一种用于平板支撑的检测方法及其装置与流程

本发明涉及运动动作检测技术领域，更具体地，涉及一种用于平板支撑的检测方法及其装置。

背景技术：

平板支撑(plank)是一种在健身或者锻炼时主要呈俯卧姿势，身体呈一线保持平衡的训练动作，该动作可以有效的锻炼腹横肌，被公认为训练核心肌群的有效方法。具体地，在做平板支撑时，需要人体俯卧，需要双肘弯曲支撑在地面上，肩膀和肘关节垂直于地面，双脚踩地，身体离开地面，躯干伸直，头部、肩部、臀部和踝部保持在同一平面，腹肌收紧，盆底肌收紧，脊椎延长，眼睛看向地面，则为标准。平板支撑运动比赛是计算参赛者保持标准动作的时长，而目前主要通过人工观察确定测试者的平板支撑动作是否标准，参赛者前期体力充足，能够维持标准动作，经过一段时间后，动作会产生变形或者参赛者需要通过小动作休息，导致裁判不容易进行判决且不能及时进行判决，效率低，误差大，导致比赛存在不公平的隐患。并且需要一个或多个裁判一直看着一个参赛者，人工成本高。

公开号为“cn111275031b，公告日为2020年09月08日的中国专利文件公开了基于人体骨骼关键点的平板支撑检测方法、装置、设备及介质，基于关键点和图像识别的方式进行平板支撑的动作检测，无需人工即可对平板支撑的动作标准进行评判。

但是在上述的技术方案中，通过图像识别人体骨骼关键点的方法对动作进行识别，容易受到个体骨骼的差异而影响了识别的结果，同时，通过图像进行识别计算，运算量较大，也会影响对动作判断的及时性，尤其是比赛过程中参赛者后期的小动作较多，并加剧运算量的情况。而且采用上述的技术方案成本也高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中准确性和及时性较弱以及成本高的问题，提供一种用于平板支撑的检测方法及其装置，检测方法更加快捷，装置更加简单，并且能够确保对动作判定的准确性和及时性，同时能降低成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种用于平板支撑的检测方法，包括如下的步骤：

步骤一：令人体保持俯卧，在踝部和肩部安装红外传感器组件，在胯部安装光敏传感器；红外传感器组件和光敏传感器电连接有计时器；红外传感器组件和光敏传感器都装在人体的中心线上。

步骤二：令人体保持平板支撑的标准动作，调节踝部或肩部的红外传感器组件的红外线发射角度，令踝部或肩部的红外传感器组件能够配对且红外线能够穿过胯部的光敏传感器；在步骤一中将各组件安装好之后，只需要调节踝部或肩部红外传感器组件的红外线发射角度即可，实现快速调整，避免运动员多余的运动损耗。

步骤三：启动计时器，开始进行平板支撑持续时间的计时；若红外线组件没有配对或红外线没有穿过光敏传感器，计时器暂停计时直至红外传感器组件能够配对且红外线能够穿过胯部的光敏传感器。

在上述的技术方案中，平板支撑的标准动作是躯干伸直，肩部、臀部和踝部保持在同一平面，也就是肩部、胯部和踝部的三个点处于同一倾斜的直线上，在肩部和踝部安装红外传感器组件后，胯部的光敏传感器位于红外线传感器组件的发射端和接收端之间，发射端能够发出红外线，令该红外线经过位于胯部的光敏传感器到达另一端的接收端，说明肩部、胯部和踝部保持在同一平面内，符合平板支撑的动作标准，因此与红外传感器组件和光敏传感器电连接的计时器可以进行计时。而当平板支撑的作用随着时间发生变形的话，如身体臀部位置向上凸起或向下凹陷，肩部下沉等，会导致发射端的红外线无法经过光敏传感器或者无法被接收端收到，此时计时器就会停止计时直至重新将动作调整为标准动作。由于计时器只需要根据红外传感器组件和光敏传感器的电信号进行启动或停止计时，因此当动作不标准，能够迅速响应，停止计时。同时，在校正发射端的发射角度的时候，是在标准动作下，该标准动作的判定能够通过裁判根据个人的情况作出快速准确地判定，完成红外线传感器组件初始调整后则无需裁判监督计时，能够节省人工成本。

