一种基于机器视觉的健身设备制造技术

本发明专利技术提供了一种基于机器视觉的健身设备，包括：机器视觉装置、控制装置、健身器材运动检测控制装置和健身器材；其中，健身器材在被用户使用的状态下对用户的腿部肌肉进行训练；而且其中，机器视觉装置布置在健身器材的侧部，用于在健身器材被用户使用时持续拍摄用户的姿态照片，并且根据每张姿态照片计算用户大腿、小腿和脚尖之间的位置关系；而且，机器视觉装置根据计算出来的位置关系向控制装置发送指示信号；控制装置基于指示信号来控制健身器材运动检测控制装置对健身器材的止动操作。本发明专利技术提供一种在即使没有诸如健身教练之类的专业人士的情况下也能够有效防止膝盖损伤的发生的基于机器视觉的健身设备。的发生的基于机器视觉的健身设备。的发生的基于机器视觉的健身设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的健身设备
[0001]

[0002]本专利技术涉及机器视觉领域，而且涉及健身器材领域，更具体地涉及一种基于机器视觉的健身设备。
[0003]
技术介绍

[0004]现如今，健身房健身已经成为一种流行的生活方式。但是，对于利用健身房器械的健身活动，如果动作不正确，则健身反而会容易导致受伤。其中，膝盖损伤是健身容易导致的一种常见损伤。
[0005]重复动作和关节肌肉承受压力，会导致膝盖受到一定的损伤；一般，膝盖损伤的典型症状是膝盖附近疼痛。膝盖损伤包括韧带损伤和软骨损伤。而且，如果不及时治疗和修复膝盖损伤，可能会出现习惯性损伤，最终引起膝关节退化性关节炎。
[0006]如果用户在健身房健身时，旁边有健身教练，则能随时提醒用户的动作标准性，从而防止诸如膝盖损伤之类的健身损伤。但是，用户在健身房健身时，并不是时时刻刻都有健身教练在身边进行指导。而且，如果用户在家购买健身设备并单独在家健身，身边也很可能没有诸如健身教练之类的专业人士指导。
[0007]
技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种在即使没有诸如健身教练之类的专业人士的情况下也能够有效防止膝盖损伤的发生的基于机器视觉的健身设备。
[0009]根据本专利技术，提供了一种机器视觉装置、控制装置、健身器材运动检测控制装置和健身器材；其中，健身器材在被用户使用的状态下对用户的腿部肌肉进行训练；而且其中，机器视觉装置布置在健身器材的侧部，用于在健身器材被用户使用时持续拍摄用户的姿态照片，并且根据每张姿态照片计算用户大腿、小腿和脚尖之间的位置关系；而且，机器视觉装置根据计算出来的位置关系向控制装置发送指示信号；控制装置基于指示信号来控制健身器材运动检测控制装置对健身器材的止动操作。
[0010]由此，根据本专利技术的基于机器视觉的健身设备可以利用机器视觉自动实现对可能发生膝盖损伤的情况的检测，并且在检测到可能发生膝盖损伤的情况下自动停止健身器材的使用，从而在即使没有诸如健身教练之类的专业人士的情况下也能够有效防止膝盖损伤的发生。
[0011]优选地，当健身器材运动检测控制装置对健身器材执行止动操作时，健身器材运
动检测控制装置使健身器材停止在预定状态下。
[0012]优选地，健身器材的预定状态是使得用户大腿和小腿的肌肉最舒展的状态。预定状态下肌肉最舒展的状态的设置，使得用户在健身器材停止时也能更容易地从健身器材上下来。
[0013]优选地，机器视觉装置根据姿态照片计算大腿和小腿之间的夹角角度，而且计算脚掌的脚尖相对于膝盖最前部的相对位置关系，并且在夹角角度和相对位置关系分别满足下述第一条件和第二条件时向控制装置发送命令健身停止的指示信号，以使控制装置控制健身器材运动检测控制装置对健身器材执行止动操作；其中，第一条件是大腿和小腿之间的夹角角度小于预设角度；第二条件是脚尖与脚跟处于预定平面的同一侧；其中预定平面垂直于大腿1和小腿所处的平面，并且膝盖最前部所在的点到脚掌的垂线经过预定平面。
[0014]优选地，预设角度小于或等于90
°
；或者优选地，预设角度介于90
°
至60
°
之间。
[0015]优选地，健身器材运动检测控制装置还检测健身器材的从静止到运动的状态转变，并且在检测到健身器材的从静止到运动的状态转变时向控制装置发送机器视觉启动信号；控制装置在从健身器材运动检测控制装置收到机器视觉启动信号时启动机器视觉装置工作。
[0016]由此，本专利技术可以有利地在运动启动时即实现健身器材膝盖损伤检测的自动执行，防止由于用户忘记启动机器视觉功能而导致的膝盖损伤。
[0017]优选地，基于机器视觉的健身设备还包括显示屏；而且在控制装置基于指示信号来控制健身器材运动检测控制装置对健身器材的止动操作时，控制装置根据健身器材的类别指示显示屏在显示屏的两个部分分别播放健身器材的正确使用方法的视频以及拍摄的用户姿态照片。
[0018]由此，根据本专利技术的基于机器视觉的健身设备不仅能够在即使没有诸如健身教练之类的专业人士的情况下也可以有效防止膝盖损伤的发生，而且能够在可能发生膝盖损伤的情况下即使没有诸如健身教练之类的专业人士也可以为用户提供正确健身知识的信息，而且使得用户可以通过对比正确健身姿态和自己的错误健身姿态来调整健身动作。
