格斗类运动能量消耗的估测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能量消耗检测技术领域，尤其涉及一种格斗类运动能量消耗的估测方法及装置

【技术实现步骤摘要】
格斗类运动能量消耗的估测方法及装置


[0001]本专利技术涉及能量消耗检测
，尤其涉及一种格斗类运动能量消耗的估测方法及装置
。

技术介绍

[0002]能量消耗清晰地反映一段时间内基础消耗和体力活动的强度和时长
。
进行体力活动产生的能量消耗，计量单位是代谢当量也称梅脱值
(Metabolic Equivalent of Energy
，
MET)
，是以安静时的能量消耗为基础，测定在从事各种活动而产生的能量消耗
。
梅脱值定义为在安静时，人体每公斤体重从事1分钟活动，消耗
3.5
毫升氧气的运动强度为
1MET(1MET
＝
3.5mL/min/kg)。
[0003]现在的能量消耗测量方法主要分为直接测试法和间接测试法
。
直接测试法即在一个密闭保温的空间里，内部的机体进行运动，通过测定相关机体形成的热量换算成单位时间的代谢量
。
直接测试法在设备设计
、
加工流程上较为繁琐和运用场所等遭到制约
。
[0004]间接测试法包含有：双标水法
、
气体代谢分析法等测试手段
。
其中双标水方法是当下评估能量消耗最为精确的一种手段
。
双标水法的本质为给实验目标摄入很少通过
180
以及
2H
标记的水
(0.3g/kg)
，之后每一至二天采集一次尿样，运用同位素质谱仪测量尿样
180
和
2H
的所占据的比重，依照
180
以及
2H
的损耗比重进而推算出能量消耗数值
。
然而这种方法所需的耗材造价昂贵，且不能够满足部分体育运动项目在很短时期内能量消耗数值的推算
。
[0005]目前，体育科学界中最常用的是气体代谢分析法，气体代谢分析是通过让试验人员佩戴呼吸防护器具，利用心肺功能遥测仪剖析试验人员氧耗
(VO2)
以及
CO2产生数值，进而推算人体能量消耗
。
运动消耗最为关键的底物糖类以及脂肪的氧化反应必须的耗费氧气，进而生成二氧化碳
。
通常状况下，氧气以及二氧化碳在肺部的更替速度就相当于机体机构通过消耗氧气以及释放二氧化碳的速度
。
依照理论
,
大家就能够测定呼吸气体进而推算出能量消耗
。
[0006]针对格斗类运动，如跆拳道
、
武术以及合气道，能量消耗的测量一般使用便携式气体分析仪
。
相比于台式的气体分析仪其具有体积小以及重量轻的显著优势，对体力活动的干扰较小，可以准确地检测出体力运动过程中的能量消耗
。
所以在专项运动与能量消耗探究的进程里，该类方法早已经被普遍使用
。
在使用仪器前需要先进行半个小时的预热，再进行气体体积的校准，接下来对室内空气进行气体成分的校准，然后连接标准空气进行校准
。
确定测试进行在
20
‑
25℃
范围的室内温度和
60
％相对湿度
。
仪器校正好之后，测试人员需要将呼吸面罩佩戴受试者呼吸部位，然后开启仪器的监测模式
。
在实验过程中也需保持关注避免出现呼吸面罩漏气，仪器松动等问题，保证各测试仪器正常运行
。
[0007]然而，使用便携式气体分析仪进行专项运动的能量消耗测算的主要缺点是该设备会影响受试者的运动表现
。
便携式气体分析仪主要由分析仪本体和呼吸面罩两部分组成，其中，呼吸面罩的结构导致受试者的呼吸阻力增强，这使得受试者被迫用更多力量去呼吸，
致使测出的能量消耗大于实际运动的能量消耗
。
分析仪本体固定于后腰处，虽然目前便携式的气体分析仪普遍质量较轻，但是受试者做幅度较大或者平衡难度大的动作时仍会有不同程度的影响，导致测试值与实际值存在误差
。
其次，便携式气体分析仪还具有价格昂贵，操作流程复杂，对实验场所条件有较高要求等缺点
。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种格斗类运动能量消耗的估测方法及装置，用以解决现有的方法需要佩戴气体分析仪，影响运动表现，操作流程复杂的问题
。
[0009]本专利技术提供一种格斗类运动能量消耗的估测方法，包括：获取待估测人员的生物数据，以及基于采集设备采集待估测人员的运动图像，获取待估测人员的所有关节点的空间位置数据；
[0010]基于所述所有关节点的空间位置数据，计算每个骨架关节点与其相邻的两个骨架关节点之间的夹角，得到关节夹角数据；
[0011]将所述关节夹角数据和生物数据输入预设能量消耗估算模型中进行检测，得到待估测人员能量消耗的估测结果；
