TWM542490U - 運動訓練系統 - Google Patents

Description

運動訓練系統

本創作是關於運動訓練的技術領域，特別是一種提供一視覺影像訓練一使用者之運動訓練系統。

傳統中，一使用者利用一運動器材運動時，可自運動器材獲得相關的參數，以跑步機為例說明，前述參數可為運動器材運作之速度、坡度、時間、距離等資訊，在更高階的跑步機中，更提供一感測器偵測使用者的心跳、血氧濃度等少數幾項生理特徵。

前述的運動器材僅能夠提供一器材參數與使用者的生理特徵，並無法讓使用者了解自身的運動姿勢是否正確。舉例而言，右撇子的使用者習慣施力在右側，因而造成身體施力不平均，進而導致身體重心傾向右側，就長期運動而言，對使用者的身體發展造成很大的影響。然而，對於使用者而言，僅能從運動器材單純獲得器材參數與生理變化特徵，其並無法判斷使用者自身的運動姿勢是否正確。再者，每一款運動器材不一定可以提供相關的器材參數或偵測使用者的生理特徵，更何況進一步判斷使用者之運動姿勢是否正確的相關資訊。

有鑑於此，本創作係提供一種運動訓練系統，以解決先前技術的缺失。

本創作之第一目的係提供一種運動訓練系統，讓使用者可以觀察自身姿態，以透過視覺影像訓練使用者以正確姿勢進行運動訓練的目的。

本創作之第二目的係根據上述運動訓練系統，讓使用者根據顯示單元顯示的一姿態影像與一框架影像的一疊合狀態，以達到調整自身姿態的目的。

本創作之第三目的係根據上述運動訓練系統，讓使用者根據顯示單元顯示的壓力中心位置與訓練模型的一標記狀態，以達到調整自身姿態的目的。

本創作之第四目的係根據上述運動訓練系統，透過處理單元計算框架影像疊合姿態影像的一重疊面積的一偏移距離或一旋轉角度，以決定姿態屬於一正常狀態或一不正常狀態。

本創作之第五目的係根據上述運動訓練系統，透過處理單元計算姿態影像相較於訓練模型的偏移距離(例如左側、右側、前側、後側等)或旋轉角度，以決定姿態屬於一正常狀態或一不正常狀態。

為達上述目的或其他目的，本創作係提供一種運動訓練系統，係提供一視覺影像訓練一使用者，其包含一擷取單元、一儲存單元、一處理單元與一顯示單元。擷取單元設置在使用者之一側。擷取單元捕捉相關於使用者之姿態的一姿態影像與一壓力中心位置之至少一者。儲存單元儲存一框架影像與一訓練模型之至少一者。處理單元連接擷取單元與儲存單元。處理單元接收姿態影像及將姿態影像疊合在框架影像，以及處理單元接收訓練模型及將壓力中心位置標記在訓練模型。顯示單元連接處理單元。顯示單元顯示姿態影像與框架影像，並選擇性顯示訓練模型和壓力中心位置。其中，使用者根據顯示單元顯示姿態影像與框架影像的一疊合狀態以調整自身姿態，或根據壓力中心位置與訓練模型的一標記狀態以調整自身姿態。

於另外一實施例中，前述運動訓練系統的儲存單元可儲存姿態的正常狀態或不正常狀態，以供使用者了解或分析在連續的訓練期間或在不連續的訓練期間之動作姿態的變化情況。

相較於習知技術，本創作提供一種運動訓練系統可以適用於任何的運動器材，甚至也可不搭配運動器材。本創作藉由讓使用者直接地觀看自身運動姿態，以提供使用者辨別其姿態的正確性，進而能夠修正使用者的肢體動作或加強訓練使用者特定的身體部位。

使用者可以透過設定閥值，協助使用者調整運動姿態或訂定訓練目標。

為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：

於本創作中，係使用「一」或「一個」來描述本文所述的單元、元件和組件。此舉只是為了方便說明，並且對本創作之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個、至少一個，且單數也同時包括複數。

於本文中，用語「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其他任何類似用語意欲涵蓋非排他性的包括物。舉例而言，含有複數要件的一元件、結構、製品或裝置不僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可以包括未明確列出但卻是該元件、結構、製品或裝置通常固有的其他要件。除此之外，除非有相反的明確說明，用語「或」是指涵括性的「或」，而不是指排他性的「或」。

