CN213688227U - 一种基于智能tof深度相机的体能测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，涉及智能体侧设备，旨在解决红外光触的电子测量的方式需根据不同身高体型的受试者调整光触的位置和高度，使用十分不方便的问题，其技术方案要点是：包括中央处理器以及与中央处理器耦接的数据采集终端，数据采集终端包括智能相机以及时控接收模块以及语音提示模块。本实用新型能够拍摄这些项目的整个过程，拍摄的同时使用智能相机内部的计算模块自动分析并计算成绩，该设备不仅能为引体向上、仰卧起坐、俯卧撑成绩的测量提供一种简单方便又准确的方式。

Description

一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备

技术领域

本实用新型涉及智能体侧设备，更具体地说，它涉及一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备。

背景技术

将体能测试达标与选拔运动员挂钩，游泳、击剑、象棋等项目选手也要参加包括引体向上、坐位体前屈、3000米跑等体能测试项目，而引体向上、仰卧起坐、俯卧撑等记次的项目通常采用人工计数的方式来计算成绩。也有一些企业研发了基于红外光触的电子测量方法，不过这些测量方式有着天然的缺陷。

这些测量方式不利于适配不同身高体型的受试者，尤其是仰卧起坐以及俯卧撑，可能需要根据不同身高体型的受试者调整光触的位置和高度，使用十分不方便。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，能够拍摄这些项目的整个过程，拍摄的同时使用智能相机内部的计算模块自动分析并计算成绩，该设备不仅能为引体向上、仰卧起坐、俯卧撑成绩的测量提供一种简单方便又准确的方式。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，包括中央处理器以及与中央处理器耦接的数据采集终端，所述数据采集终端包括智能相机以及时控接收模块以及语音提示模块；

时控接收模块，与中央处理器耦接，响应于中央控制的控制信号以输出预设时长的计时信号；

智能相机，与时控接收模块和中央处理器连接，响应于计时信号以录制体感影像输送给中央处理器；

语音提示模块，与时控接收模块连接，响应于计时信号输出以语音播报倒计时。

通过采用上述技术方案，通过智能相机对不同身高的受试者进行摄影录像，并将录制的体感影像输送给中央处理器，使得中央处理器能对体感影像的每一帧进行处理，从而在受试者进行引体向上检测时，通过对肢体动作的检测，从而计算受试者引体向上的个数，提高检测的精度，便于人们的操作。

本实用新型进一步设置为：还包括控制键盘、显示屏以及成绩管理模块；

控制键盘，与中央处理器连接，响应于人员操作以输出启始信号；

显示屏，与中央处理器连接，接收经中央处理器传输的体感影像并显示；

成绩管理模块，与中央处理器连接，用于存储智能相机录制的体感影像。

通过采用上述技术方案，通过控制键盘对受试者的信息进行录入，且经中央处理器给数据采集模块一个启始信号，并触发时控接收模块进行计时，以语音提示的方式，便于受试者了解测试的进度，提高体能检测设备的交互性。

本实用新型进一步设置为：所述智能相机包括深度摄像机和RGB摄像机；

所述深度摄像机与中央处理器连接，响应于启始信号以获取深度数据；

所述RGB摄像机与中央控制器连接，同时响应于启始信号以获取RGB数据。

通过采用上述技术方案，通过深度摄像机能采集受试者至深感摄像头之间的间距，在受试者进行引体向上运动而前后摇摆晃动时，记录视频影像，提高引体向上检测的精度，减小肢体摆动等不规范动作对检测结果的影响。

本实用新型进一步设置为：所述数据采集终端还包括WiFi模块和本地网口，所述数据采集终端通过本地网口或WiFi模块与中央处理器通过互联网或主局域网连接。

通过采用上述技术方案，通过WiFi模块或本地网口的设置，使得数据采集模块能通过建设互联网或主局域网实现数据的传输，便于视频影像采集完成后进行数据传输，提高设备的便捷性。

