接口是健身专家系统与控制中屯、进行信息交流的中介。接口的功能 是识别与解释用户向系统提供的命令、问题和数据等信息，并把运些信息转化为系统的内 部表示形式。另一方面，接口也将系统得出的运动分析结果和健身指导建议发送至系统的 控制中屯、。 阳100] 知识库用来存放健身教练专家提供的知识，具有科学性和权威性。专家系统的问 题求解过程是通过知识库中的知识来模拟健身教练专家的思维方式的，因此，知识库是专 家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水 平。 阳101] 推理机用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个健身专家系统能够W逻 辑方式协调地工作。推理机能够根据知识进行推理和导出结论，而不是简单地捜索现成的 答案。 阳102] 解释器能够向用户解释专家系统的行为，包括解释推理结论的正确性W及系统输 出其它候选解的原因。 阳103] 综合数据库又称全局数据库或总数据库，它用于存储领域或问题的初始数据和推 理过程中得到的中间数据（信息），即被处理对象的一些当前事实。
[0104] 知识获取是专家系统知识库是否优越的关键，通过知识获取，可W扩充和修改知 识库中的内容，也可W实现自动学习功能。新的课件可W被添加到知识库中，主要通过知识 获取来实现。 阳105] 本发明所采用的健身专家系统对用户的健身情况进行全面综合的分析，即控制中 屯、提供数据信息，就可W从健身专家系统获取到专家水平的结论，该结论用于指导用户进 一步的健身行为，实现了良好的智能化与交互性。 阳106] 本系统能够实时采集用户的健身信息，系统中包含的健身专家系统能在合适的时 候给予用户科学的建议和提示，该提示通过耳机W语音的方式反馈至用户，能够实时与用 户进行双向的声动交互，是一个智能化的真人健身教练模拟系统。
【主权项】
1. 一种基于耳机的智能健身指导系统，包括手机端、耳机端、手机端和耳机端的连接 线； 手机端包括智能手机、手机内置传感器组、控制中心和健身专家系统； 手机内置传感器组内置在智能手机中，手机内置传感器组采集用户自身或所处环境相 关的数据，数据输出至控制中心，通过控制模块存储到存储模块； 控制中心包含存储模块、语音分析模块、语音合成模块和控制模块； 控制模块接收耳机端或手机内置传感器组的传感器数据后，保存至存储模块，存储模 块存储耳机端所采集到的传感器数据、手机内置传感器组的数据、用户的个人信息和系统 设置； 语音分析模块将用户的语音指令转换成相应文本信息； 控制模块实时调用健身专家系统进行用户健身状况的决策分析，然后接收语音合成模 块传回的语音反馈结果，中断用户的语音播放，并将该语音反馈结果传输至耳机端，最后恢 复用户的语音播放；另外，控制模块分析输入的语音信号，若检测出该信号为用户发出的语 音指令，则调用语音分析模块分析指令内容，并进行相应的操作； 控制模块接收用户输入的课件，并将其传入到健身专家系统中，经过知识获取后成为 知识库中的知识； 健身专家系统接收控制模块的控制信号，根据控制信号以及存储模块中已存储的传感 器信息、用户个人信息进行综合的决策分析，然后将包含运动分析结果和健身建议的反馈 文本信息传输至语音合成模块； 耳机端包括音频输出模块、音频采集模块、耳机控制模块、传感器组、临时存储模块、传 感器数据采集装置控制模块； 音频输出模块、耳机控制模块位于耳机中，音频采集模块位于麦克风中，传感器组、临 时存储模块、传感器数据采集装置控制模块位于传感器数据采集装置中； 音频输出模块，将反馈音频信号以语音形式反馈给用户，语音输出通过耳机实现； 音频采集模块采集声音信息，包括用户自身或环境相关的语音信息以及用户的语音指 令； 耳机控制模块控制耳机信号和麦克风信号传输，音频信号经耳机控制模块传输至音频 输出模块，音频采集模块采集到的语音数据经耳机控制模块传送至传感器采集装置；传感 器采集装置采集用户自身或所处环境相关的数据；传感器组采集到数据后实时传输到临时 存储模块进行存储；临时存储模块实现传感器原始数据的临时存储功能，该模块为一个缓 冲区，新采集到的传感器数据临时存入，等待数据上传完毕即从缓冲区里删除；传感器数据 采集装置控制模块接收手机端的音频信号和控制信号，接收麦克风的音频信号，并传输音 频信号到耳机；传感器数据采集装置控制模块向传感器组发送控制信号，接收临时存储模 块的传感器数据，向临时存储模块发送清除数据的命令；传感器数据采集装置控制模块将 传感器数据实时传输到手机端，传感器数据包括传感器组采集到的数据和麦克风采集到的 语音信号； 手机端和耳机端的通过连接线进行连接。