一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统及方法技术方案

本发明专利技术属于体育器材技术领域，特别涉及一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统及方法，包括引体向上计数系统，引体向上计数系统包括违规检测模块，还包括移动训练装置，其中，违规检测模块用于检测用户在训练系统中的引体向上状态，当检测到引体向上状态为违规动作时，向移动训练装置发送数据校正消息，移动训练装置基于数据校正消息对用户当前引体向上状态进行违规调整。该发明专利技术，利用现有的基于机器视觉的引体向上数量计算方法，判断用户在引体向上训练时，是否发生大小臂夹角超过180

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统及方法


[0001]本专利技术属于体育器材
，特别涉及一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统及方法。

技术介绍

[0002]引体向上主要测试上肢肌肉力量的发展水平，以及臂力和腰腹力量，在完成一个完整的引体向上的过程中需要众多背部骨骼肌和上肢骨骼肌的共同参与做功，是较好的锻炼上肢的方法，也是所有发展背部骨骼肌肌力和肌耐力的练习方式中参与肌肉最多、运动模式最复杂、发展背部骨骼肌的肌力和肌耐力最有效的练习方式，更是中考和高中体育会考的考试选择项目之一。因此，在日常体育课上对用户引体向上进行训练变得十分重要。
[0003]CN202110304605.X公开了一种基于机器视觉的引体向上数量计算方法，使用YOLO目标检测模型检测抓握姿势和头部高度，识别手臂姿态。以三个指标判断一次标准的引体向上动作，具体为：首先判断手掌握杆是否正确，再以两手识别框中点的连线作为引体向上识别基准线，此时要求大小臂夹角接近180
°
，同时识别被测试者头部位置从而判断头部是否过线，最后判断胳膊肘关节角度是否合格，各项指标满足要求则判断为一次标准的引体向上动作。但是该方法只能针对会引体向上的用户，对用户引体向上的姿态的判断和智能计数，并没有提供姿势调整功能，且对于一些不会引体向上的用户，无法起到教学和训练的效果。关于引体向上的学习和训练仍然停留在人工教学阶段，而且在传统体育教学上，不可能实现一对一教学，并且人工教学，学生无法明确得知自身引体向上的姿势的具体错误状态，因此，引体向上训练学习的效率存在一定的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的问题，提供一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统及方法。
[0005]通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]本专利技术提供一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统，包括引体向上计数系统，所述引体向上计数系统包括含有基于机器视觉的引体向上数量算法的违规检测模块，所述训练系统还包括移动训练装置，其中，所述违规检测模块用于检测用户在所述训练系统中的引体向上状态，当检测到所述引体向上状态为违规动作时，向所述移动训练装置发送数据校正消息，所述移动训练装置基于所述数据校正消息对用户当前引体向上状态进行违规调整；当未检测到违规状态时，所述移动训练装置将当前用户引体向上状态调整进入训练模式以实现引体向上训练。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述移动训练装置包括：升降柱、腰托、上臂调整组件、下臂调整组件和背部辅助组件；
[0008]还包括主控模块，用于接收所述数据校正消息对用户当前引体向上状态进行违规调整，具体为：当出现违规状态大小臂夹角超过180
°
时，控制下臂调整组件对用户的下臂进
行施力以使得用户大小臂伸直；当出现违规状态头部未过线时，控制升降柱和腰托上升对用户进行保护，同时控制下臂调整组件和背部辅助组件对用户的上臂和背部施力以辅助用户头部过线；当出现违规状态胳膊肘关节角度不合格时，控制下臂调整组件移动至用户上臂上方并对用户的上臂施力以减小用户胳膊肘关节角度。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述移动训练装置还包括移动台、位于移动台上的台阶、立板以及位于立板两侧的两个斜杆，所述斜杆的上端设有由竖直段和倾斜段组成的弯杆，所述弯杆上还设有滑道，所述升降柱位于两个斜杆之间且升降柱的上方设有站台，所述腰托的驱动端位于立板上；
[0010]所述上臂调整组件和下臂调整组件均在滑道上滑动，所述背部辅助组件位于两个所述弯杆上的两个上臂调整组件之间。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述上臂调整组件和下臂调整组件结构相同，包括位于两个弯杆上滑道的滑轮装置以及位于两个滑轮装置之间的连杆，所述连杆上滑动设有两个自动卷绳盒，每组自动卷绳盒的一端设有套筒，套筒内设有蛇形螺纹柱，蛇形螺纹柱的一端通过万向结构连接至连接座，另一端通过拉绳与自动卷绳盒连接，所述连接座上设有用于夹住上臂或下臂的臂夹，在调整上臂和下臂角度或辅助训练时，通过滑轮装置带动自动卷绳盒在滑道移动至合适位置，然后通过自动卷绳盒收紧拉绳带动臂夹；
[0012]当出现违规状态大小臂夹角超过180
°