本实用新型进一步设置为：所述成绩管理模块包括数字型视频处理器和数据存储盘，所述数字型视频处理器与数据采集终端连接，接收并编译智能相机录制的体感影像。

通过采用上述技术方案，通过选用数字型视频处理器，能将采集录制的体感影像以数字信号的方式进行剪辑处理，且通过数据存储盘对数据进行存储。

本实用新型进一步设置为：所述中央处理器包括视频处理终端，所述视频处理终端与数字型视频处理器连接，用于读取并测量体感影像每一帧中肢体的位置。

通过采用上述技术方案，通过视频处理终端对采集录制的体感影像进行逐帧的分析，从而计算受试者头部与单杠的相对位置的高度值，进而测得受试者引体向上的个数。

本实用新型进一步设置为：所述显示屏通过网络解码器与以太网收发器连接构成中心局域网，所述以太网收发器与主局域网或互联网连接，用于读取数据采集终端采集的体感影像。

通过采用上述技术方案，显示屏通过网络解码器与以太收发器连接，使得传输至以太网收发器的体感影像通过网络解码器进行译码，从而能对采集的影像进行播放，便于人们了解体测的情况。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过智能相机对不同身高的受试者进行摄影录像，并将录制的体感影像输送给中央处理器，使得中央处理器能对体感影像的每一帧进行处理，从而在受试者进行引体向上检测时，通过对肢体动作的检测，从而计算受试者引体向上的个数，提高检测的精度，便于人们的操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的结构示意图。

图中：1、中央处理器；2、数据采集终端；3、智能相机；4、时控接收模块；5、语音提示模块；6、控制键盘；7、显示屏；8、成绩管理模块；9、数字型视频处理器；10、数据存储盘；11、视频处理终端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，如图1和图2所示，包括中央处理器1以及与中央处理器1耦接的数据采集终端2，数据采集终端2包括智能相机3以及时控接收模块4以及语音提示模块5，其中，时控接收模块4与中央处理器1耦接，响应于中央控制的控制信号以输出预设时长的计时信号，且语音提示模块5与时控接收模块4连接，响应于计时信号输出以语音播报倒计时，具体的，语音提示模块5由扬声器以及语音播报芯片组成，而智能相机3与时控接收模块4和中央处理器1连接，实现智能相机3响应于计时信号以录制体感影像输送给中央处理器1。

如图1和图2所示，还包括控制键盘6、显示屏7以及成绩管理模块8，其中，控制键盘6与中央处理器1连接，响应于人员操作以输出启始信号，而成绩管理模块8，与中央处理器1连接，用于存储智能相机3录制的体感影像，具体的，成绩管理模块8包括数字型视频处理器9和数据存储盘10，数字型视频处理器9与数据采集终端2连接，接收并编译智能相机3录制的体感影像，并且显示屏7与中央处理器1连接，接收经中央处理器1传输的体感影像并显示，具体的，显示屏7通过网络解码器与以太网收发器连接构成中心局域网，以太网收发器与主局域网或互联网连接，用于读取数据采集终端2采集的体感影像。

在本实施例中，智能相机3采用智能TOF深度相机，具体的由深度摄像机和RGB摄像机组成，其中深度摄像机与中央处理器1连接，实现响应于启始信号以获取深度数据，且RGB摄像机与中央控制器连接，能同时响应于启始信号以获取RGB数据，并且数据采集终端2还包括WiFi模块和本地网口，数据采集终端2通过本地网口或WiFi模块与中央处理器1通过互联网或主局域网连接，从而实现采集的深度数据和RGB数据经交换机向位于同一局域网的数字视频处理器输送，并存储在数据存储盘10内，实现对受试者测试的成绩进行存储。

如图2所示，中央处理器1包括以台式电脑作为视频处理终端11，视频处理终端11与数字型视频处理器9连接，用于读取并测量体感影像每一帧中肢体的位置，通过逐帧对体感影像中的受测者的肢体例如头部到单杠的相对位置的高度值，从而测得受测者引体向上的个数。

