一种基于智能手环的间歇式训练监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于智能手环的间歇式训练监测系统及方法，其中包括智能手环、跑步机、摄像头和显示器，所述跑步机的内部设置有计时器和控制器，所述摄像头和显示器设置于所述跑步机的前方，且摄像头和显示器分别与所述控制器相连接；智能手环用于采集用户的心率并将用户的心率发送至所述控制器；摄像头用于采集用户的上半身图像，并将用户的上半身图像发送至所述控制器。通过采用本发明专利技术，通过智能手环实时监测用户心率，并且采用跑步机的控制器自动根据预先设定的训练计划控制跑步机的启停，从而实现间歇式训练的自动监测和管理，本发明专利技术实现方便，无需教练一对一地全程陪同，并且训练计划可以更加准确有效地执行，大大提高了间歇式训练的效率。

An Intermittent Training Monitoring System and Method Based on Intelligent Handring

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手环的间歇式训练监测系统及方法
本专利技术涉及数据处理
，具体是指一种基于智能手环的间歇式训练监测系统及方法。
技术介绍
间歇训练法是指对动作结构和负荷强度、间歇时间提出严格的要求，以使机体处于不完全恢复状态下，反复进行练习的训练方法。该训练法优点在于练习期间及中间间歇期间均能使心率持在最佳范围之内，改善心泵功能。间歇性训练，两次练习之间有一个严格控制休息时间的休息阶段，并且这个休息阶段的长短是通过测量运动员的心率来控制的。关键一点是，运动员要在尚未完全恢复体力时便开始下一组练习。在实际应用中，间歇性训练的训练时间控制和休息时间控制往往是通过教练员手动进行控制的。教练只能一对一地对训练者进行监督，并需要全程陪同训练者的训练，而无法同时对多个训练者进行监督，造成了很大的人力浪费。并且教练员在监督过程中，容易出现计时和心率监测不准确的情况，无法实现有效的监督。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于智能手环的间歇式训练监测系统及方法，其目的在于克服现有技术中的缺陷，通过智能手环实时监测用户心率，并且采用跑步机的控制器自动根据预先设定的训练计划控制跑步机的启停，从而实现间歇式训练的自动监测和管理。为了实现上述目的，本专利技术具有如下构成：该基于智能手环的间歇式训练监测系统，包括智能手环、跑步机、摄像头和显示器，所述跑步机的内部设置有计时器和控制器，所述摄像头和显示器设置于所述跑步机的前方，且所述摄像头和所述显示器分别与所述控制器相连接；所述智能手环用于采集用户的心率并将用户的心率发送至所述控制器；所述摄像头用于采集用户的上半身图像，并将用户的上半身图像发送至所述控制器；所述显示器用于采集用户制定的间歇式训练计划，并将所述间歇式训练计划发送至所述控制器，所述间歇式训练计划包括一个训练周期内训练阶段的次数、每个训练阶段的跑步速度、每个训练阶段的训练时间以及每个休息阶段结束时的心率值；所述控制器用于执行如下步骤：所述控制器接收到所述摄像头采集的上半身图像时，从所述上半身图像中分析得到人脸区域图像，并对用户进行人脸识别，得到用户的身份ID；所述控制器根据用户的身份ID调取用户的间歇式训练计划；所述控制器启动所述跑步机，设定当前跑步机状态为训练状态，并根据当前所处的训练阶段的跑步速度设定跑步机的速度，并开始计时；所述控制器于当前所处的训练阶段的训练时间结束时，控制所述跑步机停止运转，设定当前跑步机状态为休息状态，并重新开始计时；所述控制器接收到所述智能手环采集的用户的心率值，并于用户的心率值低于间歇式训练计划中当前休息阶段结束时的心率值时，启动下一个训练阶段，启动所述跑步机，设定当前跑步机状态为训练状态，并根据启动的训练阶段的跑步速度设定跑步机的速度，并重新开始计时；所述控制器检测到已完成的训练阶段的数量达到间歇式训练计划中一个训练周期内训练阶段的次数时，控制所述跑步机停止运转，并通过所述显示器发送训练完成通知。可选地，当前跑步机状态为训练状态时，所述控制器还用于执行如下步骤：所述控制器每隔预设时间通过所述摄像头采集用户的上半身图像；所述控制器从所述用户的上半身图像中分析得到用户手部图像；所述控制器根据用户ID获取用户设定的控制手势，所述控制手势包括加速手势、减速手势和停止手势；所述控制器从所述用户手部图像中进行手势分析，判断当前用户手部图像是否匹配所述加速手势、减速手势和停止手势；如果匹配所述加速手势，所述控制器控制所述跑步机加速运转；如果匹配所述减速手势，所述控制器控制所述跑步机减速运转；如果匹配所述停止手势，所述控制器控制所述跑步机停止运转，并通过所述显示器提醒用户重新设定此次训练后续的训练阶段的训练计划。可选地，所述控制器采用如下步骤从所述用户手部图像中进行手势分析，判断当前用户手部图像是否匹配所述加速手势、减速手势和停止手势：所述控制器将用户手部图像输入至训练好的手势识别模型，得到输出的用户手势类别；所述控制器判断输出的用户手势类别是否匹配用户设定的加速手势的类别、减速手势的类别或者停止手势的类别。