分别依据骨位置、关节活动位置、骨骼肌工况、纤维结缔组织工况子判据进行判 断后，判断为正确的项可以进行加权计分，单独测试对象的帧得分达到或者超过预设得分 标准，则判定帧正确。
[0122] 6.动作过程判据
[0123] 根据预设的动作过程最小分段帧数，对帧正确情况进行计分，学员动作过程最小 分段包含的帧正确得分达到或者超过预设得分标准，则判定动作过程最小分段正确。
[0124] 在动作过程最小分段判定为不匹配或不正确时，可以进行错误提示。优选地，可以 实时地采用视觉图形或听觉声音信息仅对不满足"动作过程最小分段正确"的动作过程最 小分段进行错误提示，或者采用非实时的回放方式进行错误提示。如此，测试对象在执行动 作时将得到类似真人教练在旁辅导时开得到的"坠肘、松肩"等口令或动作演示示范的调整 指令。
[0125] 测试对象视角转换时，运动指导视觉信息输出到头戴式多媒体设备，使得运动指 导信息呈现的角度随测试对象视角同步变化，保持相对静止的可辨识状态，避免因为扭头、 转身等目光角度变换引起的信息错失问题。
[0126] 测试对象的运动信息数据可通过网络上传至远程服务器15,由异地专家进行人工 个性化调整，即对计算机比较得出的差异改进信息进行人工审核校正，人工处理的优先级 高于计算机自动处理优先级。
[0127] 或者，测试对象的运动信息数据可通过网络上传至远程服务器15,并建立云计算 数据库，还可以进行相应的数据挖掘，供相关科研领域专家使用。例如，可以记录不同人种、 性别、年龄、体型、健康状况的测试对象对动作的完成情况，建立云计算大数据库。
[0128] 下面结合一实际应用场景对本实施例的用于提高运动指导效率的装置和方法的 使用过程进行描述。
[0129] 首先，采用运动捕捉装置和表面肌电仪对示范员进行检测，得到作为标准示范员 的测试对象A的身材参数FIGURE.A和动作过程信息MA。
[0130] 接下来，依据FIGURE.A和所采纳的医学标准人体模型，将示范员的动作过程信息 MA换算成医学标准人体模型条件下的MA1。
[0131] 之后，采用运动捕捉装置和表面肌电仪对作为学员的测试对象进行检测，得到作 为学员的测试对象B的身材参数FIGURE.B，动作过程信息MB。
[0132] 之后，依据FI⑶RE.B和所采纳的医学标准人体模型，将测试对象的动作过程信息 MB换算成医学标准人体模型条件下的MB1。
[0133] 之后，由综合处理器将MA1和MB1进行匹配对比，获得纠偏过程MCI和纠偏后的 MB12〇
[0134] 之后，可以由专家远程观察MCI和MB12,人工进行修正并给出个性化的MC22和 MB22〇
[0135] 接下来，结合FI⑶RE.B获得还原成符合测试对象B身材参数特点的MC22-HY和 MB22HY。
[0136] 之后，通过综合处理单元对MC22-HY和MB22-HY进行多媒体化处理，并输出给头戴 式多媒体设备。
[0137] 最后，可以将中间的计算参数和最终的计算结果传输至远程服务器，建立大数据 数据库以供科研人员使用。
[0138] 第三实施例
[0139] 第三实施例以太极拳运动中肩部、肘部和腕部动作要领要学为例，对上述提高运 动指导效率的方法进行进一步说明。
[0140] 首先，在示范员身体的适当部位设置运动捕捉装置和表面面肌电仪，并将前述提 高运动指导效率的装置的其他部件调试至适当的状态。
[0141] 其次，示范员执行某一动作，例如演练陈式太极拳招式动作"金刚捣碓"第二过渡 动作。在示范员执行动作的同时，采用运动捕捉装置和表面肌电仪对示范员进行检测，得到 作为标准示范员的测试对象A的身材参数FIGURE.A和动作过程信息MA。
[0142] 通过检测、处理得到的身材参数FIGURE.A和动作过程信息MA的内容，并依据 FI⑶RE.A和所采纳的医学标准人体模型，将MA换算为医学标准人体模型条件下的MA1。MA1 的单帧关键参数信息例如如下表所示：
[0143]