优选的，在所述步骤三中，启动计时器前，先让人体还原至保持俯卧进行休息，然后再重新保持平板支撑的标准动作。在进行正式的计时之前，为了避免因为安装检测装置而导致的体力损耗，先让运动员俯卧进行一段时间进行休息后再计时检测，可以令比赛更加公平。

优选的，在所述步骤一中，红外传感器组件和光敏传感器处于同一高度，当动作转换为平板支撑的标准动作是，红外传感器组件和光敏传感器也会处于同一条倾斜的直线上，此时只需要调整发射端的角度就可以完成红外传感器组件和光敏传感器的调整，能够快速完成调整减少运动员的体力消耗和提高效率。

优选的，所述红外传感器组件和光敏传感器电连接有警示灯，若红外线组件没有配对或红外线没有穿过光敏传感器，警示灯可以发出提醒，让运动员知道其动作不标准，提醒其重新调整动作。

优选的，预设计时器暂停计时的阈值，若超过阈值则计时器无法继续计时。若运动员只是因为短时间的动作调整导致暂停计时，在阈值的时间内重新进行调整，还能继续计时，避免因为运动员的小动作造成不必要的误判。若是超过阈值时间，说明运动员已经无力继续保持标准动作或者想要通过非标准动作进行休息，此种情况下计时器不会再次启动计时。

一种用于实现上述检测方法的装置，包括红外传感器组件、光敏传感器组件、控制器和计时器，所述红外传感器组件包括发射端和接收端，所述光敏传感器组件包括光敏感应部；所述光敏感应部、所述发射端、所述接收端和所述计时器均与所述控制器电连接；所述光敏传感器组件、所述发射端和所述接收端均连接有固定底座组件，发射端与固定底座组件转动连接；所述固定底座组件用于安装固定在人体上。

在上述的技术方案中，发射端固定在踝部，则接收端固定在肩部；若发射端固定在肩部，则接收端固定在踝部。将光敏感应部固定人体的胯部。当发射端发出的红外线经过光敏感应部并到达接收端，就能够发送电信号至控制器，通过控制器启动计时器，若发射端发出的红外线只经过光敏感应部或只到达接收端，则不会发送电信号至控制器，控制器暂停计时器的运转。光敏传感器组件、发射端和接收端均通过固定底座组件固定在人体的对应位置，在人体做出平板支撑的标准动作时，只需要转动发射端并调节发射端的角度，令发射端发出的红外线经过光敏感应部并到达接收端，则说明此时人体的踝部、肩部和胯部处于同一直线上。当平板支撑的动作改变，变为非标准动作时，踝部、肩部和胯部不处于同一直线上，导致发射端、接收端和光敏感应部的位置改变，红外线无法经过光敏感应部并到达接收端，通过传感器检测人体动作的变化，从而实现平板支撑标准动作的检测。

优选的，还包括与控制器电连接的警示灯。当发射端发出的红外线只经过光敏感应部或只到达接收端，警示灯发出光线，提醒运动员动作不标准。

优选的，所述光敏传感器组件还包括中空的限位框，所述光敏感应部位于所述限位框内。限位框可以为方形或圆形，光敏感应部设置有四个，并且处于并联状态。四个光敏感应部位于限位框内的四个方位。在发射端的红外线需要经过限位框的内圈才能触发光敏感应部，为了让运动员有动作调整的空间，限位框的面积可以根据需要设定，限位框内的四个方位都有光敏感应部，红外线穿过限位框的时候即使发生偏移也至少有一个光敏感应部能够得到感应，而由于四个光敏感应部是并联连接，因此只需要有一个光敏感应部感应到红外线就可以触发红外线经过光敏感应部的判定条件。

优选的，所述固定底座组件包括吸盘座、安装于所述吸盘座上的支撑杆和连接所述吸盘座的绑带部；所述吸盘座用于放置于人体上，所述绑定部用于将吸盘座固定在人体上。支撑杆的一端用于固定光敏感应部、发射端或接收端，另一端安装的吸盘座上。吸盘座吸附人体(衣物)上，能够初步相对于人体静止，再通过绑带部固定，保持吸盘座的吸附状态，使得吸盘座更加稳定。绑带部可以为设置在吸盘座两端的皮带等带状物品，皮带通过快速卡扣实现连接固定。

