一种基于多模态深度学习的健身效果评估与方案定制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多模态深度学习的健身效果评估与方案定制系统，包括数据库、采集模块、穿戴交互模块和评估模块，采集模块对使用者的动作的姿态进行采集；穿戴交互模块采集使用者的肌电信号，以生成使用者的锻炼动作数据；评估模块根据采集模块和穿戴交互模块的数据，以评估使用者的健身动作和健身状态；数据库分别与采集模块、穿戴交互模块和评估模块连接。本发明专利技术通过同步单元将采集模块和穿戴单元进行配对，以对同一使用者的图像数据和肌电信号数据的同步采集，促使训练动作的数据与采集的图像数据能同步，提升对使用者健身动作的精准评估。精准评估。精准评估。

【技术实现步骤摘要】
所述采集模块的数据对使用者的健身动作和状态进行评估；
[0013]所述数据库分别与所述采集模块、所述穿戴交互模块和所述评估模块连接；
[0014]所述评估单元包括基础动作库和动作比对器，所述基础动作库中存储有基础的健 身动作；所述动作比对器将采集探头采集到的所述使用者当前锻炼动作与所述基础动 作库中的健身动作数据比对，得到对比分析结果；输出与所述对比分析结果对应的反 馈信息；
[0015]将所述使用者做动作时的锻炼数据与基础健身动作时的肌电信号的波形作比较，
[0016]其中，将使用者触发的动作序列的肌电信号的第i个波形片段ACT
i
＝{a
t
，a
t+1
， a
t+2
，
…
，a
t+n
}与基础健身动作肌电信号的第j个波形片段COM
j
＝{c
t
，c
t+1
，c
t+2
，
…
， c
t+n
}进行对比，计算出差异度Diff
i
：
[0017]Diff
i
＝ξ
·
|ACT
i
‑
COM
j
|
[0018]式中，|ACT
i
‑
COM
j
|为波形片段的幅值，且若第i个波形片段ACT
i
为肌电信号波 形的上升沿，第j个波形片段COM
j/>也取肌电信号波形的上升沿；若第i个波形片段 ACT
i
为肌电信号波形的下降沿，第j个波形片段COM
j
也取肌电信号波形的下降沿；ζ 为矫正系数，其值满足：
[0019][0020]式中，BMI为所述使用者的身体质量系数；set为所述使用者锻炼动作的难度系 数；warm为所述使用者的热身准备系数；tem为健身环境的温度调整系数；age为使 用者的年龄校准系数；sex为所述使用者的性别校准系数；
[0021]若差异度Diff
i
小于设定的监测阈值，则该动作达到训练的目的，并将评估该健 身动作的是否训练到位；
[0022]其中，评估使用者是否训练到位，将满足差异度Diff
i
小于设定的监测阈值的肌 电信号波形，带入下式进行计算：
[0023][0024]式中，A(x1，y1)，B(x2，y2)分别为同一段肌电信号波形上的两个端点； Monitor为锻炼动作幅度值；若存在Monitor＜第一校准阈值grade1，则锻炼动作过 小；若存在Monitor＞第二校准阈值grade2，则锻炼动作过量；其中，所述校准阈值 grade根据使用者的健身动作进行设定；
[0025]另外，评估使用者是否训练到位，应同时满足以下条件：
[0026]grade1≤Monitor≤grade2[0027]|Hot
‑
Room_t|≥B
[0028]式中，T为肌电信号被触发的时间；grade1为第一校准阈值；grade2为第二校准阈 值；Hot为设置在穿戴单元上的温度传感器的温度检测值；Room_t为环境温度值；B 为温度观测阈值。
[0029]可选的，所述采集模块被构造为与健身器材可拆卸连接，其中，所述采集模块包 括采集单元和传输单元，所述采集单元用于对使用者的锻炼数据进行采集；
[0030]所述传输单元将所述采集单元获取的数据传输至处理器进行分析；
精度，提升检测准确性；
[0047]3.通过同步单元将采集单元和穿戴单元进行同步，且同步时通过深度学习的方式 建立起采集单元和穿戴单元的配对，以实现穿戴单元与采集单元数据的同步；同时， 根据同步数据对使用者同一组训练动作进行评估，提升评估的准确性，也提高了使用 者的体验感；
[0048]4.通过采集探头和穿戴单元对动作序列进行采集，若符合设定的动作序列对应的 肌电信号和三维骨架序列，则将采集探头与穿戴单元进行配对；
[0049]5.通过同步单元将采集模块和穿戴单元进行配对，以实现对同一使用者的图像数 据和肌电信号数据的同步采集，促使穿戴动作的数据与采集的图像数据能同步，提升 对使用者健身动作的精准评估；
[0050]6.通过展示模块对使用者肌肉线条进行采集，以评估使用者的训练状态，并对定 制模块制定的方案进行辅助微调，提升健身方案的精准和可靠，具有自我监督、智能 程度高的优点。
[0051]为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说 明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。
附图说明