时，控制下臂调整组件的对自动卷绳盒拉动拉绳对用户的下臂进行施力以使得用户大小臂伸直；当出现违规状态头部未过线时，首先通过滑轮装置将下臂调整组件调整至合适高度，带动背部辅助组件对用户的背施力，然后控制自动卷绳盒拉动拉绳对用户的上臂进行施力，两者共同作用以辅助用户头部过线；当出现违规状态胳膊肘关节角度不合格时，通过滑轮装置将下臂调整组件移动至用户上臂上方并控制自动卷绳盒拉动拉绳用户的上臂施力以减小用户胳膊肘关节角度。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述背部辅助组件包括位于上臂调整组件上连杆的两个铰接座、连接结构以及与两个呈钝角的推辊，所述推辊设置在钝角杆上，两个钝角杆之间固定连接，每个钝角杆通过固定杆与连接结构连接。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述连接结构包括与铰接座铰接的连接杆以及依次位于连接杆和固定杆之间的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板之间设有多个由弹簧伸缩杆和万向节组成的结构。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，两个斜杆之间设有设备杆，设备杆上设有杠杆，所述站台位于杠杆的一端，杠杆的另一端设有环套，所述环套套设在套柱上，所述套柱位于立板上，所述环套的下端还设有弹簧。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述升降柱由第一螺杆和长螺套组成，第一螺杆转动时，带动长螺套升降，从而升高站台的高度；
[0017]腰托的一端通过长杆连接有短螺套，所述短螺套位于第二螺杆上，所述第二螺杆位于立板上，第二螺杆转动时，带动短螺套升降，从而带动腰托升降；
[0018]其中，第一螺杆和第二螺杆均由同一组伺服电机通过传动结构驱动；当出现违规状态头部未过线时，在下臂调整组件和背部辅助组件进行调整的同时，控制第一螺杆和第二螺杆转动使得升降柱和腰托上升对用户进行保护。
[0019]本专利技术还提供了一种基于上述机器视觉技术的引体向上训练系统的训练方法，所
述方法包括：
[0020]实时检测所述训练系统下当前用户的引体向上状态数据；
[0021]若所述引体向上状态数据为违规状态数据，则所述移动训练装置根据所述违规状态数据将用户当前引体向上状态进行违规调整，若未检测到违规状态数据时，所述移动训练装置将当前用户引体向上状态调整进入训练模式以实现引体向上训练。
[0022]作为上述技术方案的进一步改进，所述训练模式包括正常训练模式和辅助训练模式。
[0023]作为上述技术方案的进一步改进，所述违规状态包括大小臂夹角超过180
°
、头部未过线和胳膊肘关节角度不合格。
[0024]本专利技术的有益效果在于：
[0025](1)该基于机器视觉技术的引体向上训本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉技术的引体向上训练系统，包括引体向上计数系统(100)，所述引体向上计数系统(100)包括含有基于机器视觉的引体向上数量算法的违规检测模块，其特征在于，所述训练系统还包括移动训练装置(200)，其中，所述违规检测模块用于检测用户在所述训练系统中的引体向上状态，当检测到所述引体向上状态为违规动作时，向所述移动训练装置(200)发送数据校正消息，所述移动训练装置基于所述数据校正消息对用户当前引体向上状态进行违规调整；当未检测到违规状态时，所述移动训练装置(200)将当前用户引体向上状态调整进入训练模式以实现引体向上训练。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的引体向上训练系统，其特征在于，所述移动训练装置(200)包括：升降柱(1)、腰托(3)、上臂调整组件(4)、下臂调整组件(5)和背部辅助组件(6)；还包括主控模块，用于接收所述数据校正消息对用户当前引体向上状态进行违规调整，具体为：当出现违规状态大小臂夹角超过180
°
时，控制下臂调整组件(5)对用户的下臂进行施力以使得用户大小臂伸直；当出现违规状态头部未过线时，控制升降柱(1)和腰托(3)上升对用户进行保护，同时控制下臂调整组件(5)和背部辅助组件(6)对用户的上臂和背部施力以辅助用户头部过线；当出现违规状态胳膊肘关节角度不合格时，控制下臂调整组件(5)移动至用户上臂上方并对用户的上臂施力以减小用户胳膊肘关节角度。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉技术的引体向上训练系统，其特征在于，所述移动训练装置(200)还包括移动台(7)、位于移动台(7)上的台阶(10)、立板(8)以及位于立板(8)两侧的两个斜杆(9)，所述斜杆(9)的上端设有由竖直段和倾斜段组成的弯杆(11)，所述弯杆(11)上还设有滑道(12)，所述升降柱(1)位于两个斜杆(9)之间且升降柱(1)的上方设有站台(2)，所述腰托(3)的驱动端位于立板(8)上；所述上臂调整组件(4)和下臂调整组件(5)均在滑道(12)上滑动，所述背部辅助组件(6)位于两个所述弯杆(11)上的两个上臂调整组件(4)之间。4.根据权利要求3所述的基于机器视觉技术的引体向上训练系统，其特征在于，所述上臂调整组件(4)和下臂调整组件(5)结构相同，包括位于两个弯杆(11)上滑道(12)的滑轮装置(452)以及位于两个滑轮装置(452)之间的连杆(453)，所述连杆(453)上滑动设有两个自动卷绳盒(451)，每组自动卷绳盒(451)的一端设有套筒(454)，套筒(454)内设有蛇形螺纹柱(455)，蛇形螺纹柱(455)的一端通过万向结构(457)连接至连接座(458)，另一端通过拉绳(456)与自动卷绳盒(451)连接，所述连接座(458)上设有用于夹住上臂或下臂的臂夹(459)，在调整上臂和下臂角度或辅助训练时，通过滑轮装置(452)带动自动卷绳盒(451)在滑道(12)移动至合适位置，然后通过自动卷绳盒(451)收紧拉绳(456)带动臂夹(459)；当出现违规状态大小臂夹角超过180
°
时，控制下臂调整组件(5)的对自动卷绳盒(451)拉动拉绳(456)对...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐义平，祖慈，
申请(专利权)人：安徽一视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：