一种用于训练动作的检测系统的制作方法

文档序号:11573177阅读:312来源:国知局

本实用新型属于过滤器领域,具体是属于一种用于训练动作的检测系统。



背景技术:

目前的动作训练教学有人与人直接教学,也有通过视频、图像等2D影像资料教学,前者对人与人各自的空闲时间、场地都有着较高的要求;后者虽然克服了时间、场地的要求束缚,但是无法实时将学员的训练情况及时反馈并得到教练的指导,而且2D影像资料存在着先天的动作还原失真的缺点。

现有的动作捕捉主要应用于航天、航空及3D电影制作等,如:无人机的导航系统就采用了动作捕捉技术。现有的3D电影制作过程中普遍采用光电传感器采集待测人员的运动轨迹,通过多个不同角度的摄像头拍摄光电传感器的反光点,对环境的要求高,存在的缺点有:拍摄时容易受到背光影响,成本高,目前已经支持,但是由于图像解算对硬件要求高,且目前还存在时延大的缺点,应用范围窄不易普及。传统的动作捕捉传感器数目多且零散,使用时需要逐个将动作捕捉传感器贴置于待测人员的身上,且每个动作捕捉传感器对应的位置固定,若动作捕捉传感器的位置贴错直接影响采集的数据,操作繁琐,且目前的动作捕捉传感器普遍采用三轴或六轴采集数据,精度低;用于人体运动训练的动作捕捉方案使用九轴传感器收集肢体动作数据,使用单纯匹配欧拉角与四元数等方式进行动作检测,只能检测动作角度,存在无法判断是否使用一定的力量去完成动作的弊端,从而出现误判的情况。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的缺点,本实用新型的目的是提供一种能够根据训练人员的肢体活动及肌肉激活程度综合进行判断动作是否达标的训练动作的检测系统。

为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案,一种用于训练动作的检测系统,包括:

动作数据采集设备,所述动作数据采集设备用于检测训练人员的动作数据;

肌肉信号采集设备,所述肌肉信号采集设备用于检测训练人员在训练过程中肌肉变化的数据;

动作数据处理单元,所述动作数据处理单元与动作数据采集设备和肌肉信号采集设备电连接,所述的动作数据处理单元接收动作数据采集设备和肌肉信号采集设备发出的信号,并对接收到的信号进行模拟放大处理;

数据匹配处理单元,所述的数据匹配处理单元分别的电连接动作数据处理单元和储存单元,所述的数据匹配处理单元将接收动作数据处理单元发出的数据与储存单元中预储存的数据进行对比;

响应单元,所述的响应单元与所述的数据匹配单元电连接,所述的响应单元将数据匹配处理单元做出的数据对比结果通知给训练人员。

还包括智能终端,所述的智能终端与动作数据处理单元无线连接,所述的智能终端接收动作数据处理单元处理后的数据。

所述的动作数据采集设备是复数个,且该动作数据采集设备为九轴传感器。

所述的肌肉信号采集设备是复数个,且该肌肉采集信号设备为肌肉电传感器。

所述的动作数据采集设备与动作数据处理单元采用IIC协议传输。

所述的动作数据采集设备与动作数据处理单元采用无线连接。

所述的智能终端是手机或手表或电脑或平板电脑。

所述的响应单元为显示器,或灯,或喇叭,或震动马达。

本实用新型的有益效果是:分别对训练人员的动作和肌肉的激活程度进行采集,并且根据训练人员的动作和肌肉的激活程度综合判断动作是否达到目标要求,解决了目前只能够对动作进行判断的,没有办法判断是否使用一定的力量去完成动作的弊端,产生误判的情况,对训练人员的动作判断的更加的准确,有效的提高了训练人员的动作准度。

附图说明

图1是本实用新型的电子连接原理框图;

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1一种用于训练动作的检测系统,包括:

动作数据采集设备,所述动作数据采集设备用于检测训练人员的动作数据;

肌肉信号采集设备,所述肌肉信号采集设备用于检测训练人员在训练过程中肌肉变化的数据;

动作数据处理单元,所述动作数据处理单元与动作数据采集设备和肌肉信号采集设备电连接,所述的动作数据处理单元接收动作数据采集设备和肌肉信号采集设备发出的信号,并对接收到的信号进行模拟放大处理;

数据匹配处理单元,所述的数据匹配处理单元分别的电连接动作数据处理单元和储存单元,所述的数据匹配处理单元将接收动作数据处理单元发出的数据与储存单元中预储存的数据进行对比;

