一种运动状况动态监测终端及使用者身份判定方法技术

一种运动状况动态监测终端及使用者身份判定方法，其基于现有智能手表的体积，内置设置了厚度在3毫米以下的板式静脉摄像模块，通过板式静脉摄像模块定时摄取使用者腕部静脉图像，与智能手表中存储的授权使用者的腕部静脉图像进行比对，判断运动状况动态监测终端的使用者是否为授权使用者本人，从而防止由其他人佩戴运动状况动态监测终端来代替授权使用者进行日常体育锻炼的作弊问题；另外，在运动状况动态监测终端的主腕带、付腕带中设置了启动模块及启动连接模块，智能手表通过判断主腕带、付腕带的动态连接状态，防止授权使用者短时取下运动状况动态监测终端更换使用者进行体育考核的作弊问题，确保了体育考核成绩的准确性及公平性。确性及公平性。确性及公平性。

【技术实现步骤摘要】
一种运动状况动态监测终端及使用者身份判定方法


[0001]本专利技术涉及学生日常及体育教学过程中，身体机能数据采集终端
，具体涉及一种运动状况动态监测终端及使用者身份判定方法。

技术介绍

[0002]随着中国教育竞争越来越激烈，学生日常投入学习的时间也越来越多，相应的运动时间也越来越短，其直接后果就是学生的身体素质越来越差；为扭转这一局面，国内教育部门推出双减政策，降低学生学习负担及学习压力，使学生在课余有更多时间参与体育运动，以提高学生的综合身体素质；另外也将学生体育考核纳入升学考试总分之中，引导学生在平时进行身体锻炼；但以上实施的方法尚有不足，其无法真正有效督促学生平时参加体育锻炼，如果通过技术手段监测、采集学生平时参加体育锻炼的时间和强度，将其和学生体育考核成绩同时纳入升学考试总分，才能真正起到督促学生平时参加体育锻炼的目的。
[0003]目前已有成熟的用于记录人体运动时间及强度的可穿戴电子设备，如智能手表；但将其用于监测、记录学生日常体育锻炼时间和强度时，存在一个技术缺陷：现有的智能手表无法检测佩戴者的身份，使用时存在作弊的可能，即可以由其他人佩戴智能手表来代替被监测学生的日常锻炼和体育测验；如果在现有的智能手表上增加佩戴者身份的检测功能，可使用的生物识别技术有指纹识别、人脸识别、虹膜识别、指静脉识别等，但以上生物识别技术应用于智能手表来检测佩戴者身份时，均存在一个问题：指纹识别、人脸识别、虹膜识别、指静脉识别时，智能手表与被识别的生物特征均可以分离，即智能手表可以识别非佩戴者的生物特征，因此存在作弊可能；因此如何确保智能手表与佩戴者的被识别生物特征的不可分离，是解决由他人佩戴智能手表来代替被监测学生进行作弊的关键。
[0004]通常情况下，智能手表使用时是佩戴于使用者的手腕部，如果通过智能手表采集佩戴者的智能手表背部正对的、接触部位腕部的静脉特征，对佩戴者的身份进行识别，具有极佳的智能手表佩戴者与被识别腕部静脉生物特征不可分离的特点，因此是一种较好的解决方案；但是将静脉识别模块集成在智能手表中用于检测腕部静脉特征，存在一个极大的技术障碍：即静脉识别模块在其镜头模组轴线方向的尺寸远远大于智能手表的厚度尺寸，静脉识别模块根本无法集成在智能手表中，实施对智能手表背部正对的、接触部位腕部静脉进行拍摄；因此如何将静脉识别模块集成在智能手表中，拍摄智能手表背部正对的、接触部位腕部静脉特征并对使用者身份进行识别，成为运动状况动态监测终端真正用于实施的亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种运动状况动态监测终端，其基于现有智能手表的体积基础，内置设置了全新设计的厚度在3毫米以下的板式静脉摄像模块，使用前在智能手表中预先录入授权使用者的腕部静脉图像，使用时运动状况动态监测终端佩戴在使用者的手腕部，通过板式静脉摄像模块定时摄取使用者腕部静脉图像，与智能手
表中存储的授权使用者的腕部静脉图像进行比对，判断运动状况动态监测终端的使用者是否为授权使用者本人，从而防止由其他人佩戴运动状况动态监测终端来代替授权使用者进行日常参加体育锻炼的作弊问题；另外，在运动状况动态监测终端的主腕带、付腕带中设置了启动模块及启动连接模块，智能手表通过启动连接模块检测启动模块中设置的ID号，判断主腕带、付腕带的动态连接状态，防止运动状况动态监测终端在通过腕部静脉图像确认授权使用者本人后，在中途短时取下运动状况动态监测终端更换使用者进行体育考核的作弊问题，确保了体育考核成绩的准确性及公平性。
