动作分析模块(41),用以通过机器学习和人工智能技术对学员的武术表现数据进行分析和评估的评分算法模块(42)以及用以直观和易懂的方式呈现学员的评分结果和分析报告的评估结果展示模块(43);所述用户交互模块(5)包括用以实现用户与系统进行交流的UI交互模块(51),用以提供学员之间进行交流、互动、共享学习资源和经验、发布新闻、讨论问题社交功能的用户社交模块(52)以及用以让学员回放之前的训练进度和评分结果的进度回放模块(53);所述动作分析模块(41)通过接收所述数据评分模块(33)中评分合格的数据进行动作分析并将数据进行留存传输至所述评分算法模块(42)中;所述评估结果展示模块(43)接收所述评分算法模块(42)的评分数据,并将接收到的评分数据进行映射,然后在综合展示模块中进行结果展示。
3.根据权利要求2所述的传统武术智能学习与评分系统,其特征在于,所述UI交互模块(51)通过将用户选择数据传输到所述数字武术教练模块(1)中进行生成比对;所述智能学习管理模块(11)通过接收所述UI交互模块(51)传输过来的数据根据所述教学案例展示模块(12)中的接收数据进行课程生成并将生成的课程数据传输至教学互动模块(13)中进行案例教学展示;所述摄像头控制模块(21)通过接收所述教学互动模块(13)中传输过来的预定位置进行定位拍摄,然后使用欧氏距离计算公式对摄像头的聚焦程度进行控制;并将拍摄数据传输至所述数据采集模块(22)中进行数据收集。
4.根据权利要求2所述的传统武术智能学习与评分系统,其特征在于,所述摄像头控制模块(21)包括用以对武术动作进行深度学习和模型训练的模型训练模块,用以对武术动作的图像或视频进行分析对身体姿态的预测和识别的姿态预测模块(212),用以控制不同位置的摄像头进行拍摄处理的摄像预定模块(213),用以根据传感器捕捉到的数据进行分析正确性的行为判定模块(216),用以将来自不同传感器的数据进行融合的传感融合模块(214),用以对捕捉到的武术动作数据进行处理和优化的神经优化模块(215),用以回放捕捉到的武术动作数据的流程播放模块(217),用以改善系统的流程播放体验和功能的重构播放模块(218),用以将两个不同时间点捕捉到的武术动作数据进行比对和分析的定格比对模块(219),用以记录和分析使用者在进行武术动作时的姿态和动作数据的姿态统计模块(2110)以及用以比较不同算法在对武术动作数据进行处理和评分时的差异和优劣的算法比对模块(2111)。
5.根据权利要求2所述的传统武术智能学习与评分系统,其特征在于,所述行为判定模块(216)通过接收所述摄像预定模块(213)的数据对摄像拍摄到的用户数据进行正确性判定;流程播放模块(217)通过接收所述行为判定模块(216)中正确的行为动作并将正确动作数据信息输送至所述姿态统计模块(2110)中进行正确行为统计。
CN202310869780.2A 2023-07-17 2023-07-17 传统武术智能学习与评分系统 Active CN116611969B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310869780.2A CN116611969B (zh) 2023-07-17 2023-07-17 传统武术智能学习与评分系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310869780.2A CN116611969B (zh) 2023-07-17 2023-07-17 传统武术智能学习与评分系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116611969A CN116611969A (zh) 2023-08-18
CN116611969B true CN116611969B (zh) 2023-10-03

Family

ID=87680378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310869780.2A Active CN116611969B (zh) 2023-07-17 2023-07-17 传统武术智能学习与评分系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116611969B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117636698A (zh) * 2023-12-28 2024-03-01 北京奥康达体育科技有限公司 一种学生考试用数字化引体向上辅助训练系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106448295A (zh) * 2016-10-20 2017-02-22 泉州市开拓者智能科技有限公司 基于捕捉的远程教学系统及其方法
CN107349594A (zh) * 2017-08-31 2017-11-17 华中师范大学 一种虚拟舞蹈系统的动作评价方法
CN107680423A (zh) * 2017-10-27 2018-02-09 合肥亚慕信息科技有限公司 一种视频动态捕捉的在线课程进度系统
CN108777081A (zh) * 2018-05-31 2018-11-09 华中师范大学 一种虚拟舞蹈教学方法及系统
CN109011508A (zh) * 2018-07-30 2018-12-18 三星电子(中国)研发中心 一种智能教练系统及方法
CN112331001A (zh) * 2020-10-23 2021-02-05 螺旋平衡(东莞)体育文化传播有限公司 一种基于虚拟现实技术的教学系统
CN113012505A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 宜春职业技术学院(宜春市技术工人学校) 一种基于互联网的互动式舞蹈教学练习平台及方法
CN113012504A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 宜春职业技术学院(宜春市技术工人学校) 一种多人舞蹈教学互动投影方法、装置及设备
WO2021189736A1 (zh) * 2020-03-27 2021-09-30 庄龙飞 运动课程评分方法与系统
CN113517052A (zh) * 2021-06-16 2021-10-19 上海大学 商用健身场景下的多感知人机交互系统与方法
