一种游泳姿势训练方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种游泳姿势训练方法及其系统，通过传感器进行训练者动作的位置、动作所产生的拉力、动作速率以及持续时间的数据采集，并且通过数据分析，能够分析计算机根据拉力传感器的数据进一步分析每个拉力传感器位置拉力变化情况，并计算与相应标准泳姿的数据差异，获取训练者训练过程中的不出问题的地方，并且对肢体数据进行采集优化，再通过手臂和腿训练时的数据进行实时提示，让运动员进行改善，帮助训练者能够高效、快速的提高训练效果，另外，本发明专利技术设置有虚拟的动作展示显示装置部分，能够使得训练者直观的观测到训练的动作过程，查找漏洞，提高教学的质量，节省学习的时间。

Swimming posture training method and system

The invention discloses a swimming posture training method and a system, which collects data of the position, the pull force, the speed and the duration of the swimmer's movement through a sensor, and analyzes data by a computer to further analyze each pull sensor according to the data of the pull sensor. The data difference between the instrument position tension and the corresponding standard swimming stroke is calculated to get the problem-free places in the training process, and the limb data is collected and optimized. Then the data of arm and leg training are prompted in real time to improve the athletes and help the trainers to be efficient and fast. In addition, the invention is provided with a virtual action display device, which can make the trainer visually observe the action process of training, find loopholes, improve the quality of teaching and save learning time.

【技术实现步骤摘要】
一种游泳姿势训练方法及其系统
本专利技术涉及体育训练用装置领域，尤其涉及一种游泳姿势训练方法及其系统。
技术介绍
游泳运动是一项收到人们喜欢的运动，但是对于游泳的学习者而言，其对水会产生恐惧感，常常会因此对游泳的学习造成障碍，学习过程中动作无法完成，造成溺水，发生危险，并且在心理产生害怕的抵触情绪，降低学习的效率。现有的训练过程，一般是让学员在固定的凳子上进行动作训练，联系水中的动作，这种方式训练简单，直观，并且能够实地进行练习，但是，这种训练方法容易造成自行训练中动作做的不到位，并且在体育训练或教学中，教练员不能针对每个运动员的特定进行专项辅导，或者要上百次的重复每次纠正的内容，也不能有效的记录运动员训练细节。
技术实现思路
针对上述缺陷或不足，本专利技术的目的在于提供一种游泳姿势训练方法及其系统。为达到以上目的，本专利技术的技术方案为：一种游泳姿势训练系统，包括训练装置以及与训练装置相连接的数据处理模块；所述训练装置包括悬挂架，所述悬挂架上设置有用于固定训练者的吊板，悬挂架的一侧安装有用于放置手臂的手臂握环，挂架的另一侧安装有用于放置腿部的腿部吊环；数据处理模块包括：数据采集装置、数据处理单元、建模模块、图像生成单元、数据传输单元以及显示单元；所述数据采集装置用于获取训练者训练过程中动作的位置、动作力度、动作速率以及持续时间；数据处理单元用于将数据采集装置所获取的数据进行处理，以使得训练者的动作映射到建模模块生成的虚拟动画人物上；建模模块用于建立模拟训练环境以及虚拟动画人物；图像生成单元用于将训练环境以及虚拟动画人物生成图像；数据传输单元用于将数据采集装置获取的数据传输到计算机上，进行训练数据存储；以及显示单元用于显示训练者的动作过程和动作变化。