[0006]为了实现所述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种运动状况动态监测终端，包括智能手表、主腕带、付腕带，主腕带、付腕带与智能手表连接，用于佩戴于手腕部；智能手表具有钟表、4G通信、蓝牙通信、射频识别、支付、心率监测及记录、睡眠监测及记录、卫星定位等功能，使用智能手表可监测、记录使用者日常参加体育锻炼的时间及强度；智能手表内置有全新开发设计的板式静脉摄像模块，其最大结构特征为厚度在3毫米以下，且板式静脉摄像模块内镜头模组的轴线与被拍摄腕部成平行状态，因此可以内置设置在现有智能手表中；运动状况动态监测终端使用前，需预先录入授权使用者的腕部静脉图像；腕部静脉图像的录入可以通过专有设备进行拍摄，得到授权使用者腕部完整的静脉图像，然后通过4G通信网络或蓝牙通信传输至智能手表中存储；也可将智能手表设置在授权使用者的腕部，通过多次移动智能手表，拍摄多幅授权使用者腕部的局部静脉图像，然后再合成使用者腕部完整的静脉图像；运动状况动态监测终端使用时，佩戴在使用者手腕部，板式静脉摄像模块拍摄得到腕部局部静脉图像，然后与智能手表中存储的授权使用者的腕部完整静脉图像进行比对，判断运动状况动态监测终端的使用者是否为授权使用者，从而达到防止由非授权使用者佩戴运动状况动态监测终端来代替授权使用者进行日常体育锻炼的作弊问题。
[0007]进一步的，板式静脉摄像模块包括模块支架、平板反射镜、摄像模组A、摄像模组B；其中平板反射镜用于改变被拍摄腕部静脉图像的光线传播方向，压缩板式静脉摄像模块的厚度，使其能内置设置在智能手表中；平板反射镜厚度设置在3毫米以下，因此通过平板反射镜拍摄到的腕部静脉图像的宽度最大仅有3毫米，在如此小的腕部静脉图像宽度范围内所包含的腕部静脉的特征较少，会产生静脉图像识别结果准确度低、误判率高的问题，为解决此问题，在本专利技术中板式静脉摄像模块设置了两组摄像模组及相应的平板反射镜，因此可以得到两张相对位置固定的腕部静脉图像，同时对两张相对位置固定的腕部静脉图像进行联合比对识别，从而极大提高了腕部静脉图像识别的准确度，同时降低了误判率；模块支架为板式静脉摄像模块的基础结构件，其目的为平板反射镜、摄像模组A、摄像模组B提供结构支撑；模块支架为矩形框状，中间设有两个矩形通孔，摄像模组A及一个平板反射镜固定设置在一个矩形通孔中，摄像模组B及另一个平板反射镜固定设置在另一个矩形通孔中；两个矩形通孔中分别设有支撑斜面A、支撑斜面B，支撑斜面A、支撑斜面B位于两个矩形通孔同一方向的侧面，支撑斜面A及支撑斜面B的此种结构设置，拍摄出的两张腕部局部静脉图像相距约有8毫米的距离，此距离使两张腕部局部静脉图像具有了一定的差异性，有利于腕部静脉图像进行联合比对识别结果的准确性；平板反射镜为平板状，厚度与模块支架相等，平板反射镜其中一侧面设有反射斜面，反射斜面镀有全反射膜，平板反射镜是利用反射斜面改变红外光的传播方向，实现了将
摄像模块内镜头模组的轴线设置成与被拍摄腕部成平行状态的结构，达到压缩板式静脉摄像模块厚度的目的，实现将板式静脉摄像模块内置于智能手表内；平板反射镜固定设置在模块支架的矩形通孔中，反射斜面与支撑斜面A、支撑斜面B相对应，将平板反射镜的反射斜面角度设计成与支撑斜面A、支撑斜面B相等，可以利用支撑斜面A、支撑斜面B作为平板反射镜的装配定位及固定面，实现平板反射镜装配的精确定位及可靠固定，最大程度的降低了板式静脉摄像模块的整体厚度，平板反射镜与模块支架通过黏胶粘接固定；反射斜面相对应的板面为工作面，板式静脉摄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运动状况动态监测终端，包括智能手表（1）、主腕带（2）、付腕带（3），主腕带（2）、付腕带（3）与智能手表（1）连接，用于佩戴于手腕部；智能手表（1）具有钟表、4G通信、蓝牙通信、射频识别、移动支付、心率监测及记录、睡眠监测及记录、卫星定位等功能；其特征是：智能手表（1）内置有板式静脉摄像模块（1.1），板式静脉摄像模块内镜头模组的轴线与腕部呈平行设置；运动状况动态监测终端使用前，需预先录入授权使用者的腕部静脉图像；运动状况动态监测终端使用时佩戴在手腕部，板式静脉摄像模块（1.1）定时摄取智能手表（1）佩戴部位的腕部静脉图像，与智能手表（1）中存储的授权使用者的腕部静脉图像进行比对，判断运动状况动态监测终端的使用者是否为授权使用者。2.