[0012]其中，所述预设能量消耗估算模型以关节夹角样本数据和生物样本数据作为样本，以及与所述样本对应的能量消耗数据作为标签训练得到
。
[0013]根据本专利技术提供的一种格斗类运动能量消耗的估测方法，所述基于采集设备采集待估测人员的运动图像，获取待估测人员的所有关节点的空间位置数据，包括：
[0014]获取采集设备采集待估测人员的运动视频；
[0015]对所述运动视频进行图像处理，得到运动视频中待估测人员的运动图像；
[0016]利用关键点检测模型，对所述运动图像进行处理，得到待估测人员所有关节点的空间位置数据
。
[0017]根据本专利技术提供的一种格斗类运动能量消耗的估测方法，利用关键点检测模型，对所述运动图像进行处理，得到待估测人员所有关节点的空间位置数据，包括：
[0018]利用关键点检测模型，对所述运动图像进行关节点的提取处理，得到每个关节点的位置坐标；
[0019]将每个所述位置坐标进行归一化处理，得到所有关节点的空间位置数据
。
[0020]根据本专利技术提供的一种格斗类运动能量消耗的估测方法，基于所述所有关节点的空间位置数据，计算每个骨架关节点与其相邻的两个骨架关节点之间的夹角，得到关节夹角数据，包括：
[0021]基于所有所述关节点的空间位置数据，利用夹角计算公式，计算每个骨架关节点与其相邻的两个骨架关节点之间的夹角，得到待估测人员的关节夹角数据；
[0022]所述夹角计算公式为：
[0023][0024]其中，
J2为需计算的一个骨架关节点的空间位置，
J1和
J3分别为与
J2相邻的两个关节点的空间位置
。
[0025]根据本专利技术提供的一种格斗类运动能量消耗的估测方法，所述预设能量消耗估算
模型的训练步骤，包括：
[0026]将关节夹角样本数据和生物样本数据作为样本，以及与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种格斗类运动能量消耗的估测方法，其特征在于，包括：获取待估测人员的生物数据，以及基于采集设备采集待估测人员的运动图像，获取待估测人员的所有关节点的空间位置数据；基于所述所有关节点的空间位置数据，计算每个骨架关节点与其相邻的两个骨架关节点之间的夹角，得到关节夹角数据；将所述关节夹角数据和生物数据输入预设能量消耗估算模型中进行检测，得到待估测人员能量消耗的估测结果；其中，所述预设能量消耗估算模型以关节夹角样本数据和生物样本数据作为样本，以及与所述样本对应的能量消耗数据作为标签训练得到
。2.
根据权利要求1所述的格斗类运动能量消耗的估测方法，其特征在于，所述基于采集设备采集待估测人员的运动图像，获取待估测人员的所有关节点的空间位置数据，包括：获取采集设备采集待估测人员的运动视频；对所述运动视频进行图像处理，得到运动视频中待估测人员的运动图像；利用关键点检测模型，对所述运动图像进行处理，得到待估测人员所有关节点的空间位置数据
。3.
根据权利要求2所述的格斗类运动能量消耗的估测方法，其特征在于，利用关键点检测模型，对所述运动图像进行处理，得到待估测人员所有关节点的空间位置数据，包括：利用关键点检测模型，对所述运动图像进行关节点的提取处理，得到每个关节点的位置坐标；将每个所述位置坐标进行归一化处理，得到所有关节点的空间位置数据
。4.
根据权利要求1所述的格斗类运动能量消耗的估测方法，其特征在于，基于所述所有关节点的空间位置数据，计算每个骨架关节点与其相邻的两个骨架关节点之间的夹角，得到关节夹角数据，包括：基于所有所述关节点的空间位置数据，利用夹角计算公式，计算每个骨架关节点与其相邻的两个骨架关节点之间的夹角，得到待估测人员的关节夹角数据；所述夹角计算公式为：其中，
J2为需计算的一个骨架关节点的空间位置，
J1和
J3分别为与
J2相邻的两个关节点的空间位置
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的格斗类运动能量消耗的估测方法，其特征在于，所述预设能量消耗估算模型的训练步骤，包括：将关节夹角样本数据和生物样本数据作为样本，以及与所述样本对应的能量消耗数据作为标签分为训练集和测试集；将训练集输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋睿，崔铭元，
申请(专利权)人：首都体育学院，
类型：发明
国别省市：