CN115311913A (zh) * 2021-05-08 2022-11-08 咪付(广西)网络技术有限公司 一种基于人工智能的动作训练系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106448295A (zh) * 2016-10-20 2017-02-22 泉州市开拓者智能科技有限公司 基于捕捉的远程教学系统及其方法
CN107349594A (zh) * 2017-08-31 2017-11-17 华中师范大学 一种虚拟舞蹈系统的动作评价方法
CN107680423A (zh) * 2017-10-27 2018-02-09 合肥亚慕信息科技有限公司 一种视频动态捕捉的在线课程进度系统
CN108777081A (zh) * 2018-05-31 2018-11-09 华中师范大学 一种虚拟舞蹈教学方法及系统
CN109011508A (zh) * 2018-07-30 2018-12-18 三星电子(中国)研发中心 一种智能教练系统及方法
WO2021189736A1 (zh) * 2020-03-27 2021-09-30 庄龙飞 运动课程评分方法与系统
CN112331001A (zh) * 2020-10-23 2021-02-05 螺旋平衡(东莞)体育文化传播有限公司 一种基于虚拟现实技术的教学系统
CN113012505A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 宜春职业技术学院(宜春市技术工人学校) 一种基于互联网的互动式舞蹈教学练习平台及方法
CN113012504A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 宜春职业技术学院(宜春市技术工人学校) 一种多人舞蹈教学互动投影方法、装置及设备
CN115311913A (zh) * 2021-05-08 2022-11-08 咪付(广西)网络技术有限公司 一种基于人工智能的动作训练系统
CN113517052A (zh) * 2021-06-16 2021-10-19 上海大学 商用健身场景下的多感知人机交互系统与方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hang Yang 等.Wushu movement evaluation method based on Kinect.2022 2nd International Conference on Information Technology and Contemporary Sports (TCS).2022,全文. *
周帅 等.基于Kinect 采集的武术动作识别匹配研究.自动化技术与应用.2020,全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116611969A (zh) 2023-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113706960B (zh) 一种基于vr技术的护理操作练习平台及使用方法
Kwon et al. Combining body sensors and visual sensors for motion training
CN110890140B (zh) 基于虚拟现实的自闭症康复训练及能力评估系统及方法
CN109815930B (zh) 一种动作模仿拟合度评价方法
CN111136659B (zh) 基于第三人称模仿学习的机械臂动作学习方法及系统
CN116611969B (zh) 传统武术智能学习与评分系统
Chun et al. A sensor-aided self coaching model for uncocking improvement in golf swing
CN114022512A (zh) 运动辅助方法、装置及介质
CN116630106A (zh) 一种智造实训交互教学管理方法及系统
Yang et al. Research on face recognition sports intelligence training platform based on artificial intelligence
CN108434698B (zh) 一种体育球类运动教学系统
Xiong A new physical education teaching system and training framework based on human-computer interaction and auxiliary interaction
Nie et al. The construction of basketball training system based on motion capture technology
CN116186561B (zh) 基于高维时序图网络的跑步姿势识别纠正方法及系统
Glushkova et al. Gesture recognition and sensorimotor learning‐by‐doing of motor skills in manual professions: A case study in the wheel‐throwing art of pottery
CN116271757A (zh) 一种基于ai技术的篮球练习的辅助系统和方法
CN115641232A (zh) 一种基于数字孪生技术的课堂教学系统及方法
TWI837038B (zh) 創客教育學習辨識個體行為的方法
CN115909839B (zh) 一种基于vr技术的医学教育培训考核系统及方法
CN114881179B (zh) 一种基于意图理解的智能实验方法
CN117423166B (zh) 一种根据人体姿态图像数据的动作识别方法及系统
TWM650376U (zh) 創客教育學習行為辨識系統
CN113283402B (zh) 一种差分式二维注视点检测方法及装置
Liang et al. Design of Intelligent Evaluation System for Badminton Teaching
CN116168182A (zh) 体育赛事的还原方法、系统及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant