一种智能跑步机的控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种智能跑步机的控制方法和装置，所述智能跑步机可以包括：视觉传感器，所述控制方法可以包括：通过所述视觉传感器获取跑者和跑带的图像；根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息；根据所述运动信息调节所述跑带的速度。通过该实施例方案，实现了跑步机的精细化控制，使跑者具有接近实际跑道上的跑步体验，使跑者的跑姿更加接近跑道上的姿势，既能全面锻炼各部位的肌肉，还能减少运动损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种智能跑步机的控制方法和装置
本专利技术实施例涉及跑步机设计技术，尤指一种智能跑步机的控制方法和装置。
技术介绍
传统跑步机与室外跑步的最大区别在于前脚落地时的跑带速度要高于室外跑步时的前冲速度，会产生较大的向后拽的力，这是因为在前脚落地之前的人体腾空过程(双脚离地)是个减速的运动，实地上的跑者通过后蹬补偿这个减速、从而实现匀速奔跑。传统跑步机的后拽力使跑者不需要后蹬也能匀速奔跑，这也是为什么跑步机不能很好的替代实地跑步，不能有效锻炼大腿后部肌肉的原因。另外，跑步机的速度设定方式非常机械，不会自动适应跑者的体力变化，如果跑者没能及时减速，肌肉拉伤、关节损伤的情况时有发生。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种智能跑步机的控制方法和装置，能够实现跑步机的精细化控制，使跑者具有接近实际跑道上的跑步体验，使跑者的跑姿更加接近跑道上的姿势，既能全面锻炼各部位的肌肉，还能减少运动损伤。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例提供了一种智能跑步机的控制方法，所述智能跑步机可以包括：视觉传感器，所述控制方法可以包括：通过所述视觉传感器获取跑者和跑带的图像；根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息；根据所述运动信息调节所述跑带的速度。在本专利技术的示例性实施例中，所述视觉传感器可以包括：立体摄像机和/或成像雷达。在本专利技术的示例性实施例中，所述图像可以包括跑者的身体关键点图像；所述根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息可以包括：从所述图像中识别出跑者的图像，并从所述跑者的图像中获取跑者的身体关键点图像；从所述身体关键点图像中识别出所述跑者的一个或多个运动关键点；所述运动关键点可以包括以下一种或多种：脚部关键点、腿部关键点、臂部关键点、肩部关键点、颈部关键点和脊椎关键点；根据所述运动关键点确定所述跑者在第一预设坐标系内的重心投影坐标，并确定所述脚步关节相对于所述第一预设坐标系的坐标值，以获取跑者的落脚点坐标；其中所述第一预设坐标系建立在所述跑带所在平面上。在本专利技术的示例性实施例中，所述根据所述运动信息调节所述跑带的速度可以包括：根据所述运动信息确定出一个或多个预设运动节点；根据所述预设运动节点校正所述跑带的动态运动周期。在本专利技术的示例性实施例中，所述图像可以为深度图像；所述运动信息可以包括以下一种或多种：跑者的奔跑速度、跑者的落脚点坐标、跑者的离地点坐标、跑者前脚的落地时刻、跑者后脚的落地时刻、跑者前脚的离地时刻、跑者后脚的离地时刻以及跑者的重心投影坐标；所述预设运动节点可以包括以下一种或多种：跑者前脚落地时刻、跑者后脚蹬起时刻、跑者双脚腾空时段、跑者的重心在奔跑方向上超过落脚点时刻以及跑者的重心在奔跑方向上与新的落脚点重合时刻；所述动态运动周期包括依次完成以下动作的过程：跑者的前脚迈出、跑者的重心在奔跑方向上超过落脚点、跑者后脚蹬起、跑者双脚腾空、跑者前脚落地以及跑者的重心在奔跑方向上与新的落脚点重合。在本专利技术的示例性实施例中，所述根据所述预设运动节点校正所述跑带的动态运动周期包括：当检测到跑者的前脚迈出，并且跑者的重心在奔跑方向上超过落脚点时，控制所述跑带以第一加速度开始加速；当检测到跑者后脚蹬起，并且跑者双脚腾空时，控制所述跑带以第二加速度开始减速；当检测到跑者前脚落地时，控制所述跑带以第三加速度开始减速，直至跑者的重心在奔跑方向上与新的落脚点重合；所述第三加速度大于所述第二加速度。在本专利技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：在跑带运行期间控制跑带以平均加速度运行，并调节所述跑带在每个动态运动周期内的速度周期、振幅和/或相位。在本专利技术的示例性实施例中，所述根据所述运动信息调节所述跑带在每个动态运动周期内的速度周期、振幅和/或相位可以包括：根据跑带的运动速度获取跑带的第一速度变化曲线，并根据所述第一速度变化曲线获取跑带的第一速度变化周期、第一速度变化振幅和第一速度变化相位；根据跑者的奔跑速度获取跑者的第二速度变化曲线，并根据所述第二速度变化曲线获取跑者的第二速度变化周期、第二速度变化振幅和第二速度变化相位；分别获取所述第一速度变化周期与所述第二速度变化周期的第一差值、所述第一速度变化振幅与所述第二速度变化振幅的第二差值以及所述第一速度变化相位与所述第二速度变化相位的第三差值；根据所述第一差值、第二差值和第三差值分别调节所述跑带在每个动态运动周期内的速度周期、振幅和相位。在本专利技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：根据所述第一速度变化相位与所述第二速度变化相位的第三差值调整所述第一速度变化振幅。在本专利技术的示例性实施例中，所述平均加速度包括：跑者平均加速度分量、跑者惯性加速度分量和跑步机阻尼加速度分量；其中，所述跑者平均加速度分量A1可以满足：其中，A1(t+τ)为t+τ时刻的第一加速度，t为采样时刻；σ为跑者的重心投影坐标与预设的跑带中心坐标的偏差量，τ为σ的采样间隔；σt-k·τ是指t-k·τ时刻根据所述运动信息的采样数据计算出来的偏差量，σt-(k-1)·τ是指t-(k-1)·τ时刻根据所述运动信息的采样数据计算出来的偏差量；n是预测模型的阶数，αk是第k个模型系数；所述跑者惯性加速度分量A2可以满足：其中，A2(t)为t时刻的第二加速度，v为跑者后脚蹬起的状态时刻对应的跑带的瞬时速度；m为跑者的体重；Kf为阻力系数；所述跑步机阻尼加速度分量A3可以满足：A3(t)＝－Kc；其中，A3(t)为t时刻的第三加速度，Kc为阻力系数。本专利技术实施例还提供了一种智能跑步机的控制装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任意一项所述的智能跑步机的控制方法。本专利技术实施例可以包括：通过所述视觉传感器获取跑者和跑带的图像；根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息；根据所述运动信息调节所述跑带的速度。通过该实施例方案，实现了跑步机的精细化控制，使跑者具有接近实际跑道上的跑步体验，使跑者的跑姿更加接近跑道上的姿势，既能全面锻炼各部位的肌肉，还能减少运动损伤。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术实施例的智能跑步机的控制方法流程图；图2为本专利技术实施例的根据跑者和跑带的图像获得跑者相对于跑带的运动信息的方法流程图；图3为本专利技术实施例的人体的身体关键点图像示意图；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述智能跑步机包括：视觉传感器，所述控制方法包括：/n通过所述视觉传感器获取跑者和跑带的图像；/n根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息；/n根据所述运动信息调节所述跑带的速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述智能跑步机包括：视觉传感器，所述控制方法包括：
通过所述视觉传感器获取跑者和跑带的图像；
根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息；
根据所述运动信息调节所述跑带的速度。


