基于视觉与心率采集的智能运动辅助装置

1.本实用新型涉及计算机视觉识别与传感器技术领域。具体涉及一种基于视觉与心率采集的智能运动辅助装置。


背景技术：

2.随着生活水平和科技水平的不断提高，人们越来越注重健康，并且积极进行体育锻炼。市场上出现大量运动辅助设备，但是这些设备仍存在很多缺陷，不能针对性地为用户提供训练方案，不能实时地对用户的动作进行指导，不能及时地替用户规避受伤风险。所以目前亟待需要提出一套智能运动辅助装置，针对用户的身体情况提供训练方案，从而进行科学的锻炼；实时判断用户的运动姿势是否标准，从而得到更好的锻炼效果；实时获取用户心率判断运动强度是否合适，从而规避风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于视觉与心率采集的智能运动辅助装置。
4.本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
5.一种基于视觉与心率采集的智能运动辅助装置，所述智能运动辅助装置包括rgb摄像头、心率带、人体检测器、姿态识别器、cpu、显卡、存储器、显示器、扬声器、至少一个用于外接外部设备的扩展接口；
6.所述rgb摄像头固定在显示器正上方处，用于采集用户运动图像；所述cpu、显卡、存储器、扩展接口集成在一起，组成智能运动辅助装置总处理端；
7.所述智能运动辅助装置总处理端连接rgb摄像头、显示器和扬声器；
8.所述心率带戴在用户的胸口处，用于采集用户心率数据并无线传输至智能运动辅助装置总处理端；
9.所述人体检测器和姿态识别器集成在显卡上；
10.所述显示器用来实时展示运动结果和心率数据；
11.所述扬声器根据结果与用户进行实时交互；
12.所述cpu和显卡提供计算功能，其中cpu用于控制完成图像采集到按键的全部操作。
13.进一步地，用户在运动过程中，其所站位置一直在变化，所述人体检测器先定位到用户全身位置，再对用户进行跟踪，输出身体关键点坐标，从而得到用户的位置和身体姿态。
14.进一步地，为了得到标准动作，在所述存储器中存储了各种运动的标准动作视频，从而形成标准运动库，所述姿态识别器将人体关键点坐标与标准运动库中预存储的姿态进行匹配，判断用户运动姿势是否标准。
15.进一步地，所述扩展接口包括usb接口、hdmi接口、蓝牙接口，用于rgb摄像头、人体
检测器、姿态识别器、显示屏、扬声器的信息传输。
16.进一步地，装置启动后，用户站在摄像头前进行运动，所述rgb摄像头通过usb接口将实时采集的用户运动图像实时输入至扩展接口再调入存储器，人体检测和姿态识别时再将用户运动图像从存储器调入显卡内存进行计算，从而达到用视频流来判断用户运动姿势是否标准。
17.进一步地，运动开始前，用户将心率带放在胸口处，所述心率带通过无线蓝牙将实时采集的用户心率数据实时输入至扩展接口再调入存储器，从而达到用心率数据来判断用户运动强度是否合适。
18.进一步地，智能运动辅助装置总处理端得到的运动结果和心率数据通过扩展接口实时反馈至显示器上。用户可以边运动边看到自己的动作是否标准和心率是否超出安全范围。
19.进一步地，智能运动辅助装置总处理端得到的运动结果通过扩展接口实时反馈至扬声器上，通过扬声器来播放结果，可以让用户在做一些不方便看屏幕的动作时也能获取到运动结果。
20.其中，存储器包括内存储器、外存储器和非易失存储介质，其中内存储器提供运行环境和临时存储运动图像数据，外存储器用于存储运动标准姿势库，非易失存储介质用于存储操作系统、计算机程序、数据库。
21.本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
22.1、传统运动辅助装置的辅助方法都很单一，用户为了获取全面的运动辅助只能同时使用多台装置，这样会导致运动过程很麻烦和成本的增加。本实用新型将视频采集分析设备和心率采集分析设备进行结合，仅一台装置便能获得全面的辅助，能针对用户的身体情况提供训练方案，判断用户的运动姿势是否标准，判断用户当前的运动强度是否合适。为用户提供更科学，更专业，更全面的运动指导。
23.2、传统运动辅助装置不能根据用户的实时状态来评估用户运动状态和提前预判用户是否会出现危险。本实用新型的优点在于实时同步，通过实时检测用户在运动过程中的各项指标，分析当前指标和目标指标的差距以及当前指标是否在安全范围内，从而实现动作实时分析和危险提前预警。在用户运动过程中同步提供指导和纠正，不影响用户原有的运动节奏；在用户出现危险之前及时提供危险预警信号，从而有效地避免用户发生危险。
24.3、本实用新型可以对多种运动提供指导，同时还可以同时对多人进行指导，拓宽了硬件的使用场景和使用效率。
25.4、本实用新型所实用的各个硬件模块体积小、便于集成，可以集成到小推车上，从而方便用户携带，任何地点都可以使用。
26.5、本实用新型将用户运动的光学图像投射到显示器，同时将运动指导建议通过语音播放方式给予提示，这是人们最习惯的两种交互方式，让用户很方便地获得当前运动数据与目标数据的差距，为用户提供一个舒适的运动环境。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当
限定。在附图中：
28.图1是本实用新型中一个实施例提供的智能运动辅助装置连接图；
29.图2是本实用新型中一个实施例提供的智能运动辅助装置数据传输图；
30.图3是本实用新型中一个实施例提供的实际应用封装的成品图。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.实施例1
33.图1和图2是本实施例中公开的一种用于智能运动辅助装置的一个具体实例的结构图，详细显示了装置的集成分布和具体连接。本实施例中，智能运动辅助装置包括rgb摄像头1、心率带2、人体检测器3、姿态识别器4、cpu5、显卡6、非易失存储介质7、内存储器8、外存储器9、显示器10、扬声器11、第一拓展接口12、第二拓展接口13、第三拓展接口14；
34.其中，rgb摄像头1通过usb接口将实时采集的用户运动图像实时传入至第一拓展接口12，运行时，图像调入内存储器8，人体检测和姿态识别时再将用户运动图像从内存储器8调入显卡6；心率带2通过无线蓝牙将心率数据传入第二拓展接口13，运行时，心率数据调入内存储器8；
35.人体检测器3、姿势识别器4集成在显卡6中，运行时，人体检测器3先定位到用户人体位置，再对用户进行追踪，输出人体坐标；姿态识别器4将人体姿势与预存储的标准运动姿势库进行匹配，从而判断用户运动姿势是否正确；
36.之后将运动结果通过第三拓展接口14分别传递给显示器10和扬声器11，用于实时展示运动结果和心率数据，与用户进行实时交互；
37.外存储器7用于存储运动标准姿势库；非易失存储介质8存储操作系统、计算机程序、数据库。
38.实施例2
39.图3是本实用新型中一个实施例提供的实际应用封装的成品图显示了用户实际使用的产品是心率带和封装好的小推车。
40.如图3，本实施例将rgb摄像头1、人体检测器3、姿态识别器4、cpu5、显卡6、非易失存储介质7、内存储器8、外存储器9、显示器10、扬声器11、第一拓展接口12、第二拓展接口13、第三拓展接口14全部封装成一个小推车；
41.上述过程中，将复杂的设备封装成便携、操作简单的小推车，让用户能更方便地使用该装置，运动体验感更佳。
42.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。