优选的，所述支撑杆为可调节长度的伸缩杆，伸缩杆可以根据需要调节高度，从而调节光敏感应部、接收端和发射端的高度，令三者安装在人体上之后，保持在同一高度。

本发明与背景技术相比，产生的有益效果为：通过人体的踝部、胯部和肩部放置三个传感器，通过红外线的三点一线的光路来判定人体的踝部、胯部和肩部处于同一直线上来确认平板支撑的动作是否为标准动作，一旦三个传感器不处于同一直线上，立刻通过电信号的变化做出判断，达到及时快速的效果；在初始进行调试的状态是通过裁判参与调试，确实了初始动作的准确性，提升判断的准确性；实现该检测方法的装置只需要通过电信号进行控制传递，结构也更为简单，使其成本更加低廉。

附图说明

图1为本发明的一种用于平板支撑的检测方法的流程图；

图2为本发明的检测方法的检测状态示意图；

图3为本发明的一种用于实现平板支撑的检测方法的装置的结构示意图；

图4为本发明的光敏传感器组件的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示为一种用于平板支撑的检测方法的实施例，包括如下的步骤：

步骤一：令人体保持俯卧，在踝部和肩部安装红外传感器组件，在胯部安装光敏传感器；红外传感器组件和光敏传感器电连接有计时器；红外传感器组件和光敏传感器都装在人体的中心线上。在放置红外传感器组件和光敏传感器的时候，令其处于同一水平高度。本实施例中，红外传感器组件可以为对射式红外线传感器，红外线发射端位于脚踝，接收端位于肩部，发射端发出的红外线照射至接收端，红外传感器组件实现配对。

步骤二：令人体保持平板支撑的标准动作，调节踝部或肩部的红外传感器组件的红外线发射角度，令踝部或肩部的红外传感器组件能够配对且红外线能够穿过胯部的光敏传感器；在步骤一中将各组件安装好之后，只需要调节踝部或肩部红外传感器组件的红外线发射角度即可，实现快速调整，避免运动员多余的运动损耗。

步骤三：体还原至保持俯卧进行休息，然后再重新保持平板支撑的标准动作。启动计时器，开始进行平板支撑持续时间的计时；若红外线组件没有配对或红外线没有穿过光敏传感器，计时器暂停计时直至红外传感器组件能够配对且红外线能够穿过胯部的光敏传感器。

具体的，所述红外传感器组件和光敏传感器电连接有警示灯，若红外线组件没有配对或红外线没有穿过光敏传感器，警示灯可以发出提醒，让运动员知道其动作不标准，提醒其重新调整动作。

进一步的，预设计时器暂停计时的阈值，若超过阈值则计时器无法继续计时。若运动员只是因为短时间的动作调整导致暂停计时，在阈值的时间内重新进行调整，还能继续计时，避免因为运动员的小动作造成不必要的误判。若是超过阈值时间，说明运动员已经无力继续保持标准动作或者想要通过非标准动作进行休息，此种情况下计时器不会再次启动计时。

本实施例的工作原理：平板支撑的标准动作是躯干伸直，肩部、臀部和踝部保持在同一平面，也就是肩部、胯部和踝部的三个点处于同一倾斜的直线上，在肩部和踝部安装红外传感器组件后，胯部的光敏传感器位于红外线传感器组件的发射端和接收端之间，发射端能够发出红外线，令该红外线经过位于胯部的光敏传感器到达另一端的接收端，说明肩部、胯部和踝部保持在同一平面内，符合平板支撑的动作标准，因此与红外传感器组件和光敏传感器电连接的计时器可以进行计时。而当平板支撑的作用随着时间发生变形的话，如身体臀部位置向上凸起或向下凹陷，肩部下沉等，会导致发射端的红外线无法经过光敏传感器或者无法被接收端收到，此时计时器就会停止计时直至重新将动作调整为标准动作。由于计时器只需要根据红外传感器组件和光敏传感器的电信号进行启动或停止计时，因此当动作不标准，能够迅速响应，停止计时。同时，在校正发射端的发射角度的时候，是在标准动作下，该标准动作的判定能够通过裁判根据个人的情况作出快速准确地判定，完成红外线传感器组件初始调整后则无需裁判监督计时，能够节省人工成本。

