一种规范坐位体前屈测试的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种规范坐位体前屈测试的方法及装置，属于体质测试领域。受试者在进行坐位体前屈测试时，无线图像采集模块采集受试者的肢体动作图像，第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块分别采集坐位体前屈测试仪坐垫上的压力和光强序列数据，第二分布式柔性压力无线采集模块采集坐位体前屈测试仪脚踏板上的压力序列数据。以上图像和数据无线传输至无线数据处理模块以判断受试者当前动作是否规范，并且无线数据处理模块控制无线声光显示模块提示受试者动作规范，从而实现对受试者坐位体前屈动作的规范。本发明专利技术具有无需人工观察，可杜绝受试者和相关测试人员作弊，可快速实现对坐位体前屈动作规范程度的自动化判定的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种规范坐位体前屈测试的方法及装置
本专利技术涉及一种规范坐位体前屈测试的方法及装置，尤其涉及使用传感器网络规范坐位体前屈的测试过程，属于体质测试领域。
技术介绍
坐位体前屈测试是测试人在静止状态下的躯干、腰、髋等关节能达到的最大活动幅度，是《国民体质测定标准》中评价身体柔韧性的重要测试，其规范测试方法为：“测试时，受试者坐在垫上，双腿伸直，脚跟并拢，脚尖自然分开，全脚掌蹬在测试仪平板上；然后掌心向下，双臂并拢平伸，上体前屈，用双手中指指尖推动游标平滑前移，直至不能移动为止。测试两次，取最大值，记录以厘米为单位，保留小数点后一位。”旧式坐位体前屈测试仪关注点主要集中在体前屈时指尖到脚掌水平距离的测量功能实现，但对坐位体前屈测试过程是否规范关注和设计不足。如：旧式坐位体前屈测试仪多采用绑带或挡板确保双腿伸直，通过人工观察方式确保体前屈动作规范，不仅费时费力，同时当测试人员较多时，会出现受试者不固定双腿，同时通过屈膝双腿等不规范动作以获得虚假测试成绩的不规范测试过程。为确保测试过程规范和方便，申请号201911069536.8公开的坐位体前屈测试仪内部集成多种传感器，并具有复杂的机械调整结构，若全部更换旧式坐位体前屈测试仪，不仅价格昂贵，还会造成现存大量旧式坐位体前屈测试仪的资源浪费；申请号201610915452.1公开的坐位体前屈测试仪采用单一机器视觉方案，其很容易受到复杂被测环境光照的影响，进而降低其规范测试过程的可靠性。因此，亟需能够规范旧式坐位体前屈测试仪测量过程的低成本、结构简单、高可靠性的装置。r>同时，2019年，我国在《体育强国建设纲要》中提出“到2035年，城乡居民达到《国民体质测定标准》合格以上的人数比例超过92％”，如何充分利用现存大量旧式体前屈测试仪，在全民中实现大规模坐位体前屈规范化测试也成为当下亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决旧式坐位体前屈测试仪存在的测试不规范的现象以及大规模人群规范化测试的需求，提出一种规范坐位体前屈测试的方法及装置，该装置成本低、结构简单、可靠性高，可与旧式坐位体前屈测试仪直接配合，在充分利用现存大量旧式坐位体前屈测试仪的同时，保证测试过程的规范性，同时，测试方法可快速实现对坐位体前屈动作规范程度的自动化判定，从而为全民大规模规范化坐位体前屈测试提供解决方案。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。一种规范坐位体前屈测试的装置，主要包括：坐位体前屈测试仪、无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块，无线数据处理模块以及无线声光显示模块。所述坐位体前屈测试仪为市场上常见坐位体前屈测试仪。所述第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块安装在坐位体前屈测试仪的坐垫上；第二分布式柔性压力无线采集模块安装在坐位体前屈测试仪的脚踏板上；无线图像采集模块放置在坐位体前屈测试仪的侧面，与受试者的侧面垂直，调整其图像采集区域对准受试者；无线数据处理模块以及无线声光显示模块，放置在坐位体前屈测试仪侧面。受试者在进行坐位体前屈测试时，无线图像采集模块采集受试者的肢体动作图像，第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块分别采集坐位体前屈测试仪坐垫上的压力和光强序列数据，第二分布式柔性压力无线采集模块采集坐位体前屈测试仪脚踏板上的压力序列数据。以上图像和数据无线传输至无线数据处理模块以判断受试者当前动作是否规范，并且无线数据处理模块控制无线声光显示模块提示受试者动作规范，从而实现对受试者坐位体前屈动作的规范。所述无线图像采集模块，包括图像采集子模块，主控子模块，无线收发子模块，图像采集子模块和无线收发子模块的控制和数据接口均与主控子模块相连。