[发明专利]一种基于动作采集的健身动作纠错系统及方法

权利要求书

1.一种基于动作采集的健身动作纠错系统，其特征在于，包括动作采集装置、DSP处理装置、显示器和语音提示装置；

动作采集装置包括图像采集模块和数据转换器，图像采集模块从不同角度拍摄健身者的健身动作的视频图像，数据转换器将图像采集模块采集的图像数据转换为包含人体各关键点的二维坐标的数字信号并发送至DSP处理装置；

DSP处理器包括MCU、存储器，存储器存储有多条指令，MCU用于记载和执行存储器存储的下列指令：

控制显示器播放存储器中存储的标准人体三维骨架模型的健身动作；

根据包含人体各关键点的二维坐标的数字信号计算得出关键点的三维坐标；

根据动作采集装置输出的健身者各关键点的三维坐标来建立健身者的人体三维骨架模型；

将建立的人体三维骨架模型的健身动作与存储器中存储的标准人体三维骨架模型的健身动作进行比对，以判定健身者的动作与标准健身动作是否在误差范围内：若健身者的局部动作超过误差范围，在显示器上播放的标准的人体三维骨架模型上对应的关键点进行突出显示，和/或通过语音提示装置进行语音提示；

动作采集装置包括两个CCD摄像机和两个视频A/D转换器；

两个CCD摄像机摆放在健身者的健身区域的不同视角处，以同时拍摄健身者不同角度的健身动作；

各视频A/D转换器将各CCD摄像机拍摄到的图像转为电信号后进行信息处理得到人体各关键点的二维坐标；

通过动作采集装置采集健身动作中N个动作各部位最大范围的错误动作并发送到DSP处理器，DSP处理器根据错误动作所对应部位的最大角度和最小角度，得到错误动作时各个部位三维坐标的最大值和最小值；

将所有的人体部位的最大和最小值测试出来之后，按照存储标准动作的顺序，存储2N个数组至存储器中，每个数组分别代表某个动作时全身每个关键点的误差最大值和最小值，该2N个数组中的数据用于判断健身者的健身动作是否超过误差范围；

N为正整数。

2.如权利要求1所述的基于动作采集的健身动作纠错系统，其特征在于，所述语音提示装置具有至少两个扬声器；

至少一扬声器用于播放对应标准人体三维骨架模型的健身动作的语音提示，若健身者某关键点的局部动作超过误差范围，通过剩余的扬声器播报此关键点所对应的部位动作错误的语音提示。

3.如权利要求1所述的基于动作采集的健身动作纠错系统，其特征在于，健身区域的健身者在两个CCD摄像机成像面上的投影光线在空中相交于一点。

4.如权利要求1所述的基于动作采集的健身动作纠错系统，其特征在于，CCD摄像机通过支撑三角架进行固定，所述支撑三角架的高度可调，且支撑三角架的转盘上配有水平仪。

5.一种基于动作采集的健身动作纠错方法，其特征在于，包括如下步骤：

在显示器上播放标准人体三维骨架模型的健身动作；

采集健身者在不同视角的健身动作的图像；

将不同视角拍摄到的健身者的健身图像转为数字信号后进行信息处理，得到健身者各关键点的二维坐标，并计算出健身者各关键点的三维坐标；

根据健身者各关键点的三维坐标建立健身者的人体三维骨架模型；

将建立的人体三维骨架模型的健身动作与标准的人体三维骨架模型的健身动作进行比对，以判定健身者的动作与标准健身动作是否在误差范围内：若健身者的局部动作超过误差范围，至少通过语音提醒和/或显示器提醒的方式提醒用户予以矫正；

预先录制健身动作中N个动作各部位最大范围的错误动作，根据错误动作所对应部位的最大角度和最小角度，得到错误动作时各个部位三维坐标的最大值和最小值的数据；

将所有的人体部位的最大和最小值测试出来之后，按照存储标准动作的顺序，存储2N个数组，每个数组分别代表某个动作时全身每个关键点的误差最大值和最小值，该2N个数组中的数据用于判断健身者的健身动作是否超过误差范围；

N为正整数。

6.如权利要求5所述的基于动作采集的健身动作纠错方法，其特征在于，

若健身者的局部动作超过误差范围，在显示器上播放的标准的人体三维骨架模型上对应的关键点进行突出显示。

7.如权利要求5所述的基于动作采集的健身动作纠错方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过扬声器播放对应标准人体三维骨架模型的健身动作的语音提示，以及

若健身者某关键点的局部动作超过误差范围，通过剩余的扬声器播报此关键点所对应的部位动作错误的语音提示。