可选地，所述控制器通过所述显示器发送训练完成通知之后，还包括如下步骤：所述控制器获取用户此次训练的各个训练阶段的训练时长、各个训练阶段中的平均心率、各个休息阶段结束时的心率、各个休息阶段结束时的平均心率和当前训练周期的总时长，生成训练报告，并通过所述显示器向用户推送所述训练报告。可选地，所述控制器接收到所述摄像头采集的上半身图像时，采用如下步骤：从所述上半身图像中分析得到人脸区域图像，并对用户进行人脸识别，得到用户的身份ID：所述控制器将所述上半身图像输入至训练好的人脸区域识别模型，得到所述人脸区域识别模型输出的人脸区域图像；所述控制器获取当前跑步机注册的各个用户的面部图像，并将各个用户的面部图像与所述人脸区域图像进行比对，确定与所述人脸区域图像相似度最高的面部图像所对应的用户ID；所述控制器将确定的用户ID通过显示器推送给用户，并请求用户进行身份确认；如果用户确认此用户ID，则将此用户ID作为当前使用跑步机的用户ID；如果用户不确认此用户ID，则请求用户输入用户ID或进行注册；所述控制器还用于通过所述显示器接收到用户的注册请求时，为用户分配用户ID，并通过所述摄像头采集用户至少三个角度的面部图像，并将用户ID和用户面部图像进行存储。可选地，所述控制器还用于执行如下步骤：所述控制器统计用户在近三个月内的训练数据，计算用户一个训练周期中每个训练阶段的平均时长并记录；当前跑步机处于训练状态时，所述控制器判断当前训练阶段的时长是否大于对应训练阶段的平均时长；如果是，则所述控制器通过所述显示屏提示用户是否缩短当前训练阶段的时长；所述控制器接收所述摄像头采集的用户的上半身图像，并提取人脸区域图像；所述控制器检测所述人脸区域图像中鼻子的位置，并判断在预设时间周期内鼻子左右移动的最大距离是否大于第一预设值或鼻子上下移动的最大距离是否大于第二预设值；如果预设时间周期内鼻子左右移动的最大距离大于第一预设值，则所述控制器不变更当前训练阶段的时长；如果预设时间周期内鼻子上下移动的最大距离大于第二预设值，则所述控制器变更当前训练阶段的时长至对应训练阶段的平均时长，并结束当前训练阶段，控制所述跑步机停止运转，设定当前跑步机状态为休息状态。可选地，所述控制器采用如下步骤计算用户一个训练周期中每个训练阶段的平均时长并记录：所述控制器获取第i个训练阶段在各个训练周期j中的时长Tij；根据如下公式计算第i个训练阶段的平均时长：其中，m为该用户在三个月内训练周期的总数量。本专利技术实施例还提供一种基于智能手环的间歇式训练监测方法，采用所述的基于智能手环的间歇式训练监测系统，所述方法包括如下步骤：所述显示器采集用户制定的间歇式训练计划，并将所述间歇式训练计划发送至所述控制器，所述间歇式训练计划包括一个训练周期内训练阶段的次数、每个训练阶段的跑步速度、每个训练阶段的训练时间以及每个休息阶段结束时的心率值；所述摄像头采集用户的上半身图像，并将用户的上半身图像发送至所述控制器；所述控制器接收到所述摄像头采集的上半身图像时，从所述上半身图像中分析得到人脸区域图像，并对用户进行人脸识别，得到用户的身份ID；所述控制器根据用户的身份ID调取用户的间歇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能手环的间歇式训练监测系统，其特征在于，包括智能手环、跑步机、摄像头和显示器，所述跑步机的内部设置有计时器和控制器，所述摄像头和显示器设置于所述跑步机的前方，且所述摄像头和所述显示器分别与所述控制器相连接；所述智能手环用于采集用户的心率并将用户的心率发送至所述控制器；所述摄像头用于采集用户的上半身图像，并将用户的上半身图像发送至所述控制器；所述显示器用于采集用户制定的间歇式训练计划，并将所述间歇式训练计划发送至所述控制器，所述间歇式训练计划包括一个训练周期内训练阶段的次数、每个训练阶段的跑步速度、每个训练阶段的训练时间以及每个休息阶段结束时的心率值；所述控制器用于执行如下步骤：所述控制器接收到所述摄像头采集的上半身图像时，从所述上半身图像中分析得到人脸区域图像，并对用户进行人脸识别，得到用户的身份ID；所述控制器根据用户的身份ID调取用户的间歇式训练计划；所述控制器启动所述跑步机，设定当前跑步机状态为训练状态，并根据当前所处的训练阶段的跑步速度设定跑步机的速度，并开始计时；所述控制器于当前所处的训练阶段的训练时间结束时，控制所述跑步机停止运转，设定当前跑步机状态为休息状态，并重新开始计时；所述控制器接收到所述智能手环采集的用户的心率值，并于用户的心率值低于间歇式训练计划中当前休息阶段结束时的心率值时，启动下一个训练阶段，启动所述跑步机，设定当前跑步机状态为训练状态，并根据启动的训练阶段的跑步速度设定跑步机的速度，并重新开始计时；所述控制器检测到已完成的训练阶段的数量达到间歇式训练计划中一个训练周期内训练阶段的次数时，控制所述跑步机停止运转，并通过所述显示器发送训练完成通知。...