主控子模块控制图像采集子模块采集受试者的肢体动作图像，并将所拍摄的图像通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断是否符合双腿伸直，掌心向下，双臂并拢平伸，上体前屈，用双手中指指尖推动游标平滑前移的坐位体前屈测试规范。所述无线图像采集模块，还包括补光灯子模块，其控制接口与主控子模块相连。无线数据处理模块根据无线图像采集模块采集的图像信息，判断当前环境光照是否满足稳定识别人体关节点的条件，若不满足，无线数据处理模块发送指令给无线图像采集模块中的主控子模块，该主控子模块控制无线图像采集模块中的补光灯子模块补光。所述第一分布式柔性压力无线采集模块，包括若干薄膜柔性压力传感器，主控子模块，无线收发子模块，若干薄膜柔性压力传感器和无线收发子模块的数据和控制接口与主控子模块相连。主控子模块控制若干薄膜柔性压力传感器采集坐位体前屈测试仪坐垫上的压力序列数据，并将数据通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断受试者腿部是否伸直并紧靠坐垫。所述光强无线采集模块，包括若干光强采集传感器，主控子模块，无线收发子模块，若干光强采集传感器和无线收发子模块的数据和控制接口与主控子模块相连。主控子模块控制若干光强采集传感器采集坐位体前屈测试仪坐垫上的光强序列数据，并将数据通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断受试者腿部是否伸直并紧靠坐垫。所述第二分布式柔性压力无线采集模块，包括若干薄膜柔性压力传感器，主控子模块，无线收发子模块，若干薄膜柔性压力传感器和无线收发子模块的数据和控制接口与主控子模块相连。主控子模块控制若干薄膜柔性压力传感器采集坐位体前屈测试仪脚踏板上的压力序列数据，并将数据通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断受试者脚跟是否并拢，全脚掌是否蹬在坐位体前屈测试仪脚踏板上。所述无线数据处理模块，包括嵌入式信号处理与控制器与无线收发子模块，无线收发子模块的数据和控制接口与嵌入式信号处理与控制器相连。嵌入式信号处理与控制器根据无线图像采集模块的图像数据，第一分布式柔性压力无线采集模块的压力序列数据，光强无线采集模块的光强序列数据，第二分布式柔性压力无线采集模块的压力序列数据，判断受试者坐位体前屈动作是否规范并将结果无线传输至无线声光显示模块进行声光提示。嵌入式信号处理与控制器通过无线收发子模块实现与无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块以及无线声光显示模块的通讯与控制。所述无线声光显示模块，包括显示屏和音响，主控子模块和无线收发子模块，显示屏和音响与主控子模块的音频和视频输出接口相连，无线收发子模块的数据与控制接口与主控子模块相连。主控子模块根据无线收发子模块接收到的无线数据处理模块发来的控制指令，控制显示屏和音响以光学显示和声音的形式提示受试者动作是否规范。一种规范坐位体前屈测试的方法，包括以下步骤：步骤一、开启无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块，无线数据处理模块以及无线声光显示模块的电源开关，各模块完成初始化和配对，无线数据处理模块控制无线声光显示模块显示装置已就绪，可以开始测试的声光信号。步骤二、受试者坐在坐位体前屈测试仪坐垫上，双腿伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种规范坐位体前屈测试的装置，包括坐位体前屈测试仪，其特征在于：还包括：无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块，无线数据处理模块以及无线声光显示模块；/n所述第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块安装在坐位体前屈测试仪的坐垫上；第二分布式柔性压力无线采集模块安装在坐位体前屈测试仪的脚踏板上；无线图像采集模块放置在坐位体前屈测试仪的侧面，与受试者的侧面垂直，调整其图像采集区域对准受试者；无线数据处理模块以及无线声光显示模块，放置在坐位体前屈测试仪侧面；/n受试者在进行坐位体前屈测试时，无线图像采集模块采集受试者的肢体动作图像，第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块分别采集坐位体前屈测试仪坐垫上的压力和光强序列数据，第二分布式柔性压力无线采集模块采集坐位体前屈测试仪脚踏板上的压力序列数据；以上图像和数据无线传输至无线数据处理模块以判断受试者当前动作是否规范，并且无线数据处理模块控制无线声光显示模块提示受试者动作规范，从而实现对受试者坐位体前屈动作的规范。/n