[0019]优选地，机器视觉装置在健身器材被用户使用时以预定时间间隔持续拍摄用户的姿态照片。
[0020]优选地，健身器材在被用户使用的状态下还对用户的臀部肌肉进行训练。例如，健身器材是蹬腿机、动感单车和健身车中的一种。如果健身器材在被用户使用的状态下不仅对用户的腿部肌肉进行训练，而且还对用户的臀部肌肉进行训练，则更容易出现膝盖受伤的问题，更容易检测出夹角角度和相对位置关系分别满足第一条件和第二条件的情况；由此根据本专利技术的基于机器视觉的健身设备更有利地运用至健身器材在被用户使用的状态下不仅对用户的腿部肌肉进行训练、而且还对用户的臀部肌肉进行训练的健身项目。
[0021]优选地，健身器材是蹬腿机，蹬腿机包括蹬腿板，蹬腿板的用于用户脚踏的表面上布置有水平布置且相互平行的多条可发光线；控制装置控制可发光线的发光；而且其中，在夹角角度和相对位置关系分别满足下述第一条件和第二条件时，机器视觉装置记录大腿和小腿之间的夹角角度最小的姿态照片，基于记录的照片计算预定平面与蹬腿板表面的交线的位置；而且机器视觉装置基于交线的位置，将蹬腿板的所有可发光线中的位于交线位置
上方且离交线位置最近的可发光线确定为待启动的可发光线，而且将指示使待启动的可发光线发光的提示信号发送给控制装置；控制装置在从机器视觉装置接收到指示使得待启动的可发光线发光的提示信号时使得待启动的可发光线发光。
[0022]由此，蹬腿机的用户知道自己在大腿小腿夹角最小的状态下，脚尖离膝盖的水平距离有多远，从而可以适当调整自己脚掌的位置，以防止后续继续锻炼时运动中的膝盖伤害。
[0023]附图说明
[0024]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的基于机器视觉的健身设备的总体功能框图。
[0025]图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的基于机器视觉的健身设备的总体俯视示意图。
[0026]图3示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的基于机器视觉的健身设备的算法原理示意图。
[0027]图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的基于机器视觉的健身设备的算法原理示意图。
[0028]图5示意性地示出了根据本专利技术另一优选实施例的基于机器视觉的健身设备的总体俯视示意图。
[0029]图6示意性地示出了以蹬腿机为示例的根据本专利技术优选实施例的基于机器视觉的健身设备的原理示意图。
[0030]图7示意性地示出了根据本专利技术优选示例的蹬腿机的脚踏板。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的健身设备，其特征在于包括：机器视觉装置、控制装置、健身器材运动检测控制装置和健身器材；其中，健身器材在被用户使用的状态下对用户的腿部肌肉进行训练；而且其中，机器视觉装置布置在健身器材的侧部，用于在健身器材被用户使用时持续拍摄用户的姿态照片，并且根据每张姿态照片计算用户大腿、小腿和脚尖之间的位置关系；而且，机器视觉装置根据计算出来的位置关系向控制装置发送指示信号；控制装置基于指示信号来控制健身器材运动检测控制装置对健身器材的止动操作。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的健身设备，其特征在于，当健身器材运动检测控制装置对健身器材执行止动操作时，健身器材运动检测控制装置使健身器材停止在预定状态下。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的健身设备，其特征在于，健身器材的预定状态是使得用户大腿和小腿的肌肉最舒展的状态。4.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的健身设备，其特征在于，机器视觉装置根据姿态照片计算大腿和小腿之间的夹角角度，而且计算脚掌的脚尖相对于膝盖最前部的相对位置关系，并且在夹角角度和相对位置关系分别满足下述第一条件和第二条件时向控制装置发送命令健身停止的指示信号，以使控制装置控制健身器材运动检测控制装置对健身器材执行止动操作；其中，第一条件是大腿和小腿之间的夹角角度小于预设角度；第二条件是脚尖与脚跟处于预定平面的同一侧；其中预定平面垂直于大腿和小腿所处的平面，并且膝盖最前部所在的点到脚掌的垂线经过预定平面。5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的健身设备，其特征在于，预设角度介于90
°
至60
°
之间。6.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的健身设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云志，
申请(专利权)人：杭州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：