【技术特征摘要】
1.一种基于智能手环的间歇式训练监测系统，其特征在于，包括智能手环、跑步机、摄像头和显示器，所述跑步机的内部设置有计时器和控制器，所述摄像头和显示器设置于所述跑步机的前方，且所述摄像头和所述显示器分别与所述控制器相连接；所述智能手环用于采集用户的心率并将用户的心率发送至所述控制器；所述摄像头用于采集用户的上半身图像，并将用户的上半身图像发送至所述控制器；所述显示器用于采集用户制定的间歇式训练计划，并将所述间歇式训练计划发送至所述控制器，所述间歇式训练计划包括一个训练周期内训练阶段的次数、每个训练阶段的跑步速度、每个训练阶段的训练时间以及每个休息阶段结束时的心率值；所述控制器用于执行如下步骤：所述控制器接收到所述摄像头采集的上半身图像时，从所述上半身图像中分析得到人脸区域图像，并对用户进行人脸识别，得到用户的身份ID；所述控制器根据用户的身份ID调取用户的间歇式训练计划；所述控制器启动所述跑步机，设定当前跑步机状态为训练状态，并根据当前所处的训练阶段的跑步速度设定跑步机的速度，并开始计时；所述控制器于当前所处的训练阶段的训练时间结束时，控制所述跑步机停止运转，设定当前跑步机状态为休息状态，并重新开始计时；所述控制器接收到所述智能手环采集的用户的心率值，并于用户的心率值低于间歇式训练计划中当前休息阶段结束时的心率值时，启动下一个训练阶段，启动所述跑步机，设定当前跑步机状态为训练状态，并根据启动的训练阶段的跑步速度设定跑步机的速度，并重新开始计时；所述控制器检测到已完成的训练阶段的数量达到间歇式训练计划中一个训练周期内训练阶段的次数时，控制所述跑步机停止运转，并通过所述显示器发送训练完成通知。2.根据权利要求1所述的基于智能手环的间歇式训练监测系统，其特征在于，当前跑步机状态为训练状态时，所述控制器还用于执行如下步骤：所述控制器每隔预设时间通过所述摄像头采集用户的上半身图像；所述控制器从所述用户的上半身图像中分析得到用户手部图像；所述控制器根据用户ID获取用户设定的控制手势，所述控制手势包括加速手势、减速手势和停止手势；所述控制器从所述用户手部图像中进行手势分析，判断当前用户手部图像是否匹配所述加速手势、减速手势和停止手势；如果匹配所述加速手势，所述控制器控制所述跑步机加速运转；如果匹配所述减速手势，所述控制器控制所述跑步机减速运转；如果匹配所述停止手势，所述控制器控制所述跑步机停止运转，并通过所述显示器提醒用户重新设定此次训练后续的训练阶段的训练计划。3.根据权利要求2所述的基于智能手环的间歇式训练监测系统，其特征在于，所述控制器采用如下步骤从所述用户手部图像中进行手势分析，判断当前用户手部图像是否匹配所述加速手势、减速手势和停止手势：所述控制器将用户手部图像输入至训练好的手势识别模型，得到输出的用户手势类别；所述控制器判断输出的用户手势类别是否匹配用户设定的加速手势的类别、减速手势的类别或者停止手势的类别。4.根据权利要求1所述的基于智能手环的间歇式训练监测系统，其特征在于，所述控制器通过所述显示器发送训练完成通知之后，还包括如下步骤：所述控制器获取用户此次训练的各个训练阶段的训练时长、各个训练阶段中的平均心率、各个休息阶段结束时的心率、各个休息阶段结束时的平均心率和当前训练周期的总时长，生成训练报告，并通过所述显示器向用户推送所述训练报告。5.根据权利要求1所述的基于智能手环的间歇式训练监测系统，其特征在于，所述控制器接收到所述摄像头采集的上半身图像时，采用如下步骤：从所述上半身图像中分析得到人脸区域图像，并对用户进行人脸识别，得到用户的身份ID...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣花，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33