[發明專利]一種智能安全健身指導裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202110269986.2
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113144540A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 李育奇;楊浩浩;常為銘;鄭子祺;姚冠成;馮凱琳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A63B24/00
• 分類號: A63B24/00;A63B71/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種智能安全健身指導裝置，設有交互顯示裝置，所述交互顯示裝置包括主控板、與主控板連接的顯示器，其特征在于，所述智能安全健身指導裝置還包括攝像裝置、器械運動狀態采集裝置、服務器、動作識別處理器；

所述主控板還分別與攝像裝置、器械運動狀態采集裝置、服務器、動作識別處理器連接；

所述攝像裝置用于實時拍攝得到采集影像數據，所述器械運動狀態采集裝置用于采集健身器械繞空間3軸的旋轉數據，所述動作識別處理器用于識別用戶動作，所述交互顯示裝置用于接收用戶觸摸操作、實時展示識別動作數據和糾正動作數據；

所述服務器用于對接收的識別動作數據進行糾正。

2.根據權利要求1所述的智能安全健身指導裝置，所述交互顯示裝置還包括語音播放器，所述語音播放器與所述主控板連接，所述語音播放器用于實時語音播報指導。

3.根據權利要求1或2所述的智能安全健身指導裝置，其特征在于，所述器械運動狀態采集裝置采用3D掃描儀、陀螺儀、加速計、磁力計中任一種或任意多種組合。

4.根據權利要求1或2所述的智能安全健身指導裝置，其特征在于，還包括移動伸縮架，所述移動伸縮架分別與所述攝像裝置、交互顯示裝置連接。

5.一種智能安全健身指導系統，包括如權利要求1-4任一所述的智能安全健身指導裝置，其特征在于，所述服務器包括網絡通信模塊、動作糾正模塊，所述動作糾正模塊與所述網絡通信模塊連接，所述動作糾正模塊用于根據標準運動模型進行對比動作。

6.根據權利要求5所述的智能安全健身指導系統，其特征在于，所述服務器還包括身份識別模塊、處方制定模塊，所述身份識別模塊、處方制定模塊分別與所述網絡通信模塊連接，所述身份識別模塊用于驗證用戶身份，所述處方制定模塊用于制定用戶的鍛煉計劃和鍛煉方式。

7.一種智能安全健身指導方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過攝像裝置實時拍攝得到采集影像數據，通過器械運動狀態采集裝置采集健身器械繞空間3軸的旋轉數據；

通過交互顯示裝置的顯示器接收用戶觸摸操作、通過交互顯示裝置內嵌的語音接收單元接收用戶語音指令數據從而與用戶進行實時互動；

根據采集影像數據處理人體模型在虛擬空間的同步運動得到人體時序3D模型數據；

根據健身器械繞空間3軸的旋轉數據處理健身器械模型在虛擬空間的同步運動得到健身器械時序3D模型數據；

根據人體時序3D模型數據、健身器械時序3D模型數據結合標準運動模型進行動作比較處理得到用戶錯誤動作數據、動作評價數據、標準動作指導數據，將用戶錯誤動作數據、動作評價數據、標準動作指導數據發送到交互顯示裝置，所述標準運動模型通過導入標準動作的數據集，匹配相應動作的標準動作建立得到；

根據用戶相關信息通過定制健身訓練模型網絡尋找最近多維歐幾里得距離進行匹配最接近的鍛煉計劃和鍛煉方式，將匹配的鍛煉計劃和鍛煉方式發送至交互顯示裝置，所述用戶相關信息包括用戶身體數據、用戶填寫數據；

在用戶健身后基于記錄用戶每次的鍛煉情況和計劃完成度實時調整更新鍛煉計劃；

通過交互顯示裝置，接收動作識別處理器發送的人體時序3D模型數據進行實時展示，接收動作糾正模塊發送的用戶錯誤動作數據、動作評價數據、標準動作指導數據進行實時顯示，接收處方制定模塊發送的鍛煉計劃和鍛煉方式進行顯示；

通過語音播放器接收動作糾正模塊發送的用戶錯誤動作數據、動作評價數據、標準動作指導數據對動作進行實時語音播報指導。

8.根據權利要求7所述的智能安全健身指導方法，其特征在于，所述根據采集影像數據處理人體模型在虛擬空間的同步運動得到人體時序3D模型數據，具體包括以下步驟：

建立人體虛擬3D訓練模型網絡；

通過攝像裝置記錄人體運動視頻進行人體追蹤得到采集影像數據；

通過人體虛擬3D訓練模型網絡輸入采集影像數據，輸出得到人體時序3D模型數據，所述人體時序3D模型數據為基于動作肢體關鍵節點在三維中隨時間運動的數據。