运动课程评分方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种运动课程评分方法与系统，运动课程评分方法包括：播放课程影片，并取得对应的教练运动数据；通过穿戴式加速度感测器取得学员运动数据；将教练运动数据分为多个教练片段，其中每一个教练片段是对应至多个学员片段，并且部分的学员片段是彼此部分地重叠；根据教练片段与对应的每一个学员片段执行动态时间扭曲演算法，以取得误差最小的学员片段并计算出运动分数；以及显示运动分数。借此，可以适当地给予学员回馈。

Scoring Method and System of Sports Course

【技术实现步骤摘要】
运动课程评分方法与系统
本专利技术是有关于一种评分方法与系统，且特别是有关于一种用加速度感测器来评分的运动课程评分方法与系统。
技术介绍
随着近年来健身风气的兴起，越来越多人愿意尝试建立自己的运动习惯。并且，在现今信息发达的环境下，许多人会试图通过网络等资源来搜寻健身的相关教学影片，并通过模仿影片中的动作来进行运动。然而，由于一般人不见得能够通过模仿来正确地执行所需的动作，因此在达到运动效果之前，反而可能因做错动作而受伤。此外，在没有外人协助评估的情况下，一般的使用者也无从得知自己在运动的过程中是否有逐渐地进步，因此反而可能因得不到成就感而不愿意继续运动。目前常见的运动动作判断系统有：利用多镜头摄影设备，以电脑视觉处理的技术，撷取使用者运动动作姿态以进行分析，这种系统其不论是软件的成本，或是数字内容的制作成本均较高，造成推广上的困难；一种常见的方式是利用穿戴的惯性感测器，其至少包含加速度计及磁力计，纪录运动时感测器在三维空间中的加速度和角速度的变化，从而计算出在空间中的运动轨迹，便可以进行记录与分析比对；另一种方式为采用穿戴的加速度计，单纯纪录运动时，装置在空间中的加速度的变化，在这样的系统中，数据采样的时序是重要的参考坐标，因此通常的应用范围是在以片段的运动采样、纪录、比对分析为主，较难适用于计算出连续的运动动作之间的动作相似率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以适当给予学员回馈的运动课程评分方法与系统。本专利技术的实施例提出一种运动课程评分方法，适用于运动课程评分系统。此运动课程评分系统包括穿戴式加速度感测器。运动评分法包括：播放课程影片，并取得对应课程影片的教练运动数据，其中教练运动数据包括多个教练取样点，每一个教练取样点包括多个加速度值；通过穿戴式加速度感测器取得学员运动数据，其中学员运动数据包括多个学员取样点，每一个学员取样点包括多个加速度值；将教练运动数据分为多个教练片段，其中每一个教练片段是对应至学员运动数据中的多个学员片段，并且部分的学员片段是彼此部分地重叠；对于每一个教练片段，根据教练片段与对应的每一个学员片段执行动态时间扭曲(dynamictimewarping)演算法，以取得误差最小的学员片段并计算出运动分数；以及显示运动分数。在一些实施例中，上述的运动课程评分方法还包括：对于每一个教练片段，根据教练片段的时间码往前延伸至第一取样点并往后延伸至第二取样点，并以第一取样间隔在学员运动数据上从第一取样点取样至第二取样点以取得学员片段。在一些实施例中，上述的运动课程评分方法还包括：从学员片段中取得误差最小的第一学员片段与第二学员片段；以第二取样间隔在学员运动数据上从第一学员片段取样至第二学员片段以取得第三学员片段，其中第二取样间隔小于第一取样间隔；以及根据教练片段与第三学员片段执行动态时间扭曲演算法。在一些实施例中，上述的运动课程评分方法还包括：如果第三学员片段的误差大于第一学员片段的误差与第二学员片段的误差，则设定第一学员片段与第二学员片段中误差较小的学员片段为误差最小的学员片段。在一些实施例中，上述的上述根据教练片段与学员片段执行动态时间扭曲演算法的步骤包括：根据以下方程式(1)计算教练取样点与学员取样点之间的误差。errori,j＝c1×|xi-yj|+c2×|(xi+1-xj)-(yj+1-yj)|+c3×|(xi-xi-1)-(yj-yj-1)|…(1)其中xi表示第i个教练取样点，yj表示第j个学员取样点，errori,j表示误差，c1、c2、c3为实数。在一些实施例中，是根据以下方程式(2)计算出运动分数。其中si为第i个教练片段所对应的运动分数，l为教练片段的长度，pathi为第i个教练片段与所对应的误差最小的学员片段之间的扭曲路径的长度。pi为实数，实数pi是负相关于第i个教练片段和所对应的误差最小的学员片段在时间上的偏移。在一些实施例中，是根据以下方程式(3)、(4)计算出运动分数。其中wj为第i个教练片段与所对应的误差最小的学员片段之间的扭曲路径的第j个元素所对应的误差，T为临界值，K为扭曲路径的长度。在一些实施例中，上述的每一个学员取样点的加速度值包括X轴加速度、Y轴加速度与Z轴加速度，上述的运动评分方法还包括：改变X轴加速度或Y轴加速度的正负号，并重新执行取得误差最小的学员片段的步骤，显示误差较小时所对应的该运动分数。在一些实施例中，上述的显示运动分数的步骤包括：取得教练片段中连续的多个第一教练片段，并取得每一个第一教练片段的第一运动分数；以及显示第一运动分数的最大值。以另外一个角度来说，本专利技术的实施例提出一种运动课程评分系统，包括穿戴式加速度感测器与智能型装置。智能型装置通过显示器播放课程影片，取得对应课程影片的教练运动数据，其中教练运动数据包括多个教练取样点，每一个教练取样点包括多个加速度值。智能型装置通过穿戴式加速度感测器取得学员运动数据，其中学员运动数据包括多个学员取样点，每一个学员取样点包括多个加速度值。智能型装置将教练运动数据分为多个教练片段，其中每一个教练片段是对应至学员运动数据中的多个学员片段，并且部分的学员片段是彼此部分地重叠。对于每一个教练片段，智能型装置根据教练片段与对应的每一个学员片段执行动态时间扭曲(dynamictimewarping)演算法，以取得误差最小的学员片段并计算出运动分数，并且通过显示器显示运动分数。在上述的方法与系统中，可以有效地比对教练运动数据与学员运动数据，借此计算出适当的运动分数。为让本专利技术的上述特征和优点能还明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1A是根据一实施例绘示运动课程评分系统的示意图。图1B是根据一实施例绘示运动课程评分系统的整体流程图。图2是根据一实施例绘示教练运动数据与学员运动数据的示意图。图3是根据一实施例绘示动态时间扭曲演算法中寻找路径的示意图。图4是根据一实施例绘示寻找误差最小的学员片段的示意图。图5是根据一实施例绘示寻找误差最小的学员片段的流程图。图6是根据一实施例绘示运动课程评分方法的流程图。具体实施方式关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。本专利技术提供一种结合智能型装置及云端应用服务的运动课程评分方法，其可在学员依据运动课程影片进行运动的同时，撷取学员在身体部位的运动数据，并将这些运动数据与教练的运动数据，依身体部位对身体部位的逐一进行比对，再据此以评估使用者的运动成果。借此，可令学员明确知道自己是否正确地执行所需的动作，进而改善运动效果以及提升运动意愿。图1A是根据一实施例绘示运动课程评分系统的示意图。请参照图1A，运动课程评分系统100包括至少一个穿戴式加速度感测器110、显示器120与智能型装置130。穿戴式加速度感测器110例如可以实际为一个运动手环，并由学员112穿戴，但在其他实施例中也可以实际为手表、绑带或其他可以穿戴在身上的装置。穿戴式加速度感测器110包括一个三轴重力感测器，用以量测X、Y、Z等三个轴上的加速度值。穿戴式加速度感测器110还包括无线通讯模块，例如蓝牙通讯模块、无线保真(wirelessfidelity，WiFi)模块或其他合适的低功率无线传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动课程评分方法，适用于运动课程评分系统，所述运动课程评分系统包括穿戴式加速度感测器，其特征在于，所述运动评分法包括：播放课程影片，并取得对应所述课程影片的教练运动数据，其中所述教练运动数据包括多个教练取样点，每个所述教练取样点包括多个加速度值；通过所述穿戴式加速度感测器取得学员运动数据，其中所述学员运动数据包括多个学员取样点，每个所述学员取样点包括多个加速度值；将所述教练运动数据分为多个教练片段，其中每个所述教练片段是对应至所述学员运动数据中的多个学员片段，并且部分的所述多个学员片段是彼此部分地重叠；对于每个所述教练片段，根据所述教练片段与对应的每个所述学员片段执行动态时间扭曲演算法，以取得误差最小的所述学员片段并计算出运动分数；以及显示所述运动分数。

