一种单杠项目的考核方法及其实现装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种单杠项目的考核方法，该方法包括实时采集包括测试者和单杠的连续的帧图像；将帧图像输入至AI识别模型，逐帧识别帧图像中的测试者的骨骼姿态；根据骨骼姿态判断测试者的双手握持单杠的方向，判定单杠项目为引体向上类型或曲臂悬垂类型；预分解单杠项目的预设规定动作，在连续的帧图像中贯穿划分出相应的主姿态判定区域；当骨骼姿态与当前激活的主姿态判定区域交叠时，调用与当前的主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格；若合格，则标记对应的主姿态判定区域并根据各主姿态判定区域之间的标记结果，结合判定出的单杠项目类型获取对应的测量结果。本发明专利技术同时提供对应的单杠项目考核装置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
一种单杠项目的考核方法及其实现装置


[0001]本专利技术涉及机器视觉
，特别是涉及一种单杠项目的考核方法及其实现装置。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对健康的生活越来越重视。而现在，无论是中学生、军队都有大量的体育项目考核。其中引体向上和曲臂垂悬是一个较为常规单杠项目的考核项目。传统的考核方法是监考人员人工观察的方式进行考核，一般配备在单杠的两侧设置有红外感应器，当测试者的头部到达感应器后数量即可加1或开始计时。这种考核方式并不严谨，无法准确识别测试者动作是否准确，也就导致测试的结果有较大的误差，无法真实反映测试者的真实水平。如无法判定测试者下颌部是否已经过杠，无法判断身体是否摆动借力，无法判断脚部是否蹬到立柱，也无法判断下降是否到位。
[0003]基于此，本领域亟需一种新的单杠项目的考核方法及其实现装置来解决
技术介绍
存在的技术问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：
[0005]一种单杠项目的考核方法，包括：
[0006]实时采集包括测试者和单杠的连续的帧图像；
[0007]将所述帧图像输入至AI识别模型，逐帧识别所述帧图像中的测试者的骨骼姿态，所述骨骼姿态包括多个关节点以及所述关节点之间的连线；
[0008]根据所述骨骼姿态判断测试者的双手握持单杠的方向，若双手为正向握持单杠，则判定所述单杠项目为引体向上类型；若双手为反向握持单杠，则判定所述单杠项目为曲臂悬垂类型；
[0009]预分解所述单杠项目的预设规定动作，获得包括手臂伸直动作与曲臂悬垂动作的分解动作，根据所有所述分解动作在连续的所述帧图像中贯穿划分出相应的主姿态判定区域；
[0010]实时检测所述骨骼姿态，自测试者开始双手握持单杠时起，根据测试者当前位置交替激活各所述主姿态判定区域；当所述骨骼姿态与当前激活的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格；
[0011]若合格，则标记对应的所述主姿态判定区域并根据各所述主姿态判定区域之间的标记结果，结合判定出的所述单杠项目类型获取对应的测量结果；
[0012]若不合格，则生成包括有当前所述骨骼姿态与对应的所述分解动作之间的差异计算结果的交互信息。
[0013]优选地，所述实时采集包括测试者和单杠的连续的帧图像的步骤之前，还包括：
[0014]获取多个测试者各自进行所述单杠项目的样本测试图像；
[0015]逐帧标注所述样本测试图像中测试者的所述关节点，生成训练样本；
[0016]利用所述训练样本进行卷积神经网络训练，得到所述AI识别模型。
[0017]优选地，所述根据所述骨骼姿态判断测试者的双手握持单杠的方向的步骤包括：
[0018]面向测试者，根据所述骨骼姿态识别测试者的手指的相对位置；
[0019]若测试者的拇指在双手的内侧，则判定测试者的双手为正向握持单杠；
[0020]若测试者的拇指在双手的外侧，则判定测试者的双手为反向握持单杠。