請參考圖1，係本創作第一實施例之運動訓練系統的方塊圖。於圖1中，運動訓練系統10提供一視覺影像訓練一使用者2，例如視覺影像可為照片、影片或其組合的型態。

運動訓練系統10包含擷取單元12、儲存單元14、處理單元16與顯示單元18。

擷取單元12設置在使用者2之一側，例如前側、後側、下側、上側。擷取單元12可為感光耦合元件、壓力感測器等。其中，感光耦合元件能夠擷取影像；以及，壓力感測器能夠擷取壓力中心位置。詳細而言，擷取單元12捕捉相關於使用者2之姿態的一姿態影像PI，例如姿態可為跑步、行走、蹲姿、立姿等。擷取單元12可以藉由即時補抓使用者2的姿態，以獲得使用者2即時的姿態影像PI。於另一實施例中，姿態影像PI也可間接地由另一圖像替代。另外，擷取單元12也捕捉相關於使用者2之姿態的一壓力中心位置PC。其中，壓力中心位置PC可以是數值格式或影像格式。

儲存單元14儲存框架影像FI或訓練模型TM，例如儲存單元14可為記憶體、硬式磁碟等。舉例而言，訓練模型TM可為一平面直角坐標系圖或其他圖形，其係可以參考圖2(a)與圖2(b)。於圖2(a)中，係使用者2的俯視圖，供顯示使用者2的壓力中心位置PC，當壓力中心位置PC位於平面直角座標系圖的中心點時，表示使用者2未偏移。若使用者2朝前側移動時，則壓力中心位置PC會朝前側移動，使用者2可以藉由壓力中心位置PC判斷自身姿態是否有偏離中心點。於圖2(b)中，框架影像FI可相關於一人體體型框架或其他的形狀框架。使用人體體型框架的優勢為，由於人體體型框架具有相仿於人體的外框。因此，運動訓練系統10可以更準確地訓練使用者2。於另一實施例中，框架影像FI可相同於訓練模型TM。

處理單元16連接擷取單元12與儲存單元14。處理單元16接收姿態影像PI與壓力中心位置PC。處理單元16將姿態影像PI疊合在框架影像FI及將壓力中心位置PC標記在訓練模型TM。舉例而言，處理單元16可計算框架影像FI疊合姿態影像PI的一重疊狀態，例如重疊狀態可根據重疊面積之重疊影像的偏移距離(或稱偏移量)或重疊影像的旋轉角度(或稱旋轉量)以判斷使用者2的姿態屬於一正常狀態或一不正常狀態。

舉例而言，若選擇重疊面積判斷方式，則假設重疊面積大於或等於一預定閥值(例如預定閥值設定範圍係介於10%至90%之間)時，則使用者2的姿態屬於正常的；反之，若重疊面積低於預定閥值，則使用者2的姿態屬於不正常的，一併參考圖3(a)與(b)，係說明本創作圖1之運動訓練系統中姿態影像疊合框架影像的示意圖。若選擇以重疊影像偏移量或旋轉角度作為判斷的方式，當處理單元16計算使用者2的影像偏移距離或旋轉角度小於預定閥值時，則判斷使用者2的姿態是屬於正常的；反之，若影像偏移距離或旋轉角度大於預定閥值，則判斷使用者2的姿態是屬於不正常的。

處理單元16會以視覺影像的方式回饋給使用者2，讓使用者2修正其自身姿態，例如處理單元16會產生聲光效果、視覺效果等方式提醒使用者2應修正其自身姿態，例如當姿態屬於正常時，處理單元16可在框架影像FI執行影像程序(圖未示)。影像程序可將框架影像FI以第一個顏色描繪。當姿態屬於不正常時，影像程序以第二個顏色描繪框架影像FI，使用者2根據框架影像FI之顏色的改變，即時改變其自身姿態。圖3(a)係表示姿態影像PI與框架影像FI疊合約為90%面積的示意圖，以及圖3(b)係表示姿態影像PI與框架影像FI疊合約為10%面積的示意圖。 使用者2可以直接地根據例如圖3(a)與(b)所回饋的視覺影像內容，判斷自身的姿態是否屬於正常狀態或不正常狀態，進而訓練調整自我的不正常姿態。

顯示單元18連接處理單元16。顯示單元18顯示姿態影像PI與框架影像FI，或選擇性顯示訓練模型TM和壓力中心位置PC，例如顯示單元18可為顯示器、投影機等。

於另一實施例中，儲存單元14可儲存正常狀態或不正常狀態，讓使用者2可以了解其自身姿態的訓練過程。

請參考圖4，係本創作第二實施例之運動訓練系統的方塊圖。於圖4中，運動訓練系統10’除包含第一實施例的擷取單元12、儲存單元14、處理單元16與顯示單元18之外，更包含警示單元20。

警示單元20連接處理單元16。警示單元20根據一警告訊號WS可以產生聲光、視覺等效果。處理單元16根據使用者2之姿態屬於一正常狀態或一不正常狀態，選擇性產生警告訊號WS驅動警示單元20。