本实施例的有益效果：通过人体的踝部、胯部和肩部放置三个传感器，通过红外线的三点一线的光路来判定人体的踝部、胯部和肩部处于同一直线上来确认平板支撑的动作是否为标准动作，一旦三个传感器不处于同一直线上，立刻通过电信号的变化做出判断，达到及时快速的效果；在初始进行调试的状态是通过裁判参与调试，确实了初始动作的准确性，提升判断的准确性。实现该方法所需要的机械装置较为简单，检测的成本更低。

实施例2

如图3-4所示为一种用于实现平板支撑的检测方法的装置实施例，可用于实现实施例1的检测方法，包括红外传感器组件1、光敏传感器组件2、控制器3和计时器4，红外传感器组件1包括发射端101和接收端102，光敏传感器组件2包括光敏感应部201；光敏感应部201、发射端101、接收端102和计时器4均与控制器3电连接；光敏传感器组件2、发射端101和接收端102均连接有固定底座组件5，发射端101与固定底座组件5转动连接；固定底座组件5用于安装固定在人体上。具体的电路连接是本领域的常规手段，此处不作详细描述。

具体的，还包括与控制器3电连接的警示灯6。当发射端101发出的红外线只经过光敏感应部201或只到达接收端102，警示灯6发出光线，提醒运动员动作不标准。

其中，光敏传感器组件2还包括中空的限位框202，光敏感应部201位于限位框202内。限位框202为方形，光敏感应部201设置有四个，并且处于并联状态。四个光敏感应部201位于限位框202内的四个方位。在发射端101的红外线需要经过限位框202的内圈才能触发光敏感应部201，为了让运动员有动作调整的空间，限位框202的面积可以根据需要设定，限位框202内的四个方位都有光敏感应部201，红外线穿过限位框202的时候即使发生偏移也至少有一个光敏感应部201能够得到感应，而由于四个光敏感应部201是并联连接，因此只需要有一个光敏感应部201感应到红外线就可以触发红外线经过光敏感应部201的判定条件。

具体的，固定底座组件5包括吸盘座501、安装于吸盘座501上的支撑杆502和连接吸盘座501的绑带部503；吸盘座501用于放置于人体上，绑定部用于将吸盘座501固定在人体上。支撑杆502的一端用于固定光敏感应部201、发射端101或接收端102，另一端安装的吸盘座501上。吸盘座501吸附人体(衣物)上，能够初步相对于人体静止，再通过绑带部503固定，保持吸盘座501的吸附状态，使得吸盘座501更加稳定。绑带部503可以为设置在吸盘座501两端的弹力带，弹力带通过快速卡扣实现连接固定，弹力带具有弹性，能够紧贴人体而且适应不同人体的体格。支撑杆502为可调节长度的伸缩杆，伸缩杆可以根据需要调节高度，从而调节光敏感应部201、接收端102和发射端101的高度，令三者安装在人体上之后，保持在同一高度。在本实施例中，发射端101连接有舵机7的输出轴，舵机固定在支撑杆502上，通过控制舵机7转动来带动发射端101实现小角度的转动，从而更好地调节发射端101的红外线发射角度。

本实施例的工作原理或工作流程：发射端101固定在踝部，则接收端102固定在肩部；若发射端101固定在肩部，则接收端102固定在踝部。将光敏感应部201固定人体的胯部。当发射端101发出的红外线经过光敏感应部201并到达接收端102，就能够发送电信号至控制器3，通过控制器3启动计时器4，若发射端101发出的红外线只经过光敏感应部201或只到达接收端102，则不会发送电信号至控制器3，控制器3暂停计时器4的运转。光敏传感器组件2、发射端101和接收端102均通过固定底座组件5固定在人体的对应位置，在人体做出平板支撑的标准动作时，只需要转动发射端101并调节发射端101的角度，令发射端101发出的红外线经过光敏感应部201并到达接收端102，则说明此时人体的踝部、肩部和胯部处于同一直线上。当平板支撑的动作改变，变为非标准动作时，踝部、肩部和胯部不处于同一直线上，导致发射端101、接收端102和光敏感应部201的位置改变，红外线无法经过光敏感应部201并到达接收端102，通过传感器检测人体动作的变化，从而实现平板支撑标准动作的检测。

本实施例的有益效果：通过本实施例的装置进行平板支撑标准动作的检测，仅需要电信号的传递就可以达到及时快速判定动作是否保持标准的效果。同时该装置的结构简单，成本更加低廉。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。