[0021]优选地，所述当所述骨骼姿态与当前激活的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格的步骤包括：
[0022]当所述骨骼姿态与当前激活的与手臂伸直动作相对应的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断测试者的手臂伸直动作是否合格；
[0023]其中，与手臂伸直动作对应的所述骨骼姿态包括左肩关节、左肘关节、左腕关节、右肩关节、右肘关节、右腕关节以及连接所述左肩关节和所述左肘关节的第一连线、连接所述左肘关节和所述左腕关节的第二连线、连接所述右肩关节和所述右肘关节的第三连线、连接所述右肘关节和所述右腕关节的第四连线；判断所述第一连线与所述第二连线之间的夹角，以及所述第三连线与所述第四连线之间的夹角是否均在170
°‑
190
°
内；若是，则判定测试者的手臂伸直动作合格；若否，则判定测试者的手臂伸直动作不合格。
[0024]优选地，所述当所述骨骼姿态与当前激活的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格的步骤包括：
[0025]当所述骨骼姿态与当前激活的与曲臂悬垂动作相对应的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断测试者的曲臂悬垂动作是否合格；
[0026]其中，与曲臂悬垂动作对应的所述骨骼姿态包括下颌部，判断所述下颌部的高度是否大于单杠的高度；若是，则判定测试者的曲臂悬垂动作合格；若否，则判定测试者的曲臂悬垂动作不合格。
[0027]优选地，所述当所述骨骼姿态与当前激活的与曲臂悬垂动作相对应的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断测试者的曲臂悬垂动作是否合格的步骤还包括：
[0028]与曲臂悬垂动作对应的所述骨骼姿态还包括左肩关节、左髋关节、右肩关节、右髋关节以及连接所述左肩关节与所述左髋关节的第五连线、连接所述左髋关节与所述右髋关节的第六连线、连接所述右髋关节与所述右肩关节的第七连线、连接所述右肩关节与所述左肩关节的第八连线，所述第五连线、第六连线、第七连线和第八连线构成近似矩形；判断所述近似矩形与竖直方向的夹角是否小于预设角度值；若所述近似矩形与竖直方向的夹角小于预设角度值且所述下颌部的高度大于单杠的高度，则判定测试者的曲臂悬垂动作合格；否则判定测试者的曲臂悬垂动作不合格。
[0029]优选地，所述标记对应的所述主姿态判定区域并根据各所述主姿态判定区域之间
的标记结果，结合判定出的所述单杠项目类型获取对应的测量结果的步骤包括：
[0030]至测量结束前，每当检测到先标记与手臂伸直动作相对应的主姿态判定区域，再接续标记与曲臂悬垂动作相对应的主姿态判定区域时，则判定测试者完成一次所述单杠项目，并对应确定的所述单杠项目的类型累计完成次数一次或测算曲臂垂悬动作合格持续时间。
[0031]优选地，在所述预分解所述单杠项目的预设规定动作之前，还根据所述单杠项目确定所述骨骼姿态中的脚踝关节，根据所述脚踝关节在连续的所述帧图像中贯穿划分出辅助姿态判定区域，所述辅助姿态判定区域用于在所述连续的帧图像中跟踪所述脚踝关节；
[0032]所述调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格的步骤之前，还包括：
[0033]实时检测所述脚踝关节，调用在所述辅助姿态判定区域中与所述脚踝关节对应的预设禁止动作判断当前测试者的所述脚踝关节的动作是否合规；
[0034]若是，则判定当前所述骨骼姿态有效，并进一步判定当前测试者的动作是否合格；
