[發明專利]一種基于機器視覺的引體向上計數器

在審

• 申請號: 202110398457.2
• 申請日: 2021-04-11
• 公開（公告）號: CN113095461A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 左佑;戴思然;王亮;趙雪飛;李怡然;姜宇峰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06M1/27
• 分類號: G06M1/27;G06K9/00;G06T7/207
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種基于機器視覺的引體向上計數器，包括樹莓派模塊和單目攝像頭，單目攝像頭內嵌入有人臉識別模塊，樹莓派模塊中預安裝有引體向上計數程序，單目攝像頭布設在單杠水平高度并與樹莓派模塊連接。使用嵌入式系統(樹莓派)和單目攝像頭的設備組合，利用人臉識別和目標追蹤相結合的方式實現引體線上計數功能。本發明基于機器視覺的引體向上計數器設備使用嵌入式系統代替傳統PC平臺，技術實現優化了現有使用人臉識別的方法，采用人臉識別與目標追蹤相融合的方法，使得結構簡單布設方便，降低了硬件成本，具有較高的使用價值。

技術領域

本發明涉及引體向上測試時的計數用具，針對人工監考時主觀性大，標準不統一，使得考試成績出現不公平和現有的引體向上測試設備結構復雜，交互能力差，成本高，不易安裝、維護費用高，不易于鋪設的現象，本發明是一種用于引體向上的測驗中的計數用具。

背景技術

引體向上指依靠自身力量克服自身體重向上做功的垂吊練習，《國家學生體質健康標準》測試要求所有初高中和大學男生每年必須進行引體向上測試，是衡量男性體質的重要參考標準和項目之一。

引體向上主要測試上肢肌肉力量的發展水平，以及臂力和腰腹力量，是一項多關節復合動作。傳統的引體向上測試需要人工監考，主觀性大，標準不統一，容易出現考試成績出現不公平現象。目前也提出了一些智能測試系統，根據所使用傳感器類型可以分為基于超聲波傳感器等非視覺傳感器和基于視覺傳感器兩類。其中非視覺傳感器主要進行固定位置、距離的判斷對動態動作的效果沒有視覺傳感器好，且固定的數值對于不同身高條件人和擺動動作并不公平，且設備大多需要固定在特定位置不易于鋪設、安裝。目前視覺傳感器大多設備使用類似kinect傳感器和PC機的組合來進行骨骼跟蹤或人臉識別實現引體向上的計數，但其硬件成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于機器視覺的引體向上計數器，與現有的國內外的計數器相比，結構簡單，布設方便且在保證正確率的同時有效的降低了硬件成本，具有較高的使用價值。

本發明的技術方案在于：一種基于機器視覺的引體向上計數器，包括樹莓派模塊和單目攝像頭，單目攝像頭內嵌入有人臉識別模塊，樹莓派模塊中預安裝有引體向上計數程序，單目攝像頭布設在單杠水平高度并與樹莓派模塊連接。

樹莓派模塊包括數據輸入模塊、主控制器、數據顯示模塊、圖像處理模塊、位置檢測模塊、目標跟蹤模塊和計數模塊。主控制器為核心控制單元，用以對其他模塊進行控制，數據輸入模塊、數據顯示模塊、圖像處理模塊、位置檢測模塊、目標跟蹤模塊和計數模塊均與主控制器連接；數據輸入模塊用以將單目攝像頭采集的人臉圖像輸入至主控制器中進行識別，識別結果通過數據顯示模塊進行顯示。單目攝像頭采集的引體向上計數圖像經過數據輸入模塊后，經過圖像處理模塊、位置檢測模塊、目標跟蹤模塊和計數模塊進行識別計算，自動對人臉識別的目標進行引體計數。

樹莓派模塊中的計數程序中，首先輸入學號，然后點擊confirm開始引體向上計數，待計數完成后點擊next儲存數據，即可進行下一輪計數過程。

使用嵌入式系統(樹莓派)和單目攝像頭的設備組合，利用人臉識別和目標追蹤相結合的方式實現引體線上計數功能。

本發明的優點在于：本發明的基于機器視覺的引體向上計數器設備使用嵌入式系統代替傳統PC平臺，技術實現優化了現有使用人臉識別的方法，采用人臉識別與目標追蹤相融合的方法，使得結構簡單布設方便，降低了硬件成本，具有較高的使用價值。

附圖說明

圖1為系統整體架構。

圖2為算法實現流程。

圖3為程序主界面。

圖4為程序運行完界面。

圖5為程序重新開始計數界面。

具體實施方式