泳姿监控系统和泳姿监控方法与流程

本发明属于智能显示技术领域，具体涉及一种泳姿监控系统和泳姿监控方法。

背景技术：

游泳运动是人在水的浮力作用下产生向上漂浮，凭借浮力通过肢体有规律的运动，使身体在水中有规律运动的技能。作为一项健康的运动，游泳已成为男女老幼都喜欢的体育项目之一。

但由于工作繁忙、没时间参加专业培训等原因，很多人虽然能够以某一泳姿在水中进行游动，但该泳姿的游泳动作并不标准，这不仅会导致肌肉的损伤，还会对人体的关节受力造成影响。

因此，如何能够在游泳的同时使用户看到自己的泳姿，并对自己不标准的泳姿动作进行矫正，是一个亟须解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种能够使用户在游泳的同时看到自己的泳姿动作并对其不标准的泳姿动作进行矫正的泳姿监控系统和泳姿监控方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种泳姿监控系统，包括：

生成单元，用于生成用户的实时泳姿模型；

第一数据处理单元，用于根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面；

显示单元，用于显示所述对比画面。

其中，所述泳姿监控系统还包括：第一传感单元；所述第一传感单元包括多个位置传感器，每个所述位置传感器位于所述用户的一个对应的预设部位；

所述位置传感器用于获取对应的预设部位的实时坐标，所述实时泳姿模型包括所述用户的多个预设部位的实时坐标；

所述生成单元，具体用于根据所述用户的多个预设部位的实时坐标生成用户的实时泳姿模型。

其中，所述标准泳姿模型包括用户的多个预设部位的标准坐标；

所述泳姿监控系统还包括：第二数据处理单元；

所述第二数据处理单元，用于生成用户的每个预设部位的所述实时坐标与标准泳姿模型中对应的预设部位的标准坐标的坐标差值，判断每个预设部位的所述坐标差值是否大于阈值；若判断出所述预设部位的所述坐标差值大于阈值，生成标注指令信号，并将所述标注指令信号发送给所述第一数据处理单元；

所述第一数据处理单元，具体用于在所述标注指令信号的控制下，根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面，所述实时泳姿模型中与该标注指令信号对应的预设部位为突出显示部位。

其中，所述泳姿监控系统还包括：第二传感单元；

所述第二传感单元，用于获取所述用户的运动加速度；

所述第一数据处理单元，还用于根据所述用户的运动加速度，调节所述标准泳姿模型的标准泳姿的加速度。

其中，所述显示单元包括显示屏，所述显示屏为泳镜的镜片。

作为另一技术方案，本发明还提供一种泳姿监控方法，包括：

生成单元生成用户的实时泳姿模型；

第一数据处理单元根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面；

显示单元显示所述对比画面。

其中，在所述生成单元生成用户的实时泳姿模型之前，还包括：

第一传感单元获取对应的预设部位的实时坐标，所述实时泳姿模型包括所述用户的多个预设部位的实时坐标；

其中，第一传感单元包括多个位置传感器，每个所述位置传感器位于所述用户的一个对应的预设部位；

所述生成单元生成用户的实时泳姿模型具体包括：

所述生成单元根据所述用户的多个预设部位的实时坐标生成用户的实时泳姿模型。

其中，所述标准泳姿模型包括预设部位的标准坐标；

在第一数据处理单元根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面之前，还包括：

第二数据处理单元生成用户的每个预设部位的所述实时坐标与标准泳姿模型中对应的预设部位的标准坐标的坐标差值；判断每个预设部位的所述坐标差值是否大于阈值；若判断出所述预设部位的所述坐标差值大于阈值，生成标注指令信号，并将所述标注指令信号发送给所述第一数据处理单元；

所述第一数据处理单元根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面具体包括：

所述第一数据处理单元在所述标注指令信号的控制下，根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面，所述实时泳姿模型中与该标注指令信号对应的预设部位为突出显示部位。

其中，在所述第一数据处理单元根据用户的所述实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面之前，还包括：第二传感单元获取所述用户的运动加速度；

所述第一数据处理单元根据所述用户的运动加速度，调节所述标准泳姿模型的标准泳姿的加速度。

本发明的泳姿监控系统和泳姿监控方法中，该泳姿监控系统包括：生成单元，用于生成用户的实时泳姿模型；第一数据处理单元，用于根据用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面；显示单元，用于显示对比画面。通过本发明的泳姿监控系统，用户可以在游泳的同时观察到自身的游泳动作，并根据标准泳姿模型矫正其自身不标准的游泳动作，以实现规范自身游泳动作的目的。

附图说明

图1为本发明的实施例1的泳姿监控系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的泳姿监控系统的延伸建模方式的示意图；