[0035]若否，则判定当前所述骨骼姿态无效，并自测试者恢复手臂伸直动作后继续判定测试者的所述脚踝关节的动作是否合规。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单杠项目的考核方法，其特征在于，包括：实时采集包括测试者和单杠的连续的帧图像；将所述帧图像输入至AI识别模型，逐帧识别所述帧图像中的测试者的骨骼姿态，所述骨骼姿态包括多个关节点以及所述关节点之间的连线；根据所述骨骼姿态判断测试者的双手握持单杠的方向，若双手为正向握持单杠，则判定所述单杠项目为引体向上类型；若双手为反向握持单杠，则判定所述单杠项目为曲臂悬垂类型；预分解所述单杠项目的预设规定动作，获得包括手臂伸直动作与曲臂悬垂动作的分解动作，根据所有所述分解动作在连续的所述帧图像中贯穿划分出相应的主姿态判定区域；实时检测所述骨骼姿态，自测试者开始双手握持单杠时起，根据测试者当前位置交替激活各所述主姿态判定区域；当所述骨骼姿态与当前激活的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格；若合格，则标记对应的所述主姿态判定区域并根据各所述主姿态判定区域之间的标记结果，结合判定出的所述单杠项目类型获取对应的测量结果；若不合格，则生成包括有当前所述骨骼姿态与对应的所述分解动作之间的差异计算结果的交互信息。2.根据权利要求1所述的单杠项目的考核方法，其特征在于，所述实时采集包括测试者和单杠的连续的帧图像的步骤之前，还包括：获取多个测试者各自进行所述单杠项目的样本测试图像；逐帧标注所述样本测试图像中测试者的所述关节点，生成训练样本；利用所述训练样本进行卷积神经网络训练，得到所述AI识别模型。3.根据权利要求1所述的单杠项目的考核方法，其特征在于，所述根据所述骨骼姿态判断测试者的双手握持单杠的方向的步骤包括：面向测试者，根据所述骨骼姿态识别测试者的手指的相对位置；若测试者的拇指在双手的内侧，则判定测试者的双手为正向握持单杠；若测试者的拇指在双手的外侧，则判定测试者的双手为反向握持单杠。4.根据权利要求1所述的单杠项目的考核方法，其特征在于，所述当所述骨骼姿态与当前激活的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格的步骤包括：当所述骨骼姿态与当前激活的与手臂伸直动作相对应的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断测试者的手臂伸直动作是否合格；其中，与手臂伸直动作对应的所述骨骼姿态包括左肩关节、左肘关节、左腕关节、右肩关节、右肘关节、右腕关节以及连接所述左肩关节和所述左肘关节的第一连线、连接所述左肘关节和所述左腕关节的第二连线、连接所述右肩关节和所述右肘关节的第三连线、连接所述右肘关节和所述右腕关节的第四连线；判断所述第一连线与所述第二连线之间的夹角，以及所述第三连线与所述第四连线之间的夹角是否均在170
°‑
190
°
内；若是，则判定测试者的手臂伸直动作合格；若否，则判定测试者的手臂伸直动作不合格。5.根据权利要求1所述的单杠项目的考核方法，其特征在于，所述当所述骨骼姿态与当
前激活的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断当前测试者的动作是否合格的步骤包括：当所述骨骼姿态与当前激活的与曲臂悬垂动作相对应的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断测试者的曲臂悬垂动作是否合格；其中，与曲臂悬垂动作对应的所述骨骼姿态包括下颌部，判断所述下颌部的高度是否大于单杠的高度；若是，则判定测试者的曲臂悬垂动作合格；若否，则判定测试者的曲臂悬垂动作不合格。6.根据权利要求5所述的单杠项目的考核方法，其特征在于，所述当所述骨骼姿态与当前激活的与曲臂悬垂动作相对应的所述主姿态判定区域交叠时，调用与当前的所述主姿态判定区域相对应的分解动作判断测试者的曲臂悬垂动作是否合格的步骤还包括：与曲臂悬垂动作对应的所述骨骼姿态还包括左肩关节、左髋关节、右肩关节、右髋关节以及连接所述左肩关节与所述左髋关节的第五连线、连接所述左...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞青峰，徐培明，王伟，张文豪，陈昊，杨镇宇，
申请(专利权)人：山东泰山体育用品工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：