优选地，所述悬挂架包括四根与水平面垂直设置的立柱，所述立柱顶部水平设置有横杠；所述吊板悬挂于横杠上，每个腿部吊环由上下两根腿部弹性拉力带固定在悬挂架上；所述手臂握环通过手臂弹性拉力带固定在悬挂架上。优选地，所述手臂握环由四根手臂弹性拉力带固定在悬挂架上。优选地，所述数据采集装置包括安装于手臂握环上的第一拉力传感器、安装于腿部吊环的第二拉力传感器以及动作捕捉摄像装置。优选地，所述四根手臂弹性拉力带通过第一拉力传感器与悬挂架固定相连接；腿部弹性拉力带通过第二拉力传感器与悬挂架固定相连接。优选地，所述数据传输单元包括无线传通信信道或有线传通信信道。一种游泳姿势训练方法，包括：建立模拟训练环境以及虚拟人物；获取训练者在训练过程中动作的位置、动作所产生的拉力、动作速率以及持续时间；对所获取的数据进行处理，将训练者的动作映射到生成的虚拟动画人物上；并且分析每个拉力变化情况后，计算与相应标准泳姿的数据差异；通过银幕上虚拟人物的移动和动作变化，显示训练者的训练过程；并且采集每位训练者每种泳姿的每个拉力的历史训练数据，对所述数据进行优化，为每位运动员设定每个拉力位置拉力的阈值，将实时数据与该阈值进行比较，评判该次训练成绩。优选地，所述阈值是根据拉力传感器的每项拉力数据进行设定，或者对所有拉力数据的作用采用加权平均进行处理，得到综合数据。优选地，所述根据实时拉力与阈值数据进行比较，当实时拉力超过阈值范围时，控制报警模块进行声、光报警。优选地，所述对所获取的数据进行处理，将训练者的动作映射到生成的虚拟动画人物上具体包括：通过动作捕捉摄像装置捕捉训练者的训练动作图像；将训练动作图像传送到处理装置；处理装置对训练动作图像进行分解以及处理后，映射到虚拟人物。与现有技术比较，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种游泳姿势训练方法及其系统，通过传感器进行训练者动作的位置、动作所产生的拉力、动作速率以及持续时间的数据采集，并且通过数据分析，能够分析计算机根据拉力传感器的数据进一步分析每个拉力传感器位置拉力变化情况，并计算与相应标准泳姿的数据差异，获取训练者训练过程中的不出问题的地方，并且对肢体数据进行采集优化，再通过手臂和腿训练时的数据进行实时提示，让运动员进行改善，帮助训练者能够高效、快速的提高训练效果，另外，本专利技术设置有虚拟的动作展示显示装置部分，能够使得训练者直观的观测到训练的动作过程，查找漏洞，提高教学的质量，节省学习的时间。附图说明图1是本专利技术游泳姿势训练系统结构示意图；图2是本专利技术游泳姿势训练系统的训练装置结构示意图；图3是本专利技术游泳姿势训练系统的数据处理模块结构示意图；图4是本专利技术游泳姿势训练方法流程图。图中，1—训练装置；2—悬挂架；3—吊板；4—手臂握环；5—腿部吊环；6—立柱；7—横杠；8—腿部弹性拉力带；9—手臂弹性拉力带；10—数据处理模块11—数据采集装置；12—数据处理单元；13—建模模块；14—图像生成单元；15—数据传输单元；16—显示单元；3-1—安全支撑带；11-1—第一拉力传感器；11-2—第二拉力传感器；11-3—动作捕捉摄像装置。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供了一种游泳姿势训练系统，包括训练装置1以及与训练装置1相连接的数据处理模块10；如图2所示，所述训练装置1包括悬挂架2，所述悬挂架2上设置有用于固定训练者的吊板3，悬挂架2的一侧安装有用于放置手臂的手臂握环4，挂架1的另一侧安装有用于放置腿部的腿部吊环5；如图3所示，数据处理模块10包括：数据采集装置11、数据处理单元12、建模模块13、图像生成单元14、数据传输单元15以及显示单元16；所述数据采集装置11用于获取训练者训练过程中动作的位置、动作力度、动作速率以及持续时间；数据处理单元12用于将数据采集装置11所获取的数据进行处理，以使得训练者的动作映射到建模模块13生成的虚拟动画人物上；数据处理单元12主要采用单片机或者微处理器。