根据权利要求1所述运动状况动态监测终端，其特征是：板式静脉摄像模块（1.1）包括模块支架（1.1.1）、平板反射镜（1.1.2）、摄像模组A（1.1.3）、摄像模组B（1.1.4）；模块支架（1.1.1）为矩形框状，中间设有两个矩形通孔，两个矩形通孔中分别设有支撑斜面A（1.1.1.1）、支撑斜面B（1.1.1.2），支撑斜面A（1.1.1.1）、支撑斜面B（1.1.1.2）位于两个矩形通孔同一方向的侧面；平板反射镜（1.1.2）为平板状，厚度与模块支架（1.1.1）相等，平板反射镜（1.1.2）其中一侧面设有反射斜面（1.1.2.1），反射斜面（1.1.2.1）角度与支撑斜面A（1.1.1.1）、支撑斜面B（1.1.1.2）相等；反射斜面（1.1.2.1）相对应的板面为工作面（1.1.2.4）；反射斜面（1.1.2.1）相对应的侧面设有摄像面（1.1.2.2）、补光面（1.1.2.3），摄像面（1.1.2.2）位于中间，补光面（1.1.2.3）位于摄像面（1.1.2.2）两侧；平板反射镜（1.1.2）的反射斜面（1.1.2.1）镀有反光膜，摄像面（1.1.2.2）、补光面（1.1.2.3）、工作面（1.1.2.4）为透光面，其余面均涂覆有黑色吸光膜；平板反射镜（1.1.2）固定设置在模块支架（1.1.1）的矩形通孔中，反射斜面（1.1.2.1）与支撑斜面A（1.1.1.1）、支撑斜面B（1.1.1.2）相对应；摄像模组A（1.1.3）包括摄像模组A软胶片线路板（1.1.3.1）、红外LED（1.1.3.2）、红外摄像芯片（1.1.3.4），红外LED（1.1.3.2）设有两颗；红外摄像芯片（1.1.3.4）、红外LED（1.1.3.2）固定设置在摄像模组A软胶片线路板（1.1.3.1）上，红外LED（1.1.3.2）位于红外摄像芯片（1.1.3.4）两侧；红外摄像芯片（1.1.3.4）前端固定设置有镜头模组（1.1.3.3）；摄像模组B（1.1.4）包括摄像模组B软胶片线路板（1.1.4.1）、红外LED（1.1.3.2）、红外摄像芯片（1.1.3.4）、镜头模组（1.1.3.3），红外摄像芯片（1.1.3.4）、红外LED（1.1.3.2）、镜头模组（1.1.3.3）在摄像模组B软胶片线路板（1.1.4.1）上的设置固定方式与摄像模组A（1.1.3）相同；摄像模组A（1.1.3）、摄像模组B（1.1.4）固定设置在模块支架（1.1.1）的矩形通孔中，镜头模组（1.1.3.3）与摄像面（1.1.2.2）相对应，红外LED（1.1.3.2）与补光面（1.1.2.3）相对应；摄像模组B软胶片线路板（1.1.4.1）与摄像模组A软胶片线路板（1.1.3.1）电性连接。3.根据权利要求2所述运动状况动态监测终端，其特征是：模块支架（1.1.1）的支撑斜面A（1.1.1.1）、支撑斜面B（1.1.1.2）位于两个矩形通孔相邻的内侧面或两个矩形通孔远离的内侧面。4.根据权利要求2所述运动状况动态监测终端，其特征是：镜头模组（1.1.3.3）包括镜头框（1.1.3.3.1）、镜头（1.1.3.3.2），镜头（1.1.3.3.2）镶嵌在镜头框（1.1.3.3.1）中；镜头（1.1.3.3.2）采用GRIN圆柱透镜或球面透镜或非球面透镜。
5.根据权利要求4所述运动状况动态监测终端，其特征是：智能手表（1）的底盖（1.2）上设有通孔，通孔处固定设置有底盖玻璃（1.3）；板式静脉摄像模块（1.1）平板反射镜（1.1.2）的工作面（1.1.2.4）正对底盖玻璃（1.3）。6.根据权利要求5所述运动状况动态监测终端，其特征是：智能手表（1）的底盖（1.2）上固定设置有环境光传感器。7.根据权利要求6所述运动状况动态监测终端，其特征是：主腕带（2）内置有启动模块（2.2），启动模块（2.2）内预置有ID码；付腕带（3）内置有启动连接模块（3.2），启动连接模块（3.2）与智能手表（1）电性连接；当主腕带（2）与付腕带（3）连接时，主腕带（2）内的启动模块（2.2）通过付腕带（3）内的启动连接模块（3.2）与智能手表（1）连接，智能手表（1）通过读取启动模块（2.2）内存储的ID码确定主腕带（2）与付腕带（3）的连接状态。8.根据权利要求7所述运动状况动态监测终端，其特征是：主腕带（2）包括主腕带本体（2.1）、启动模块（2.2），主腕带本体（2.1）采用柔性材料，启动模块（2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，许元雪，
申请(专利权)人：云界洛阳信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：