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一種智能的體質檢測平臺.pdf

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一種 智能 體質 檢測 平臺
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摘要
申請專利號:

CN201611233779.7

申請日:

2016.12.28

公開號:

CN106621284A

公開日:

2017.05.10

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A63B 71/06申請日:20161228|||公開
IPC分類號: A63B71/06; A61B5/11 主分類號: A63B71/06
申請人: 湖南科技大學
發明人: 唐寧瀟
地址: 411201 湖南省湘潭市雨湖區桃源路1號
優先權:
專利代理機構: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350 代理人: 湯東鳳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201611233779.7

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.08.17|||2017.06.06|||2017.05.10

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種智能的體質檢測平臺,主要用于檢測俯臥撐和仰臥起坐項目,通過人體數據攝像單元用于獲取站在人體數據檢測臺的檢測者的圖像,并將圖像傳輸到人體數據分析系統,中央處理控制器將收集到的身高值、體重值、肩寬值、胸部厚度值通過分析處理,得到一組左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍與一個標準的俯臥撐身體運動幅度范圍,以及得到一組仰臥起坐模式下的左臀、右臀、左腳、右腳的放置位置范圍與一個標準的仰臥起坐身體運動幅度范圍;動作分析單元從動作捕捉單元獲取圖像信息,若所述身體運動幅度值在身體運動幅度范圍內,則指示燈顯示綠色。具備智能、準備、高效的特點。

權利要求書

1.一種智能的體質檢測平臺,主要用于檢測俯臥撐項目和仰臥起坐項目,包括身份識
別裝置、顯示裝置、語音提醒單元、中央處理控制器、人體數據檢測臺、人體數據攝像單元、
人體數據分析系統、中央檢測臺、動作捕捉單元、動作分析單元;
身份識別裝置預先存儲有檢測者的身份數據,通過指紋來驗證身份;
人體數據檢測臺包括有壓力傳感器、自動升降桿,自動升降桿頂部設置一個橫桿,當檢
測者站在人體數據檢測臺,則壓力傳感器讀取檢測者的重量,且自動升降桿自動下降至頂
部的橫桿抵靠在檢測者的頭部,從而人體數據檢測臺將身高值、體重值傳輸在顯示裝置上;
人體數據攝像單元用于獲取站在人體數據檢測臺的檢測者的圖像,并將圖像傳輸到人
體數據分析系統,通過人體數據分析系統的處理和分析得到檢測者的身體數據,主要身體
數據包括臂長值、肩寬值、胸部厚度值;
中央檢測臺包括透明支撐板、以及分布在透明支撐板下方的四塊液晶面板、指示燈,中
央處理控制器將收集到的身高值、體重值、肩寬值、胸部厚度值通過分析處理,得到一組俯
臥撐模式下的左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍與一個標準的俯臥撐身體運動幅度范
圍,并能分別通過四塊液晶面板顯示出來,檢測者在中央檢測臺的透明支撐板上檢測俯臥
撐時,只需將左手、右手、左腳、右腳放置在對應的位置范圍內即可;
以及得到一組仰臥起坐模式下的左臀、右臀、左腳、右腳的放置位置范圍與一個標準的
仰臥起坐身體運動幅度范圍,并能分別通過四塊液晶面板顯示出來,檢測者在中央檢測臺
的透明支撐板上檢測仰臥起坐時,只需將左臀、右臀、左腳、右腳放置在對應的位置范圍內
即可;
動作捕捉單元包括第一攝像機、第二攝像機、第三攝像機、第四攝像機,第一攝像機位
于檢測者在支撐板上被檢測時的正前方,第二攝像機、第三攝像機分別位于檢測者在支撐
板上被檢測時的左邊和右邊,第四攝像機位于檢測者在支撐板上被檢測時的正上方;
動作分析單元從動作捕捉單元獲取圖像信息,分析所述四個攝像機在同一時刻的圖
像,通過圖像合成來確定檢測者做俯臥撐或仰臥起坐的運動軌跡以及身體運動幅度值,中
央處理控制器將該身體運動幅度值與所述俯臥撐身體運動幅度范圍或所述仰臥起坐身體
運動幅度范圍相比較,若所述身體運動幅度值在所述俯臥撐身體運動幅度范圍或所述仰臥
起坐身體運動幅度范圍內,則指示燈顯示綠色,若所述身體運動幅度值不在所述俯臥撐身
體運動幅度范圍或所述仰臥起坐身體運動幅度范圍內,則指示燈顯示紅色,并且語音提醒
檢測者。
2.根據權利要求1所述的體質檢測平臺,其特征在于:動作分析單元獲取第一攝像機、
第二攝像機、第三攝像機、第四攝像機在同一幀的圖像,同一幀的四個圖像具有交迭部分,
使用互相關算法估算交迭部分的移動量,根據移動量進行拼合,形成3D人體模型;設定捕捉
序列,使用粒子濾波捕捉到頭、手、肘、肩、臀、膝、腳的位置,形成骨架模型,對骨架模型從腳
到頭進行監測,將后一幀的數據模型與前一幀不斷進行對比,通過差值判斷最高位置的幀
和最低位置的幀,從而計算出身體運動幅度值。
3.根據權利要求1所述的體質檢測平臺,其特征在于:還包括與指示燈相連接的計數
器,計數器用于統計指示燈出現綠色的次數。
4.根據權利要求1或2所述的體質檢測平臺,其特征在于:中央檢測臺還包括控制裝置,
控制裝置設置有開始按鈕、俯臥撐按扭、仰臥起坐按鈕、結束按鈕。
5.根據權利要求4所述的體質檢測平臺,其特征在于:檢測俯臥撐時,檢測者按下開始
按鈕,語音提醒單元發出“準備就緒,請選擇項目”的提醒,檢測者按下俯臥撐按扭,四塊液
晶面板上分別顯示左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍,檢測者將手和腳放置在對應的
位置范圍內,即開始測試,檢測結束時,檢測者按動結束按鈕,檢測結果出現在顯示裝置上。
6.根據權利要求4所述的體質檢測平臺,其特征在于:檢測仰臥起坐時,檢測者按下開
始按鈕,語音提醒單元發出“準備就緒,請選擇項目”的提醒,檢測者按下仰臥起坐按扭,四
塊液晶面板上分別顯示左臀、右臀、左腳、右腳的放置位置范圍,檢測者將臀和腳放置在對
應的位置范圍內,即開始測試,檢測結束時,檢測者按動結束按鈕,檢測結果出現在顯示裝
置上。
7.根據權利要求1所述的體質檢測平臺,其特征在于:還包括背板,背板位于人體數據
檢測臺的后方,背板設置為純色,便于人體數據分析系統分析數據。