【技术特征摘要】
1.一种规范坐位体前屈测试的装置，包括坐位体前屈测试仪，其特征在于：还包括：无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块，无线数据处理模块以及无线声光显示模块；
所述第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块安装在坐位体前屈测试仪的坐垫上；第二分布式柔性压力无线采集模块安装在坐位体前屈测试仪的脚踏板上；无线图像采集模块放置在坐位体前屈测试仪的侧面，与受试者的侧面垂直，调整其图像采集区域对准受试者；无线数据处理模块以及无线声光显示模块，放置在坐位体前屈测试仪侧面；
受试者在进行坐位体前屈测试时，无线图像采集模块采集受试者的肢体动作图像，第一分布式柔性压力无线采集模块与光强无线采集模块分别采集坐位体前屈测试仪坐垫上的压力和光强序列数据，第二分布式柔性压力无线采集模块采集坐位体前屈测试仪脚踏板上的压力序列数据；以上图像和数据无线传输至无线数据处理模块以判断受试者当前动作是否规范，并且无线数据处理模块控制无线声光显示模块提示受试者动作规范，从而实现对受试者坐位体前屈动作的规范。


2.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述无线图像采集模块，包括图像采集子模块，主控子模块，无线收发子模块，图像采集子模块和无线收发子模块的控制和数据接口均与主控子模块相连；主控子模块控制图像采集子模块采集受试者的肢体动作图像，并将所拍摄的图像通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断是否符合双腿伸直，掌心向下，双臂并拢平伸，上体前屈，用双手中指指尖推动游标平滑前移的坐位体前屈测试规范。


3.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述无线图像采集模块，还包括补光灯子模块，其控制接口与主控子模块相连；无线数据处理模块根据无线图像采集模块采集的图像信息，判断当前环境光照是否满足稳定识别人体关节点的条件，若不满足，无线数据处理模块发送指令给无线图像采集模块中的主控子模块，该主控子模块控制无线图像采集模块中的补光灯子模块补光。


4.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述第一分布式柔性压力无线采集模块，包括若干薄膜柔性压力传感器，主控子模块，无线收发子模块，若干薄膜柔性压力传感器和无线收发子模块的数据和控制接口与主控子模块相连；主控子模块控制若干薄膜柔性压力传感器采集坐位体前屈测试仪坐垫上的压力序列数据，并将数据通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断受试者腿部是否伸直并紧靠坐垫。


5.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述光强无线采集模块，包括若干光强采集传感器，主控子模块，无线收发子模块，若干光强采集传感器和无线收发子模块的数据和控制接口与主控子模块相连；主控子模块控制若干光强采集传感器采集坐位体前屈测试仪坐垫上的光强序列数据，并将数据通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断受试者腿部是否伸直并紧靠坐垫。


6.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述第二分布式柔性压力无线采集模块，包括若干薄膜柔性压力传感器，主控子模块，无线收发子模块，若干薄膜柔性压力传感器和无线收发子模块的数据和控制接口与主控子模块相连；主控子模块控制若干薄膜柔性压力传感器采集坐位体前屈测试仪脚踏板上的压力序列数据，并将数据通过无线收发子模块发送给无线数据处理模块以判断受试者脚跟是否并拢，全脚掌是否蹬在坐位体前屈测试仪脚踏板上。


7.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述无线数据处理模块，包括嵌入式信号处理与控制器与无线收发子模块，无线收发子模块的数据和控制接口与嵌入式信号处理与控制器相连；嵌入式信号处理与控制器根据无线图像采集模块的图像数据，第一分布式柔性压力无线采集模块的压力序列数据，光强无线采集模块的光强序列数据，第二分布式柔性压力无线采集模块的压力序列数据，判断受试者坐位体前屈动作是否规范并将结果无线传输至无线声光显示模块进行声光提示；嵌入式信号处理与控制器通过无线收发子模块实现与无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块以及无线声光显示模块的通讯与控制。


8.如权利要求1所述的一种规范坐位体前屈测试的装置，其特征在于：所述无线声光显示模块，包括显示屏和音响，主控子模块和无线收发子模块，显示屏和音响与主控子模块的音频和视频输出接口相连，无线收发子模块的数据与控制接口与主控子模块相连；主控子模块根据无线收发子模块接收到的无线数据处理模块发来的控制指令，控制显示屏和音响以光学显示和声音的形式提示受试者动作是否规范。


9.采用如权利要求1所述装置进行规范坐位体前屈测试的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、开启无线图像采集模块，第一分布式柔性压力无线采集模块，光强无线采集模块，第二分布式柔性压力无线采集模块，无线数据处理模块以及无线声光显示模块的电源开关，各模块完成初始化和配对，无线数据处理模块控制无线声光显示模块显示装置已就绪，可以开始测试的声光信号；
步骤二、受试者坐在坐位体前屈测试仪坐垫上，双腿伸直，脚跟并拢，脚尖自然分开，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开宇，钱德省，田寅生，李建伟，
申请(专利权)人：北京体育大学，
类型：发明
国别省市：北京;11