图3为本发明的实施例1的泳姿监控系统生成的泳姿模型；

图4为本发明的实施例1的泳姿监控系统中生成的对比画面；

图5为本发明的实施例2的泳姿监控方法的流程示意图；

其中，附图标记为：1、生成单元；2、第一数据处理单元；3、显示单元；4、第一传感单元；41、位置传感器；5、第二数据处理单元；6、第二传感单元。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

请参照图1至图4，本实施例提供一种泳姿监控系统，包括：生成单元1、第一数据处理单元2、显示单元3。

生成单元1用于生成用户的实时泳姿模型。

第一数据处理单元2用于根据用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面。其中，对比画面包括实时泳姿模型和标准泳姿模型。

显示单元3用于显示对比画面。

在本实施例中，通过将用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型进行对比，可生成对比画面，将该对比画面显示在显示单元3上，可使用户在游泳的同时，观看到自己的实时泳姿动作与标准泳姿动作之间的差别，以供用户根据与标准泳姿动作的差别调整自身的泳姿动作，从而实现纠正泳姿的目的。当然，当生成用户的实时泳姿模型时，该实时泳姿模型和标准泳姿模型也可同时、分别独立的显示在显示单元3上，在此不再赘述。

进一步地，该泳姿监控系统还包括第一传感单元4。

其中，第一传感单元4包括多个位置传感器41，每个位置传感器41位于用户的一个对应的预设部位；位置传感器41用于获取对应的预设部位的实时坐标，实时泳姿模型包括用户的多个预设部位的实时坐标。

需要说明的是，这里所说的实时坐标实际上是一种相对坐标，也就是说，需要预先设置一坐标原点，该坐标原点的坐标为(0，0，0)，根据每个预设部位与该坐标原点的坐标之间的位置关系确定每个预设部位的实时坐标。优选地，该坐标原点可设置在腰部。当然，该坐标原点的具体位置并不限定，只要是某一个位置传感器所对应的预设部位即可。

其中，生成单元1具体用于根据用户的多个预设部位的实时坐标生成用户的实时泳姿模型。其中，标准泳姿模型包括用户的多个预设部位的标准坐标。

在本实施例中，生成用户的实时泳姿模型可以采用延伸建模方式或同时建模方式。同时建模方式是指以坐标原点为中心点，根据所有预设部位的实时坐标直接建立一个完整的实时泳姿模型；延伸建模方式的预设部位的先后顺序可参照图2，延伸建模方式是指以坐标原点为中心点，根据预设部位距离该中心点由近及远的顺序生成模型，例如，以腰部为中心点，先建模至左、右膝关节和颈关节，再建模至左踝关节、右踝关节、左肩关节、右肩关节和头部，最后建模至左脚掌、右脚掌及其他关节以生成整个实时泳姿模型，当然，也可采用其他顺序，在此不再赘述。

同时建模方式与延伸建模方式相比，同时建模方式的优点在于整个建模过程相对较快，延伸建模方式的优点在于生成的实时泳姿模型中各预设部位的实时坐标更加精准，且可减小生成单元1的处理压力。

可以理解的是，生成实时泳姿模型的预设部位与生成标准泳姿模型的预设部位应是完全相同的，可如图3所示，当然，预设部位的设置并不局限于此，可根据实际情况进行调节，优选地，为了降低生成单元的处理压力，预设部位应选择关节处，手臂、小腿和大腿等直线躯干位置可不设置，在此不再赘述。需要说明的是，由于用户的身高存在差异，因此，各预设部位之间的距离也不尽相同，因此，当多个位置传感器41设置在用户身上后，标准泳姿模型中的各预设部位之间的距离也应进行调整。

进一步地，该泳姿监控系统还包括第二数据处理单元5。

其中，第二数据处理单元5用于生成用户的每个预设部位的实时坐标与标准泳姿模型中对应的预设部位的标准坐标的坐标差值，判断每个预设部位的坐标差值是否大于阈值；若判断出预设部位的坐标差值大于阈值，生成标注指令信号，并将标注指令信号发送给第一数据处理单元2。

也就是说，当某一预设部位的实时坐标与该预设部位的标准坐标存在坐标差值，且该坐标差值大于阈值，则第二数据处理单元5判断出该预设部位的动作存在不标准的情况，则生成与该预设部位对应的标注指令信号，并将该标注指令信号发送给第一数据处理单元2。例如，用户的右肘关节处的实时坐标与标准泳姿模型中右肘关节处的标准坐标之间的坐标差值大于阈值(由于实时坐标与标准坐标的大小关系并不确定，因此，坐标差值可采用绝对值的形式进行表达)，第二数据处理单元5则生成右肘关节处的标注指令信号并发送至第一数据处理单元2。其他预设部位的比较方法类似，在此不再赘述。

