一种形体训练平衡球及其控制方法技术

本发明专利技术属于形体训练器材技术领域，公开了一种形体训练平衡球及其控制方法，所述形体训练平衡球包括：位移检测模块、限位检测模块、转速检测模块、姿态感知模块、播报模块、控制模块、信号传输模块、云服务模块、重心位置调整模块、形体训练分析模块、形体训练设计模块和电动滑块调整模块。本发明专利技术提供的形体训练平衡球的控制方法，通过位移检测模块、限位检测模块和转速检测模块可以精确调整平衡球的重心；通过姿态感知模块检测平衡球的状态信息，为调整形体训练提供可靠的数据信息；通过形体训练分析模块和形体训练设计模块为后续的体型训练，做出正确的调整提高形体训练的精度；通过播报模块可以实现人机交互，便于提高形体训练的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种形体训练平衡球及其控制方法
本专利技术属于形体训练器材
，尤其涉及一种形体训练平衡球及其控制方法。
技术介绍
目前，形体是指人体结构的外在表现，具体讲就是人体的外形。人体的形态美，主要包括人体的容貌美、身材美、肤色美和气质美。形体是一项比较优美、高雅的健身项目，主要通过舒展优美的舞蹈基础练习(以芭蕾为基础)，结合古典舞、身韵、民族民间舞蹈进行综合训练，可塑造人们优美的体态，培养高雅的气质，纠正生活中不正确的姿态。可以说它是所有运动项目的基础。人的基本姿态是指:坐、立、行、卧。由于一个人的姿态具有较强的可塑性，也可具有一定的稳定性，通过一定的训练，可以改变诸多不良体态，如:斜肩、含胸、松垮、行走时屈膝晃体，步伐拖沓等。为了实现上述的形体训练质量，平衡球发挥着关键性的作用。但是现有的平衡球在使用过程中，只能通过充放气调整相应的重心，降低了形体训练的质量。同时现有的平衡球在使用过程中，无法根据形体训练的进程，提供相应的形体训练计划。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有的平衡球在使用过程中，只能通过充放气调整相应的重心，降低了形体训练的质量。(2)现有的平衡球在使用过程中，无法根据形体训练的进程，提供相应的形体训练计划。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种形体训练平衡球及其控制方法。本专利技术是这样实现的，一种形体训练平衡球的控制方法，所述形体训练平衡球的控制方法包括以下步骤：步骤一，通过位移检测模块利用位移传感器搭载的激光测量单元获取电动滑块二维位移数据；根据所述二维位移数据计算获得所述电动滑块相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述电动滑块的振动位移补偿参数；步骤二，获取接触网几何参数测量值；根据所述接触网几何参数测量值与电动滑块的振动位移补偿参数测量值，计算获得检测电动滑块对于轨平面的接触网几何参数测量值，检测得到电动滑块的位移参数；步骤三，通过限位检测模块利用限位传感器控制电动滑块的移动航程：通过限位传感器利用敏感元件直接接收测量，并输出被测量有关的物理量信号；通过转换元件用于将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；通过变换电路将转换元件输出电信号进行放大、滤波和调制处理；步骤四，通过转速检测模块利用摄像头获取电动滑块进入摄像头的视场角和移出摄像头的视场角的时间延迟，通过摄像头内的红外激光测距传感器获取电动滑块的对焦距离，根据所述摄像头的视场角、获取的所述对焦距离和所述时间延迟获取所述电动滑块的移动速度；通过姿态感知模块利用通过姿态传感器检测平衡球的状态信息；步骤五，通过控制模块分别与位移检测模块、限位检测模块、转速检测模块、姿态感知模块、播报模块、信号传输模块、重心位置调整模块、形体训练分析模块、形体训练设计模块、电动滑块调整模块连接，利用中央处理器协调控制所述形体训练平衡球各个模块的正常运行；步骤六，通过重心位置调整模块利用电动滑块在齿轮筒中的位置，调重心的位置；通过电动滑块调整模块利用步进电机，调整电动滑块的移动速度；通过形体训练分析模块利用形体训练程序，对形体训练的过程进行分析；通过形体训练设计模块根据形体训练分析的结果，对形体训练进行设计；步骤七，通过播报模块利用播报设备以提示训练者；通过信号传输模块利用信号传输设备，搭建与云服务模块连接的桥梁实现信息的交互；通过云服务模块利用外侧的云服务器将所有各个检测或者执行模块所反馈的数据，建立相应的数据集合；根据数据集合中的数据，计算协方差矩阵；步骤八，利用大数据处理技术求出协方差矩阵的的特征值，并按从大到小排列；根据事先设定的阈值threshold和来选取前k个特征值，求出前k大的特征值对应的特征向量，得到统一的特征向量，对形体训练数据进行处理，实现数据的融合。进一步，步骤一中，所述激光测量单元包含至少两个激光测量模块，所述激光测量模块包含线激光器和二维成像元件。进一步，步骤三中，所述敏感元件包括热敏、光敏、力敏和磁敏。进一步，步骤三中，所述将电信号进行滤波处理，包括：(1)将所采集的电信号，确定两次允许的最大偏差值B；(2)每次检测到新值时进行判断，如果本次值与上次值之差小于等于B，则值有效；如果本次值与上次值之差大于B，则值无效，放弃次值。