2. 基于权利要求1 一种基于耳机的智能健身指导系统的智能健身指导方法，具体的实 现步骤如下： 步骤一：系统初始化； 步骤二：用户基本信息录入； 把用户的基本信息录入到系统手机端的存储模块中，包括两种主要的录入方式，一是 用户通过操作手机直接输入自身的基本信息，二是通过耳机端传感器采集装置及麦克风和 手机内置的传感器组收集相应的传感器数据后经过分析处理得到用户的信息；其中，方式 二所述的传感器数据包含用户的语音信息，用户的语音信息经过手机端的语音分析模块分 析后转换成相应的命令，手机端的控制模块通过执行命令完成对应用户基本信息的设置； 步骤三：健身课件录入； 不同的健身项目对应不同的健身课件，部分健身课件对应的知识内置于系统的知识库 中，另外，用户能够通过操作手机输入新的健身课件或更新当前的知识库；健身课件经手机 端的控制模块发送到健身专家系统的知识获取机构中，经过学习后课件转变成知识被存储 到知识库中； 步骤四：传感器数据采集； 系统实时通过耳机端传感器数据采集装置的传感器组、耳机端的麦克风和手机端手机 内置传感器组采集与用户相关的传感器数据； 步骤五：传感器数据的传输和存储； 耳机端传感器数据采集装置的传感器组和耳机端的麦克风采集到的传感器数据经过 耳机线传输到手机端的控制模块，然后存储于手机端的存储模块中；手机端手机内置传感 器的传感器组采集到的传感器数据经手机端控制模块，然后存储于手机端的存储模块中； 数据的传输和存储过程与数据的采集过程同步进行； 步骤六：健身专家系统的决策分析； 健身专家系统获取手机端存储模块中的传感器数据和用户基本信息，通过综合的分析 和推理，若判断需要向用户提供反馈信息，则生成关于用户健身的文本反馈信息，包括结果 分析和指导建议； 步骤七：判断是否生成用户反馈，若无，转步骤四； 步骤八：反馈文本信息转换成反馈音频信号； 通过语音合成技术，将健身专家系统给出文本形式的分析结果和健身建议转换成语音 形式； 步骤九：中断用户的语音播放，反馈音频信号发送至耳机端； 若当前用户正在边听音乐边锻炼，则需要通过手机端的控制模块中断用户自身的语音 播放，并保留相应的状态环境参数；判定当前语音信道未被占用后，反馈音频信号通过耳 机线传输到耳机端的传感器数据采集装置，然后再通过有线或者无线的方式传输至耳机听 筒，用户即可接收到关于自身当前健身状况的分析结果和建议，并进行合适地调整以达到 科学健身的目的； 继续用户的语音播放；若在播放反馈信息之前，用户正在收听其他音频消息，则在提示 信息播放完毕后，手机端的控制模块根据已保存的关于用户语音的状态环境参数，继续进 行用户的语音播放；转步骤四。
【专利摘要】本发明公开了一种基于耳机的智能健身指导系统及方法，本发明通过使用健身专家系统实时对用户的传感器数据进行分析，并且通过耳机以语音的方式将分析结果和健身建议反馈至用户，实现了实时的、智能化的健身指导。具体地，系统由手机端、耳机端、手机端与耳机端的连接线组成。手机端的健身专家系统根据音频采集模块、传感器组以及手机内置传感器组所采集到的数据以及用户信息，结合健身指导课件进行实时分析。控制中心将分析结果转化为音频数据，并通过控制模块以及耳机端的传感器数据采集装置控制模块发送至耳机端的耳机控制模块，并最终通过音频输出模块将健身指导信息以声音的形式反馈给用户。
【IPC分类】H04M1/725, H04L29/08
【公开号】CN105323316
【申请号】CN201510703923
【发明人】马建, 廖思静, 田野
【申请人】无锡智感星际科技有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月26日