說明書

一種智能的體質檢測平臺

技術領域

本發明涉及一種體質檢測裝置,具體涉及一種智能的體質檢測平臺。

背景技術

目前,隨著生活水平的提高,人們越來越重視自身身體素質,國家體育總局多次要
求啟動全國全體質檢測活動。在實際中,組織體質檢測的機構主要是學校以及選拔相關人
才的機構。體質檢測的主要內容一般有:身高、體重、跳遠、仰臥起坐、俯臥撐等,而現有的體
質檢測設備,主要依賴人工參與測量或記錄,存在檢測效率低,檢測標準不統一,無法取得
準確結果,不能真實反映體質狀況的問題,并且人工參與測量直接導致體質檢測成本上升,
檢測效率低下導致排隊嚴重,從而時間成本高。

以俯臥撐為例,并不是所有測試者都清楚操作規范,如手臂支撐在何處、身體要向
運動到何處,故存在很多動作不標準的情況,無法準確獲得數據;另外,測試者需要記錄人
員的監管,人力成本高。

因此,針對上述問題,需要提供一種智能、高效、精確的體質檢測平臺。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能的體質檢測平臺,本發明能解決現有技術中體質
數據記錄效率低、不準確的問題,主要用于處理俯臥撐和仰臥起坐項目的檢測。

本發明的具體技術方案是這樣實現的:

一種智能的體質檢測平臺,主要用于檢測俯臥撐項目和仰臥起坐項目,包括身份
識別裝置、顯示裝置、語音提醒單元、中央處理控制器、人體數據檢測臺、人體數據攝像單
元、人體數據分析系統、中央檢測臺、動作捕捉單元、動作分析單元;

身份識別裝置預先存儲有檢測者的身份數據,通過指紋來驗證身份;

人體數據檢測臺包括有壓力傳感器、自動升降桿,自動升降桿頂部設置一個橫桿,
當檢測者站在人體數據檢測臺,則壓力傳感器讀取檢測者的重量,且自動升降桿自動下降
至頂部的橫桿抵靠在檢測者的頭部,從而人體數據檢測臺將身高值、體重值傳輸在顯示裝
置上;