建模模块13用于建立模拟训练环境以及虚拟动画人物；图像生成单元14用于将训练环境以及虚拟动画人物生成图像；数据传输单元15用于将数据采集装置11获取的数据传输到计算机上，进行训练数据存储；所述数据传输单元15包括无线传通信信道或有线传通信信道。以及显示单元16用于显示训练者的动作过程和动作变化。如图2所示，所述悬挂架2包括四根与水平面垂直设置的立柱6，所述立柱6顶部水平设置有横杠7；所述吊板3悬挂于横杠7上，每个腿部吊环5由上下两根腿部弹性拉力带8固定在悬挂架2上；所述手臂握环4通过手臂弹性拉力带9固定在悬挂架2上。所述手臂握环4由四根手臂弹性拉力带9固定在悬挂架上。优选的，本专利技术的吊板3上设置有安全带3-1，所述安全支撑带3-1与人体背部弧度相吻合，并且安全支撑带3-1内部设置有缓冲层，安全支撑带3-1一端与吊板3相连接，另一端与吊板3通过卡扣连接。需要说明的是，本专利技术中，手臂握环4和吊板3的高度一致，并且手臂握环4的手臂弹性拉力带9，腿部弹性拉力带8、吊板3的高度都可以进行调节，适合不同身高的训练者进行使用。如图2、3所示，本专利技术所述数据采集装置11包括安装于手臂握环4上的第一拉力传感器11-1、安装于腿部吊环5的第二拉力传感器11-2以及动作捕捉摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种游泳姿势训练系统，其特征在于，包括训练装置(1)以及与训练装置(1)相连接的数据处理模块(10)；所述训练装置(1)包括悬挂架(2)，所述悬挂架(2)上设置有用于固定训练者的吊板(3)，悬挂架(2)的一侧安装有用于放置手臂的手臂握环(4)，挂架(1)的另一侧安装有用于放置腿部的腿部吊环(5)；数据处理模块(10)包括：数据采集装置(11)、数据处理单元(12)、建模模块(13)、图像生成单元(14)、数据传输单元(15)以及显示单元(16)；所述数据采集装置(11)用于获取训练者训练过程中动作的位置、动作力度、动作速率以及持续时间；数据处理单元(12)用于将数据采集装置(11)所获取的数据进行处理，以使得训练者的动作映射到建模模块(13)生成的虚拟动画人物上；建模模块(13)用于建立模拟训练环境以及虚拟动画人物；图像生成单元(14)用于将训练环境以及虚拟动画人物生成图像；数据传输单元(15)用于将数据采集装置(11)获取的数据传输到计算机上，进行训练数据存储；以及显示单元(16)用于显示训练者的动作过程和动作变化。

【技术特征摘要】
1.一种游泳姿势训练系统，其特征在于，包括训练装置(1)以及与训练装置(1)相连接的数据处理模块(10)；所述训练装置(1)包括悬挂架(2)，所述悬挂架(2)上设置有用于固定训练者的吊板(3)，悬挂架(2)的一侧安装有用于放置手臂的手臂握环(4)，挂架(1)的另一侧安装有用于放置腿部的腿部吊环(5)；数据处理模块(10)包括：数据采集装置(11)、数据处理单元(12)、建模模块(13)、图像生成单元(14)、数据传输单元(15)以及显示单元(16)；所述数据采集装置(11)用于获取训练者训练过程中动作的位置、动作力度、动作速率以及持续时间；数据处理单元(12)用于将数据采集装置(11)所获取的数据进行处理，以使得训练者的动作映射到建模模块(13)生成的虚拟动画人物上；建模模块(13)用于建立模拟训练环境以及虚拟动画人物；图像生成单元(14)用于将训练环境以及虚拟动画人物生成图像；数据传输单元(15)用于将数据采集装置(11)获取的数据传输到计算机上，进行训练数据存储；以及显示单元(16)用于显示训练者的动作过程和动作变化。2.根据权利要求1所述的游泳姿势训练系统，其特征在于，所述悬挂架(2)包括四根与水平面垂直设置的立柱(6)，所述立柱(6)顶部水平设置有横杠(7)；所述吊板(3)悬挂于横杠(7)上，每个腿部吊环(5)由上下两根腿部弹性拉力带(8)固定在悬挂架(2)上；所述手臂握环(4)通过手臂弹性拉力带(9)固定在悬挂架(2)上。3.根据权利要求2所述的游泳姿势训练系统，其特征在于，所述手臂握环(4)由四根手臂弹性拉力带(9)固定在悬挂架上。4.根据权利要求1所述的游泳姿势训练系统，其特征在于，所述数据采集装置(11)包括安装于手臂握环(4)上的第一拉力传感器(11-...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚昳冰，谢敏立，郑洁，钟晴，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21