[0144] 学员在学习或练习时，身体的适当部位也设置有运动捕捉装置和表面面肌电仪。 学员在执行相同动作时，例如同样演练陈式太极拳招式动作"金刚捣碓"第二过渡动作，采 用运动捕捉装置和表面肌电仪对作为学员的测试对象进行检测，得到作为学员的测试对象 B的身材参数FI⑶RE.B以及动作过程信息MB，并根据FI⑶RE.B和所采纳的医学标准人体 模型，将学员的动作过程信息MB换算为所采纳的医学标准人体模型条件下的MB1。MB1的 单帧关键参数信息例如如下表所示：
[0145]
[0147] 接下来，可以由综合处理器将MA1和MB1进行匹配对比，获得纠偏过程MCI和纠偏 后的MB12。接下来，结合FIGURE.B获得还原成符合测试对象B身材参数特点的MC22-HY和 MB22HY，并通过综合处理单元对MC22-HY和MB22-HY进行多媒体化处理，并输出给头戴式多 媒体设备，以将匹配对比结果呈现给学员。
[0148] 呈现的方式可以是图像、声音等在形式上与传统的"人-人"教学模式下十分相似 的提示信息。例如，可以根据匹配对比的结果，采用合适的图像、语音方式发出以下纠正提 示：
[0149] (1)沉肩
[0150] (2)坠肘
[0151] (3)坐腕
[0152] 学员可以根据头戴式多媒体设备提供的纠正提示信息纠正自己的动作，以调节自 身的骨参数、肌电信号、骨骼肌工况、结缔组织工况等，直至不再接收到进一步的纠正提示 fg息。
[0153] 需要说明的是，在进行匹配对比时允许一定范围的误差，也即学员和示范员的同 一参数只要落入允许的误差范围即不再输出进一步纠正提示信息，不一定要完全一致。
[0154] 综上，本实用新型实施例利用医学标准人体模型，并依据运动解剖学理论，真实且 精密地检测人体在执行动作时的骨、骨骼肌等内部结构的运作方式。并可以对测试对象、示 范员的身材参数依据所采纳的医学标准人体模型进行换算，使得不同测试对象和示范员的 运动数据可以在同一医学标准人体模型下进行匹配对比。
[0155] 本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因 此，本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种提高运动指导效率的装置，其特征在于，包括： 运动捕捉装置，用于捕捉测试对象的动作以获得骨参数； 表面肌电仪，用于捕捉所述测试对象在执行所述动作时的肌电信号； 综合处理器，与所述运动捕捉装置和表面肌电仪耦合以接收并时域同步所述测试对象 的骨参数和肌电信号，并将所述测试对象的骨参数和肌电信号与示范员的动作过程信息进 行匹配对比，所述示范员的动作过程信息至少包括所述示范员在执行所述动作时的骨参数 和肌电信号； 头戴式多媒体设备，与所述综合处理器耦合以接收所述综合处理器输出的匹配对比结 果，并将所述匹配对比结果呈现给所述测试对象。2. 根据权利要求1所述的提高运动指导效率的装置，其特征在于，所述表面肌电仪仅 用于检测与所述测试对象执行的动作相关联的骨骼肌的肌电信号。3. 根据权利要求1所述的提高运动指导效率的装置，其特征在于，所述头戴式多媒体 设备以声音和/或图形的方式向所述测试对象呈现所述匹配对比结果。4. 根据权利要求1所述的提高运动指导效率的装置，其特征在于，所述综合处理器将 所述测试对象的骨参数和肌电信号上传至远程服务器，以供存储和/或分析。
【专利摘要】本实用新型提供一种提高运动指导效率的装置，该装置包括：运动捕捉装置，用于捕捉测试对象的动作以获得骨参数；表面肌电仪，用于捕捉测试对象在执行动作时的肌电信号；综合处理器，接收并时域同步测试对象骨参数和肌电信号，将测试对象骨参数和肌电信号与示范员的动作过程信息进行匹配对比，示范员动作过程信息至少包括示范员在执行动作时的骨参数和肌电信号；头戴式多媒体设备，接收所述综合处理器输出的匹配对比结果，并将上述结果呈现给测试对象。本实用新型利用人体狭义运动系统内在关系，便于用户快速、直观地理解和运用运动指导信息，而且可以克服人体身材差异对运动指导带来的障碍。对于推广太极拳运动等项目，可起到积极推动作用。
【IPC分类】G06F3/01, A63B71/06
【公开号】CN204731726
【申请号】CN201520368851
【发明人】凌亚
【申请人】凌亚
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月1日