[發明專利]簡化24式太極拳綜合訓練系統

有效

• 申請號: 201610637515.1
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN106166376B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 范繼軍;朱偉;賀超
• 申請（專利權）人: 河南牧業經濟學院
• 主分類號: A63B69/00
• 分類號: A63B69/00;A63B71/06;G09B5/06
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)61223
• 代理人: 俞曉明

技術領域

本發明涉及太極拳訓練領域，具體涉及一種簡化24式太極拳綜合訓練系統。

背景技術

太極拳在我國是民族文化和傳統體育的象征，是集氣功和武術于一體的強身健體、修身養性、自衛防身等功效的體育項目。在競爭加劇的現代社會生活中，太極拳對人體健康的作用已被各界人士所認識。簡化24式太極拳從1956年誕生后，由于簡單易學、健身效果突出，隨后就成為高校武術教學主要內容之一。經過50多年的推廣，目前簡化24式太極拳已成為全世界推廣最為普及的武術套路。

目前，影響簡化24式太極拳普及與推廣的因素主要因素

1、任課教師簡化24式太極拳的演練水平不高，對太極拳每個動作攻防含義理解不深、不透；

2、普遍采用教師現場進行演示、觀察指導的模式，或者采用攝像頭進行訓練視頻的采集，然后在結束訓練后，教練進行觀察指導，大部分人只能靠自我體會與領悟，這種情況導致了太極拳訓練的效率極其低下，造成了大多數人太極拳動作的不規范。

3、理論知識的教學空洞乏味，訓練的過程也較為乏味，很容易讓學生失去學習的興趣；

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了簡化24式太極拳綜合訓練系統，實現了太極拳動作的自動判定評估和指導，且可以在訓練學習的過程中的采用三維投放的形式進行教學視頻或指導視頻的播放，并將理論知識穿插在其中，大大方便了訓練者對于各個動作的反復觀摩和理解，提高了訓練效率，使得動作更加規范，同時也減輕了教師的工作量；還可以營造各種訓練的背景，也可以建立一個虛擬的三維模型進行陪練，提高了動作訓練過程中的趣味性。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

簡化24式太極拳綜合訓練系統，包括

人機操作模塊，用于用戶登錄，輸入各種控制命令；

視頻采集模塊，用于進行整個訓練過程視頻數據的采集，并將采集到的數據通過北斗模塊發送到數據處理模塊；

體感控制模塊，通過設置在腕帶內的加速度計、陀螺儀和磁力計進行體感控制數據的采集，并將采集到的體感控制數據通過北斗模塊發送到中央處理器；

數據處理模塊，用于通過kinect深度傳感器進行骨骼信息獲取；還用于消除鎖獲得骨骼信息的抖動和噪聲干擾，并計算獲取所有骨骼對的角度旋轉移動矩陣信息；還用于進行全景視頻的拼接，并將拼接完成的視頻數據發送到中央處理器；所述全景視頻的拼接包括投影、圖形對齊拼接和畸變校正，或者，包括投影和圖形對齊拼接，投影包括柱面投影和球面投影；

動作標準評估模塊，用于將計算所得的骨骼對的角度旋轉移動矩陣信息與標準動作數據庫內錄制的標準動作信息進行相似度對比，輸出各個評估標準的相似度值，將所得的評估結果發送到動作指導建議輸出模塊和人工專家指導模塊，并發送到中央處理器；

動作指導建議輸出模塊，用于將動作標準判斷模塊的評估結果與指導意見內的經典指導訓練模型進行匹配，并將匹配結果按相似度從高到低排列后發送到顯示屏進行顯示；

人工專家指導模塊，用于通過人工專家對動作標準判斷模塊的評估結果進行指導性意見的輸出，并將輸出的指導意見發送到中央處理器；

中央處理器，用于將接收到的數據按用戶登錄數據進行一一匹配后儲存于對應的數據庫內；用于將接收到的全景視頻數據轉換成3D投影儀所能識別的格式發送到3D投影儀；用于根據人機操作模塊和體感控制模塊輸入的各種控制命令，并按照預設的算法發送到指定的模塊；還用于用戶注冊、權限管理以及密碼修改；

節奏契合度評估模塊，用于根據預設的算法進行太極拳動作以及伴奏的節奏特征數據的提取，根據所得的節奏特征繪制太極拳動作節奏曲線和伴奏音樂節奏曲線，并將兩條曲線進行相似度對比，如果差距小于某個門限，則認為契合度高，否則認為契合度低；

空氣投影訓練教學模塊，包括空氣屏幕系統、六組3D投影儀、音樂背景播放模塊和素材數據庫，用于根據中央處理器發送的控制命令從素材數據庫內調用相應的數據建立各種動態三維模型和場景；還用于根據中央處理器發送的數據以及控制命令建立各種動態三維模型。

優選地，所述評估標準至少包括手臂與身體之間的角度、手型、手腕與手臂之間的角度、大臂和小臂之間的角度、大腿與小腿之間的角度、下半身與上半身之間的角度。

優選地，所述視頻采集模塊包括架設在電信桿上的一個球體裝置，球體裝置上均勻安裝有N個魚眼鏡頭，N至少為四個，所述魚眼鏡頭拍攝的視頻數據的水平角度為360°/N的水平角度，所述魚眼鏡頭拍攝的視頻數據的垂直角度為360°/N的垂直角度。