[0052]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制， 而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的 部分。
[0053]图1为本专利技术的整体方框示意图。
[0054]图2为本专利技术的穿戴交互模块的结构示意图。
[0055]图3为本专利技术的穿戴交互模块的剖视示意图。
[0056]图4为本专利技术的采集单元的结构示意图。
[0057]图5为本专利技术的健身仪器与采集模块的应用场景示意图。
[0058]图6为本专利技术的展示模块的结构示意图。
[0059]图7为本专利技术的展示模块的剖视示意图。
[0060]图8为图7中B处的放大示意图。
[0061]图9为使用者与展示模块的应用场景示意图。
[0062]图10为使用者佩戴穿戴交互模块的应用场景示意图。
[0063]附图标号说明：1
‑
穿戴单元；2
‑
触发面板；3
‑
控制菜单；4
‑
转动构件；5
‑
支撑 板；6
‑
肌电信号采集传感器；7
‑
仿生曲面复眼阵列；8
‑
采集探头；9
‑
吸附单元；10
‑
调 整构件；11
‑
训练触发按钮；12
‑
展示模块；13
‑
镜子；14
‑
采集模块；15
‑
吸附构件； 16
‑
牵引绳；17
‑
移动座；18
‑
扫描探头；19
‑
牵引驱动机构；20
‑
使用者。
具体实施方式
[0064]以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本 说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例 加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本专利技术 的精神
下进行各种修饰与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多模态深度学习的健身效果评估与方案定制系统，包括数据库，其特征在于，还包括采集模块、穿戴交互模块和评估模块；所述采集模块对使用者的动作的姿态进行采集；所述穿戴交互模块采集使用者的肌电信号，以生成所述使用者的锻炼动作数据；所述评估模块根据所述采集模块和所述穿戴交互模块的数据，以评估所述使用者的健身动作和健身状态；所述评估模块包括评估单元和预警单元，所述评估单元根据所述穿戴交互模块和所述采集模块的数据对使用者的健身动作和状态进行评估；所述数据库分别与所述采集模块、所述穿戴交互模块和所述评估模块连接；所述评估单元包括基础动作库和动作比对器，所述基础动作库中存储有基础的健身动作；所述动作比对器将采集探头采集到的所述使用者当前锻炼动作与所述基础动作库中的基础健身动作数据比对，得到对比分析结果；输出与所述对比分析结果对应的反馈信息；将所述使用者做动作时的锻炼数据与基础健身动作时的肌电信号的波形作比较，其中，将使用者触发肌电信号的第i个波形片段ACT
i
＝{a
t
，a
t+1
，a
t+2
，
…
，a
t+n
}；与基础健身动作肌电信号的第j个波形片段COM
j
＝{c
t
，c
t+1
，c
t+2
，
…
，c
t+n
}进行对比，计算出差异度Diff
i
：Diff
i
＝ξ
·
|ACT
i
‑
COM
j
|式中，|ACT
i
‑
COM
j
|为波形片段的幅值，且若第i个波形片段ACT
i
为肌电信号波形的上升沿，第j个波形片段COM
j
也取肌电信号波形的上升沿；若第i个波形片段ACT
i
为肌电信号波形的下降沿，第j个波形片段COM
j
也取肌电信号波形的下降沿；ζ为矫正系数，其值满足：式中，BMI为所述使用者的身体质量系数；set为所述使用者锻炼动作的难度系数；warm为所述使用者的热身准备系数；tem为健身环境的温度调整系数；age为使用者的年龄校准系数；sex为所述使用者的性别校准系数；若差异度Diff
i
小于设定的监测阈值，则该动作达到训练的目的，并将评估该健身动作的是否训练到位；其中，将满足差异度Diff
i
小于设定的监测阈值的肌电信号波形，带入下式进行计算：式中，A(x1，y1)，B(x2，y2)分别为同一段肌电信号波形上的两个端点；Monitor为锻炼动作幅度值；若存在Monitor＜第一校准阈值grade1，则锻炼动作过小；若存在Monitor＞第二校准阈值grade2，则锻炼动作过量；其中，所述第一校准阈值和第二校准阈值根据使用者的健身动作进行设定；另外，评估使用者是否训练到位，应同时满足以下条件：grade1≤Monitor≤grade2|Hot
‑
Room_t|≥B式中，T为肌电信号被触发的时间；grade1为第一校准阈值；grade2为第二校准阈值；Hot为设置在穿戴单元上的温度传感器的温度检测值；Room_t...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄史记，刘洋，黄伦，刘璟，
申请(专利权)人：湖南汽车工程职业学院，
类型：发明
国别省市：