【技术特征摘要】
1.一种运动课程评分方法，适用于运动课程评分系统，所述运动课程评分系统包括穿戴式加速度感测器，其特征在于，所述运动评分法包括：播放课程影片，并取得对应所述课程影片的教练运动数据，其中所述教练运动数据包括多个教练取样点，每个所述教练取样点包括多个加速度值；通过所述穿戴式加速度感测器取得学员运动数据，其中所述学员运动数据包括多个学员取样点，每个所述学员取样点包括多个加速度值；将所述教练运动数据分为多个教练片段，其中每个所述教练片段是对应至所述学员运动数据中的多个学员片段，并且部分的所述多个学员片段是彼此部分地重叠；对于每个所述教练片段，根据所述教练片段与对应的每个所述学员片段执行动态时间扭曲演算法，以取得误差最小的所述学员片段并计算出运动分数；以及显示所述运动分数。2.如权利要求1所述的运动课程评分方法，其特征在于，还包括：对于每个所述教练片段，根据所述教练片段的所述时间码往前延伸至第一取样点并往后延伸至第二取样点，并以第一取样间隔在所述学员运动数据上从所述第一取样点取样至所述第二取样点以取得所述多个学员片段。3.如权利要求2所述的运动课程评分方法，其特征在于，还包括：从所述多个学员片段中取得误差最小的第一学员片段与第二学员片段；以第二取样间隔在所述学员运动数据上从所述第一学员片段取样至所述第二学员片段以取得至少一个第三学员片段，其中所述第二取样间隔小于所述第一取样间隔；以及根据所述教练片段与所述至少一个第三学员片段执行所述动态时间扭曲演算法。4.如权利要求3所述的运动课程评分方法，其特征在于，还包括：如果所述至少一个第三学员片段的误差大于所述第一学员片段的误差与所述第二学员片段的误差，则设定所述第一学员片段与所述第二学员片段中误差较小的所述学员片段为误差最小的所述学员片段。5.如权利要求1所述的运动课程评分方法，其特征在于，其中根据所述教练片段与对应的每个所述学员片段执行所述动态时间扭曲演算法的步骤包括：根据以下方程式(1)计算所述教练取样点与所述学员取样点之间的误差：errori,j＝c1×|xi-yj|+c2×|(xi+1-xj)-(yj+1-yj)|+c3×|(xi-xi-1)-(yj-yj-1)|…(1)其中xi表示第i个所述教练取样点，yj表示第j个所述学员取样点，errori,j表示误差，c1、c2、c3为实数。6.如权利要求1所述的运动课程...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄龙飞，
申请(专利权)人：庄龙飞，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71