[發(fā)明專利]多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)及多模感知協(xié)同訓(xùn)練方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211326934.5
• 申請(qǐng)日: 2022-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116058827A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯宏憲;陳恒殷;楊鎮(zhèn)在
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/11
• 分類號(hào): A61B5/11;A61B5/22;A61B5/389
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 徐協(xié)成

1.一種多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：

多個(gè)體態(tài)傳感器，包括：

至少一慣性傳感器，用以感測(cè)與使用者的訓(xùn)練動(dòng)作相關(guān)的多個(gè)體態(tài)數(shù)據(jù)；以及

至少一肌電傳感器，用以感測(cè)與該使用者的該訓(xùn)練動(dòng)作相關(guān)的多個(gè)肌電數(shù)據(jù)；

傳感模塊，耦接這些體態(tài)傳感器，用以根據(jù)這些體態(tài)數(shù)據(jù)輸出多個(gè)肢體扭力數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些肌電數(shù)據(jù)輸出多個(gè)肌群?jiǎn)?dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)；

運(yùn)算模塊，耦接該傳感模塊，用以執(zhí)行以下步驟：

根據(jù)骨架坐標(biāo)系統(tǒng)將這些肢體扭力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為力矩-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)；

根據(jù)該骨架坐標(biāo)系統(tǒng)將這些肌群?jiǎn)?dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為肌力特征值-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)；

對(duì)該力矩-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)和該肌力特征值-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行融合演算；

根據(jù)該融合演算的結(jié)果對(duì)該訓(xùn)練動(dòng)作計(jì)算評(píng)估數(shù)據(jù)；以及

根據(jù)該評(píng)估數(shù)據(jù)判定該訓(xùn)練動(dòng)作對(duì)應(yīng)多個(gè)已知運(yùn)動(dòng)動(dòng)作中的一個(gè)；以及

顯示模塊，耦接該運(yùn)算模塊，用以顯示該評(píng)估數(shù)據(jù)以及該已知運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，其中該運(yùn)算模塊還用以執(zhí)行以下步驟：

根據(jù)該骨架坐標(biāo)系統(tǒng)將這些肢體扭力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為力-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)，再將該力-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為該力矩-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)；以及

根據(jù)該骨架坐標(biāo)系統(tǒng)將這些肌群?jiǎn)?dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為肌力啟動(dòng)時(shí)間-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)，再將該肌力啟動(dòng)時(shí)間-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為該肌力特征值-骨架坐標(biāo)系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，其中當(dāng)該至少一慣性傳感器設(shè)置在該使用者的身體時(shí)，該骨架坐標(biāo)系統(tǒng)是對(duì)應(yīng)于該用戶的身體骨架，該使用者的該身體骨架可通過(guò)攝像裝置獲取。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，其中當(dāng)該至少一慣性傳感器設(shè)置在訓(xùn)練器材上時(shí)，該骨架坐標(biāo)系統(tǒng)更進(jìn)一步對(duì)應(yīng)于該訓(xùn)練器材的器材骨架，該訓(xùn)練器材的該器材骨架可通過(guò)該攝像裝置獲取。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，還包括：

運(yùn)動(dòng)模型數(shù)據(jù)庫(kù)，包括多個(gè)已知運(yùn)動(dòng)模型；以及

運(yùn)動(dòng)仿真模型模塊，耦接該運(yùn)動(dòng)模型數(shù)據(jù)庫(kù)以及該運(yùn)算模塊；

其中該運(yùn)算模塊基于該用戶使用的這些體態(tài)傳感器的數(shù)量確定該使用者的運(yùn)動(dòng)情境；

其中該運(yùn)算模塊基于該運(yùn)動(dòng)情境與該運(yùn)動(dòng)仿真模型模塊進(jìn)行配對(duì)，該運(yùn)動(dòng)仿真模型模塊基于該運(yùn)動(dòng)情境自運(yùn)動(dòng)模型數(shù)據(jù)庫(kù)中選定這些已知運(yùn)動(dòng)模型當(dāng)中的一個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，還包括：

訓(xùn)練數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，耦接該運(yùn)算模塊，該訓(xùn)練數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)包括對(duì)應(yīng)這些已知運(yùn)動(dòng)模型中每一個(gè)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；

其中該運(yùn)算模塊比較該評(píng)估數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)已選定的該已知運(yùn)動(dòng)模型的該訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以計(jì)算出該使用者的該訓(xùn)練動(dòng)作與已選定的該已知運(yùn)動(dòng)模型的相似度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，其中

當(dāng)該相似度大于或等于一相似閾值時(shí)，該運(yùn)算模塊判定該用戶的該訓(xùn)練動(dòng)作符合已選定的該已知運(yùn)動(dòng)模型，并將該評(píng)估數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到該訓(xùn)練數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以更新對(duì)應(yīng)已選定的該已知運(yùn)動(dòng)模型的該訓(xùn)練數(shù)據(jù)，該顯示模塊顯示該評(píng)估數(shù)據(jù)以及該已知運(yùn)動(dòng)動(dòng)作；

當(dāng)該相似度小于一相似閾值時(shí)，該運(yùn)算模塊判定該用戶的該訓(xùn)練動(dòng)作未符合這些已知運(yùn)動(dòng)模型，并將該評(píng)估數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到該訓(xùn)練數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以更新該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，該顯示模塊顯示該評(píng)估數(shù)據(jù)以及錯(cuò)誤運(yùn)動(dòng)動(dòng)作訊息。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多模感知協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)，其中該至少一慣性傳感器具有偏移傳感單元，并且該至少一慣性傳感器設(shè)置在該使用者的身體，用以當(dāng)該至少一慣性傳感器與該使用者的該身體之間產(chǎn)生相對(duì)偏移量時(shí)，感測(cè)多個(gè)偏移數(shù)據(jù)，該傳感模塊根據(jù)這些體態(tài)數(shù)據(jù)及這些偏移數(shù)據(jù)輸出這些肢體扭力數(shù)據(jù)；

其中該運(yùn)算模塊比較該評(píng)估數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)該已選定的該已知運(yùn)動(dòng)模型的該訓(xùn)練數(shù)據(jù)，判斷該至少一慣性傳感器與該使用者的該身體之間的該相對(duì)偏移量是否超過(guò)一偏移閾值；

其中當(dāng)該相對(duì)偏移量大于該偏移閾值時(shí)，該顯示模塊顯示傳感器設(shè)置異常訊息。