工作过程，在检测场架设智能相机3，使智能相机3中的深感摄像头以及RGB摄像头正对朝向单杠方向设置，并且通过WiFi模块或本地网口与中央处理器1、成绩管理系统以及显示屏7连接，待受试者准备完毕，通过控制键盘6录入受试者的身份信息，并输出启始信号给中央控制器，并驱动时控接收模块4进行倒计时，同时通过语音提示模块5播放本地语音提示“3、2、1、开始”，提示受试者进行测试，并且，通过深度摄像头采集的深度数据提取获取单杠的位置，然后在受试者入场后提取每一帧图像中受试者的轮廓，根据该轮廓计算获取受试者头部的位置，计算受试者头部的与单杠的相对位置的高度值，并记录该值作为起伏值，根据每一帧中起伏值的变化，来计算受试者引体向上的个数，以逐帧的方式进行采集，提高引体向上检测的精度，并且以图像采集检测的方式，解决了现有技术中一红外检测等定位检测的方式无法适应不同身高和不同体型的受试者检测，无需根据测试人员进行调节，方便人们的操作。

并且通过深度摄像机和RGB摄像机进行录制，其中深度摄像机能对受测者至深度摄像机之间的间距进行检测，避免受试者前后摆动腿来完成引体向上，可以通过深度数据来判断受试者是否违规，具体的，首先系统提取受试者完成一次引体向上过程中每一帧深度数据中受试者轮廓的最小值和最大值，然后综合所有的数值，得到整个过程中的最小值和最大值。然后计算这两个数值的差值，根据该差值可以判断受试者在完成一次引体向上过程中前后摆动的幅度，如果该数值过大，则不计数。

利用图像识别受测者的轮廓，并以逐帧的方式对每一帧的肢体动作进行检测，使得在检测俯卧撑以及仰卧起坐等检测项目时，能以受测者的背部为基准直线，测量每一帧图像中基准直线与地面之间的夹角，在测试前，仅需选用一个角度值作为计数的标准值，根据每一帧中该标准值的变化，来计算受试者仰卧起坐或俯卧撑的个数。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：包括中央处理器(1)以及与中央处理器(1)耦接的数据采集终端(2)，所述数据采集终端(2)包括智能相机(3)以及时控接收模块(4)以及语音提示模块(5)；

时控接收模块(4)，与中央处理器(1)耦接，响应于中央控制的控制信号以输出预设时长的计时信号；

智能相机(3)，与时控接收模块(4)和中央处理器(1)连接，响应于计时信号以录制体感影像输送给中央处理器(1)；

语音提示模块(5)，与时控接收模块(4)连接，响应于计时信号输出以语音播报倒计时。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：还包括控制键盘(6)、显示屏(7)以及成绩管理模块(8)；

控制键盘(6)，与中央处理器(1)连接，响应于人员操作以输出启始信号；

显示屏(7)，与中央处理器(1)连接，接收经中央处理器(1)传输的体感影像并显示；

成绩管理模块(8)，与中央处理器(1)连接，用于存储智能相机(3)录制的体感影像。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：所述智能相机(3)包括深度摄像机和RGB摄像机；

所述深度摄像机与中央处理器(1)连接，响应于启始信号以获取深度数据；

所述RGB摄像机与中央控制器连接，同时响应于启始信号以获取RGB数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：所述数据采集终端(2)还包括WiFi模块和本地网口，所述数据采集终端(2)通过本地网口或WiFi模块与中央处理器(1)通过互联网或主局域网连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：所述成绩管理模块(8)包括数字型视频处理器(9)和数据存储盘(10)，所述数字型视频处理器(9)与数据采集终端(2)连接，接收并编译智能相机(3)录制的体感影像。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：所述中央处理器(1)包括视频处理终端(11)，所述视频处理终端(11)与数字型视频处理器(9)连接，用于读取并测量体感影像每一帧中肢体的位置。

7.根据权利要求4所述的一种基于智能TOF深度相机的体能测试设备，其特征在于：所述显示屏(7)通过网络解码器与以太网收发器连接构成中心局域网，所述以太网收发器与主局域网或互联网连接，用于读取数据采集终端(2)采集的体感影像。

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