2.根据权利要求1所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述图像包括跑者的身体关键点图像；所述根据所述跑者和跑带的图像获得所述跑者相对于所述跑带的运动信息包括：
从所述图像中识别出跑者的图像，并从所述跑者的图像中获取跑者的身体关键点图像；
从所述身体关键点图像中识别出所述跑者的一个或多个运动关键点；所述运动关键点包括：脚部关键点；
根据所述运动关键点确定所述跑者在第一预设坐标系内的重心投影坐标，并确定所述脚部关键点相对于所述第一预设坐标系的坐标值，以获取跑者的落脚点坐标。


3.根据权利要求1所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述根据所述运动信息调节所述跑带的速度包括：
根据所述运动信息确定出一个或多个预设运动节点；
根据所述预设运动节点校正所述跑带的动态运动周期。


4.根据权利要求3所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述图像为深度图像；
所述运动信息包括以下一种或多种：跑者的奔跑速度、跑者的落脚点坐标、跑者前脚的落地时刻、跑者后脚的落地时刻、跑者前脚的离地时刻、跑者后脚的离地时刻以及跑者的重心投影坐标；
所述预设运动节点包括以下一种或多种：跑者前脚落地时刻、跑者后脚蹬起时刻、跑者双脚腾空时段、跑者的重心在奔跑方向上超过落脚点时刻以及跑者的重心在奔跑方向上与新的落脚点重合时刻；
所述动态运动周期包括依次完成以下动作的过程：跑者的前脚迈出、跑者的重心在奔跑方向上超过落脚点、跑者后脚蹬起、跑者双脚腾空、跑者前脚落地以及跑者的重心在奔跑方向上与新的落脚点重合。


5.根据权利要求4所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述根据所述预设运动节点校正所述跑带的动态运动周期包括：
当检测到跑者的前脚迈出，并且跑者的重心在奔跑方向上超过落脚点时，控制所述跑带以第一加速度开始加速；
当检测到跑者后脚蹬起，并且跑者双脚腾空时，控制所述跑带以第二加速度开始减速；
当检测到跑者前脚落地时，控制所述跑带以第三加速度开始减速，直至跑者的重心在奔跑方向上与新的落脚点重合；所述第三加速度大于所述第二加速度。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾本仁，杜聚龙，
申请(专利权)人：北京邦天信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11