进一步，步骤四中，还包括根据所述对焦距离获取所述电动滑块从进入摄像头的视场角到移出摄像头的视场角的移动距离；获取所述移动距离具体为：d＝2d1arctan(κ/2)；获取所述移动物体的移动速度具体为：V＝d/λ＝(2d1arctan(κ/2))/λ；其中，d为移动距离，d1为对焦距离，κ为视场角，V为移动速度，λ为时间延迟。进一步，步骤六中，所述重心位置调整模块中电动滑块在齿轮筒中的位置结构，包括：电动滑块上固定有转动电机，转动电机输出轴通过连接键固定有齿轮，齿轮与齿轮筒中的上下侧固定有齿条，转动电机上下侧固定有滑轮与齿轮筒中的滑道硬接触。本专利技术另一目的在于提供一种实施所述的形体训练平衡球控制方法的形体训练平衡球，所述形体训练平衡球包括：位移检测模块，与控制模块连接，通过位移传感器，检测电动滑块的位移；限位检测模块，与控制模块连接，通过限位传感器，控制电动滑块的移动航程；转速检测模块，与控制模块连接，通过转速传感器，检测电动滑块移动速度；姿态感知模块，与控制模块连接，通过姿态传感器，检测平衡球的状态信息；播报模块，与控制模块连接，通过播报设备，用以提示训练者；控制模块，分别与位移检测模块、限位检测模块、转速检测模块、姿态感知模块、播报模块、信号传输模块、重心位置调整模块、形体训练分析模块、形体训练设计模块、电动滑块调整模块连接，通过中央处理器协调控制所述形体训练平衡球各个模块的正常运行。进一步，所述形体训练平衡球，还包括：信号传输模块，与控制模块连接，通过信号传输设备，搭建与云服务模块连接的桥梁，实现信息的交互；云服务模块，与信号传输模块连接，通过外侧的云服务器，利用大数据处理技术对形体训练数据进行处理；重心位置调整模块，与控制模块连接，通过电动滑块在齿轮筒中的位置，调重心的位置；形体训练分析模块，与控制模块连接，通过形体训练程序，对形体训练的过程进行分析；形体训练设计模块，与控制模块连接，根据形体训练分析的结果，对形体训练进行设计；电动滑块调整模块，与控制模块连接，通过步进电机，调整电动滑块的移动速度。本专利技术另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的形体训练平衡球控制方法。本专利技术另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的形体训练平衡球控制方法。结合上述的所有技术方案，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形体训练平衡球的控制方法，其特征在于，所述形体训练平衡球的控制方法包括以下步骤：/n步骤一，通过位移检测模块利用位移传感器搭载的激光测量单元获取电动滑块二维位移数据；根据所述二维位移数据计算获得所述电动滑块相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述电动滑块的振动位移补偿参数；/n步骤二，获取接触网几何参数测量值；根据所述接触网几何参数测量值与电动滑块的振动位移补偿参数测量值，计算获得检测电动滑块对于轨平面的接触网几何参数测量值，检测得到电动滑块的位移参数；/n步骤三，通过限位检测模块利用限位传感器控制电动滑块的移动航程：通过限位传感器利用敏感元件直接接收测量，并输出被测量有关的物理量信号；通过转换元件用于将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；通过变换电路将转换元件输出电信号进行放大、滤波和调制处理；/n步骤四，通过转速检测模块利用摄像头获取电动滑块进入摄像头的视场角和移出摄像头的视场角的时间延迟，通过摄像头内的红外激光测距传感器获取电动滑块的对焦距离，根据所述摄像头的视场角、获取的所述对焦距离和所述时间延迟获取所述电动滑块的移动速度；通过姿态感知模块利用通过姿态传感器检测平衡球的状态信息；/n步骤五，通过控制模块分别与位移检测模块、限位检测模块、转速检测模块、姿态感知模块、播报模块、信号传输模块、重心位置调整模块、形体训练分析模块、形体训练设计模块、电动滑块调整模块连接，利用中央处理器协调控制所述形体训练平衡球各个模块的正常运行；/n步骤六，通过重心位置调整模块利用电动滑块在齿轮筒中的位置，调重心的位置；通过电动滑块调整模块利用步进电机，调整电动滑块的移动速度；通过形体训练分析模块利用形体训练程序，对形体训练的过程进行分析；通过形体训练设计模块根据形体训练分析的结果，对形体训练进行设计；/n步骤七，通过播报模块利用播报设备以提示训练者；通过信号传输模块利用信号传输设备，搭建与云服务模块连接的桥梁实现信息的交互；通过云服务模块利用外侧的云服务器将所有各个检测或者执行模块所反馈的数据，建立相应的数据集合；根据数据集合中的数据，计算协方差矩阵；/n步骤八，利用大数据处理技术求出协方差矩阵的的特征值，并按从大到小排列；根据事先设定的阈值threshold和来选取前k个特征值，求出前k大的特征值对应的特征向量，得到统一的特征向量，对形体训练数据进行处理，实现数据的融合。/n...