於另一實施例中，使用者2可以透過處理單元16設定一預定閥值。其中，預定閥值相關於重疊面積之重疊影像的偏移距離或旋轉角度的設定。前述設定的目的是讓處理單元16可以判斷使用者2的姿態是否屬於正常狀態或是不正常狀態，進而透過警示單元20提醒使用者2。詳細而言，前述處理單元16可計算框架影像FI疊合姿態影像PI的重疊面積，並根據重疊面積的重疊程度產生警告訊號WS驅動警示單元20；或處理單元16計算姿態影像PI相較於訓練模型TM的偏移距離，並根據偏移距離的程度產生警告訊號WS驅動警示單元20。如圖3(b)所示，處理單元16可以將重疊面積的重疊程度(即預定閥值)設定為90%。當重疊面積低於90%時，處理單元16透過警示單元20警示使用者2。於本實施例中，將預定閥值設定為90%僅為事例說明，使用者2可以視實際的情況將預定閥值設定為適合的數值。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧使用者
10、10’‧‧‧運動訓練系統
12‧‧‧擷取單元
14‧‧‧儲存單元
16‧‧‧處理單元
18‧‧‧顯示單元
20‧‧‧警示單元
PI‧‧‧姿態影像
FI‧‧‧框架影像
WS‧‧‧警告訊號
PC‧‧‧壓力中心位置
TM‧‧‧訓練模型

圖1係本創作第一實施例之運動訓練系統的方塊圖。 圖2(a)係說明本創作圖1之訓練模型的示意圖。 圖2(b)係說明本創作圖1之框架影像的示意圖。 圖3(a)與(b)係說明本創作圖1之運動訓練系統中姿態影像疊合框架影像的示意圖。 圖4係本創作第二實施例之運動訓練系統的方塊圖。

2‧‧‧使用者

10‧‧‧運動訓練系統

12‧‧‧擷取單元

14‧‧‧儲存單元

16‧‧‧處理單元

18‧‧‧顯示單元

PI‧‧‧姿態影像

FI‧‧‧框架影像

TM‧‧‧訓練模型

PC‧‧‧壓力中心位置

Claims (10)

1. 一種運動訓練系統，係提供一視覺影像訓練一使用者，該運動訓練系統包含： 一擷取單元，係設置在該使用者之一側，該擷取單元捕捉相關於該使用者之姿態的一姿態影像與一壓力中心位置之至少一者； 一儲存單元，係儲存一框架影像與一訓練模型之至少一者； 一處理單元，係連接該擷取單元與該儲存單元，該處理單元接收該姿態影像及將該姿態影像疊合在該框架影像，以及該處理單元接收該訓練模型及將該壓力中心位置標記在該訓練模型；以及 一顯示單元，係連接該處理單元，該顯示單元顯示該姿態影像與該框架影像，並選擇性顯示該訓練模型和該壓力中心位置； 其中該使用者根據該顯示單元顯示該姿態影像與該框架影像的一疊合狀態以調整自身姿態和根據該壓力中心位置與該訓練模型的一標記狀態以調整自身姿態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之運動訓練系統，其中該擷取單元係設置於該使用者的前側、後側、下側與上側之至少一者，以擷取該使用者的該姿態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之運動訓練系統，其中該處理單元根據該姿態影像建立該框架影像。
4. 如申請專利範圍第3項所述之運動訓練系統，其中該處理單元將該框架影像儲存至該儲存單元。
5. 如申請專利範圍第1項所述之運動訓練系統，更包含一警示單元，該警示單元連接該處理單元，該處理單元判斷該姿態屬於一正常狀態或一不正常狀態，並選擇性產生一警告訊號驅動該警示單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述之運動訓練系統，其中該處理單元計算該框架影像疊合該姿態影像的一重疊面積的一偏移距離或一旋轉角度，以及將該壓力中心位置標記在該訓練模型的一偏移距離，以判斷該姿態屬於一正常狀態或一不正常狀態。
7. 如申請專利範圍第6項所述之運動訓練系統，更包含一警示單元，該警示單元連接該處理單元，該處理單元判斷該重疊面積低於一預定閥值時，該處理單元產生一警告訊號驅動該警示單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述之運動訓練系統，其中該預定閥值的範圍可介於10%至90%之間。
9. 如申請專利範圍第7項所述之運動訓練系統，其中當該重疊面積低於一預定閥值時，該處理單元執行一影像程序處理該框架影像。
10. 如申請專利範圍第6項所述之運動訓練系統，其中該儲存單元儲存具有該重疊面積、該偏移距離、該旋轉角度的該正常狀態或該不正常狀態。