第一数据处理单元2具体用于在标注指令信号的控制下，根据用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面，实时泳姿模型中与该标注指令信号对应的预设部位为突出显示部位。

如图4所示，在对比画面中，对于没有对应的标注指令信号的预设部位不进行突出显示，而与标注指令信号对应的预设部位则进行突出显示，以使用户能够直接注意到泳姿不标准的预设部位，以及该预设部位的泳姿与标准泳姿之间的偏差程度。

进一步地，该泳姿监控系统还包括第二传感单元6。

其中，第二传感单元6用于获取用户的运动加速度。可以理解的是，第二传感单元6可包括加速度传感器，加速度传感器的数量可以为一个或多个，当加速度传感器的数量为多个时，无需在每个预设部位都设置加速度传感器，只需在四肢上设置即可，在此不再赘述。第一数据处理单元2还用于根据用户的运动加速度，调节标准泳姿模型的标准泳姿的加速度。

之所以设置第二传感单元6，是由于每个用户在游泳时的游泳速度并不是一致的，有的用户游得快，有的用户游得慢，若标准泳姿模型采用固定的加速度，则无法与用户的实际加速度匹配，会出现用户的实时泳姿模型中的预设部位的移动速度与标准泳姿模型的中的预设部位的移动速度不同，那么，无论用户的泳姿是否标准，都会在显示单元3中出现突出显示部位，则无法起到对用户的泳姿进行纠正的作用。因此，通过第二传感单元6获取用户的运动加速度，可以调节标准泳姿模型的加速度，是标准泳姿模型的加速度与用户的实时泳姿模型的加速度相同，从而避免因加速度不同导致的预设部位出现突出错误的问题。

其中，显示单元3包括显示屏，显示屏为泳镜的镜片。

可以理解的是，在用户游泳时，为减少设备的复杂性且便于用户直观体验，将显示屏作为泳镜的镜片可以使用户即看清视野范围内的物体，同时还能看到自身的泳姿。

可以理解的是，第一传感单元4和第二传感单元6可设置于用户身上的预设部位上；生成单元1、第一数据处理单元2和第二数据处理单元5可设置在泳镜的镜架内，也可成为一个整体，作为用户随身携带的装置，当然，由于第一传感单元4和第二传感单元6检测到的用户的实时坐标和加速度信息可通过无线传输等方式分别发送至生成单元1和第一数据处理单元2。

本实施例的泳姿监控系统，该泳姿监控系统包括：生成单元1，用于生成用户的实时泳姿模型；第一数据处理单元2，用于根据用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面；显示单元3，用于显示对比画面。通过本实施例的泳姿监控系统，用户可以在游泳的同时观察到自身的游泳动作，并根据标准泳姿模型矫正其自身不标准的游泳动作，以实现规范自身游泳动作的目的。

实施例2：

请参照图5，本实施例提供一种泳姿监控方法，包括：

步骤101，第一传感单元获取对应的预设部位的实时坐标，实时泳姿模型包括用户的多个预设部位的实时坐标；其中，第一传感单元包括多个位置传感器，每个位置传感器位于用户的一个对应的预设部位。

步骤102，生成单元生成用户的实时泳姿模型。

其中，步骤102具体包括：

生成单元根据用户的多个预设部位的实时坐标生成用户的实时泳姿模型。

步骤103，第二传感单元获取用户的运动加速度。

步骤104，第一数据处理单元根据用户的运动加速度，调节标准泳姿模型的标准泳姿的加速度。

步骤105，第二数据处理单元生成用户的每个预设部位的实时坐标与标准泳姿模型中对应的预设部位的标准坐标的坐标差值；判断每个预设部位的坐标差值是否大于阈值；若判断出预设部位的坐标差值大于阈值，生成标注指令信号，并将标注指令信号发送给第一数据处理单元。

步骤106，第一数据处理单元根据用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面，其中，标准泳姿模型包括预设部位的标准坐标。

步骤106具体包括：

第一数据处理单元在标注指令信号的控制下，根据用户的实时泳姿模型与预先设置的标准泳姿模型生成对比画面，实时泳姿模型中与该标注指令信号对应的预设部位为突出显示部位。

步骤107，显示单元显示对比画面。

本实施例的泳姿监控方法适用于实施例1的泳姿监控系统，详细描述可参照实施例1的泳姿监控系统，在此不再赘述。

本实施例的泳姿监控方法，使用户可以在游泳的同时观察到自身的游泳动作，并根据标准泳姿模型矫正其自身不标准的游泳动作，以实现规范自身游泳动作的目的。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。