【技术特征摘要】
1.一种形体训练平衡球的控制方法，其特征在于，所述形体训练平衡球的控制方法包括以下步骤：
步骤一，通过位移检测模块利用位移传感器搭载的激光测量单元获取电动滑块二维位移数据；根据所述二维位移数据计算获得所述电动滑块相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述电动滑块的振动位移补偿参数；
步骤二，获取接触网几何参数测量值；根据所述接触网几何参数测量值与电动滑块的振动位移补偿参数测量值，计算获得检测电动滑块对于轨平面的接触网几何参数测量值，检测得到电动滑块的位移参数；
步骤三，通过限位检测模块利用限位传感器控制电动滑块的移动航程：通过限位传感器利用敏感元件直接接收测量，并输出被测量有关的物理量信号；通过转换元件用于将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；通过变换电路将转换元件输出电信号进行放大、滤波和调制处理；
步骤四，通过转速检测模块利用摄像头获取电动滑块进入摄像头的视场角和移出摄像头的视场角的时间延迟，通过摄像头内的红外激光测距传感器获取电动滑块的对焦距离，根据所述摄像头的视场角、获取的所述对焦距离和所述时间延迟获取所述电动滑块的移动速度；通过姿态感知模块利用通过姿态传感器检测平衡球的状态信息；
步骤五，通过控制模块分别与位移检测模块、限位检测模块、转速检测模块、姿态感知模块、播报模块、信号传输模块、重心位置调整模块、形体训练分析模块、形体训练设计模块、电动滑块调整模块连接，利用中央处理器协调控制所述形体训练平衡球各个模块的正常运行；
步骤六，通过重心位置调整模块利用电动滑块在齿轮筒中的位置，调重心的位置；通过电动滑块调整模块利用步进电机，调整电动滑块的移动速度；通过形体训练分析模块利用形体训练程序，对形体训练的过程进行分析；通过形体训练设计模块根据形体训练分析的结果，对形体训练进行设计；
步骤七，通过播报模块利用播报设备以提示训练者；通过信号传输模块利用信号传输设备，搭建与云服务模块连接的桥梁实现信息的交互；通过云服务模块利用外侧的云服务器将所有各个检测或者执行模块所反馈的数据，建立相应的数据集合；根据数据集合中的数据，计算协方差矩阵；
步骤八，利用大数据处理技术求出协方差矩阵的的特征值，并按从大到小排列；根据事先设定的阈值threshold和来选取前k个特征值，求出前k大的特征值对应的特征向量，得到统一的特征向量，对形体训练数据进行处理，实现数据的融合。


2.如权利要求1所述形体训练平衡球的控制方法，其特征在于，步骤一中，所述激光测量单元包含至少两个激光测量模块，所述激光测量模块包含线激光器和二维成像元件。


3.如权利要求1所述形体训练平衡球的控制方法，其特征在于，步骤三中，所述敏感元件包括热敏、光敏、力敏和磁敏。


4.如权利要求1所述形体训练平衡球的控制方法，其特征在于，步骤三中，所述将电信号进行滤波处理，包括：
(1)将所采集的电信号，确定两次允许的最大偏差值B；
(2)每次检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐艳霞，
申请(专利权)人：吉首大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43