响应单元,所述的响应单元与所述的数据匹配单元电连接,所述的响应单元将数据匹配处理单元做出的数据对比结果通知给训练人员。

还包括智能终端,所述的智能终端与动作数据处理单元无线连接,所述的智能终端接收动作数据处理单元处理后的数据。

具体的是复数个动作数据采集设备与动作数据处理单元相连,复数个动作数据采集设备将采集到的动作数据传送给动作数据处理单元,动作数据采集设备与动作数据处理单元的连接方式可以是有线和无线连接方式,根据实际情况需要选择;有线连接方式下使用IIC协议传输,所传输的数据为动作数据采集设备(九轴传感器)的原始数据,所有九轴传感器的数据统一在动作数据处理单元处理为所需数据,在保证实时性的前提下,使用了最少的连接线数量,并且挂接的动作数据采集设备的数量不受硬件约束,有线传输的另一个优点是不受环境里铁质训练设备和其他电磁干扰,相比无线更加稳定。无线连接方式下使用2.4GHz无线传输,无线传输的数据为九轴传感器经过相应处理后的非原始数据,此时动作数据处理单元的主要作用是将所有传感器的数据进行处理和发送,关于九轴传感器的部分数据算法处理已经在动作数据采集设备上进行,此系统中无线传输的优点是组网容易,电路无需事先订做,维护简单。

复数个肌肉信号采集设备通过物理接线与动作数据处理单元相连,复数个肌肉信号采集设备(肌肉电传感器)将采集到的肌肉信号传输给动作数据处理单元;肌肉信号采集设备传输到动作数据处理单元的信号是肌肉电被感应到的波形,动作数据处理单元对肌肉信号采集设备的输出信号的处理工作主要是模拟信号放大,进行积分后得到积分肌电,然后传输给数据匹配处理单元。

动作数据处理单元通过物理接线的方式与数据匹配处理单元相连,动作数据处理单元将上述复数个动作数据采集设备和复数个肌肉信号采集设备传输过来的信号进行恰当的处理后使用物理接线将数据传输给数据匹配处理单元,动作数据处理单元和数据匹配处理单元之间的有线通讯方式使用普通的串口传输协议。

动作数据处理单元通过2.4GHz无线与智能终端相连接,动作数据处理单元将上述复数个动作数据采集设备和复数个肌肉信号采集设备传输过来的信号进行恰当的处理后使用2.4GHz无线传输将数据传输给智能终端(手机,电脑,PAD等),为了达到优化数据实时性的效果,无线采用透传方式。

数据匹配处理单元与存储单元(储存器)相连接,通过物理接线与响应单元相连接,数据匹配处理单元将上述动作数据处理单元传输过来的数据与存储单元中事先存储的数据进行算法比对,比对结果通过物理连线传输给响应单元,数据匹配处理单元与存储单元的通信协议视存储单元而定,一般为IIC或SPI协议。

响应单元接收到处理单元传输过来的对比结果后通过物理反应告知使用者(包括视觉,听觉,触觉等)主要采用的听觉是通过喇叭来对训练的人进行提醒,视觉上通过显示器来进行视觉的传达,触觉上通过振动马达开对训练的人进行提醒,比如在训练的过程中,如训练做的动作不标准,喇叭会播放出声音来进行提醒,或显示器显示出哪里做的不标准或震动马达发出振动进行提醒告知训练人员上一个动作不标准。

进一步,将该系统设置在训练服上,按照以下的方式记性设置,运动训练服由上衣和裤子组成,以上衣系统为例,在上衣的胸部、上臂、前臂各放置一个九轴传感器,共5个9轴传感器,在上衣的胸肌、背部、腹肌、肱二头肌、肱三头肌处各放置一处肌肉电传感器,手腕放置主机,包括动作数据处理单元、数据匹配处理单元、储存单元和响应设备,九轴传感器的数据和肌肉电传感器传送至主机,进行数据优化和匹配处理,响应设备可以对处理结果做出响应,同时数据发送至智能移动终端,在智能移动终端上构建3D人体模型。

本实施例中九轴传感器(MPU9250)和肌肉电传感器(金属电极)是本技术领域公知的知识,在市场上可以直接进行购买的产品,在这里不再一一详细的描述,所述的动作数据处理单元和数据匹配处理单元采用M3处理器。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明,并不构成对本实用新型的保护范围的限制,凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

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