人體數據攝像單元用于獲取站在人體數據檢測臺的檢測者的圖像,并將圖像傳輸
到人體數據分析系統,通過人體數據分析系統的處理和分析得到檢測者的身體數據,主要
身體數據包括臂長值、肩寬值、胸部厚度值;

中央檢測臺包括透明支撐板、以及分布在透明支撐板下方的四塊液晶面板、指示
燈,中央處理控制器將收集到的身高值、體重值、肩寬值、胸部厚度值通過分析處理,得到一
組俯臥撐模式下的左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍與一個標準的俯臥撐身體運動幅
度范圍,并能分別通過四塊液晶面板顯示出來,檢測者在中央檢測臺的透明支撐板上檢測
俯臥撐時,只需將左手、右手、左腳、右腳放置在對應的位置范圍內即可;

以及得到一組仰臥起坐模式下的左臀、右臀、左腳、右腳的放置位置范圍與一個標
準的仰臥起坐身體運動幅度范圍,并能分別通過四塊液晶面板顯示出來,檢測者在中央檢
測臺的透明支撐板上檢測仰臥起坐時,只需將左臀、右臀、左腳、右腳放置在對應的位置范
圍內即可;

動作捕捉單元包括第一攝像機、第二攝像機、第三攝像機、第四攝像機,第一攝像
機位于檢測者在支撐板上被檢測時的正前方,第二攝像機、第三攝像機分別位于檢測者在
支撐板上被檢測時的左邊和右邊,第四攝像機位于檢測者在支撐板上被檢測時的正上方;

動作分析單元從動作捕捉單元獲取圖像信息,分析所述四個攝像機在同一時刻的
圖像,通過圖像合成來確定檢測者做俯臥撐或仰臥起坐的運動軌跡以及身體運動幅度值,
中央處理控制器將該身體運動幅度值與所述俯臥撐身體運動幅度范圍或所述仰臥起坐身
體運動幅度范圍相比較,若所述身體運動幅度值在所述俯臥撐身體運動幅度范圍或所述仰
臥起坐身體運動幅度范圍內,則指示燈顯示綠色,若所述身體運動幅度值不在所述俯臥撐
身體運動幅度范圍或所述仰臥起坐身體運動幅度范圍內,則指示燈顯示紅色,并且語音提
醒檢測者。

動作分析單元獲取第一攝像機、第二攝像機、第三攝像機、第四攝像機在同一幀的
圖像,同一幀的四個圖像具有交迭部分,使用互相關算法估算交迭部分的移動量,根據移動
量進行拼合,形成3D人體模型;設定捕捉序列,使用粒子濾波捕捉到頭、手、肘、肩、臀、膝、腳
的位置,形成骨架模型,對骨架模型從腳到頭進行監測,將后一幀的數據模型與前一幀不斷
進行對比,通過差值判斷最高位置的幀和最低位置的幀,從而計算出身體運動幅度值。

還包括與指示燈相連接的計數器,計數器用于統計指示燈出現綠色的次數。

中央檢測臺還包括控制裝置,控制裝置設置有開始按鈕、俯臥撐按扭、仰臥起坐按
鈕、結束按鈕。

檢測俯臥撐時,檢測者按下開始按鈕,語音提醒單元發出“準備就緒,請選擇項目”
的提醒,檢測者按下俯臥撐按扭,四塊液晶面板上分別顯示左手、右手、左腳、右腳的放置位
置范圍,檢測者將手和腳放置在對應的位置范圍內,即開始測試,檢測結束時,檢測者按動
結束按鈕,檢測結果出現在顯示裝置上。

檢測仰臥起坐時,檢測者按下開始按鈕,語音提醒單元發出“準備就緒,請選擇項
目”的提醒,檢測者按下仰臥起坐按扭,四塊液晶面板上分別顯示左臀、右臀、左腳、右腳的
放置位置范圍,檢測者將臀和腳放置在對應的位置范圍內,即開始測試,檢測結束時,檢測
者按動結束按鈕,檢測結果出現在顯示裝置上。

還包括背板,背板位于人體數據檢測臺的后方,背板設置為純色,便于人體數據分
析系統分析數據。

本發明與現有技術相比,其有益的技術效果為:

1、智能化,不需要記錄員。采用指紋登記,身高、體重直接由人體數據檢測臺測得,
并通過顯示裝置顯示出來,檢測者通過圖像和語音提示即能完成檢測。

2、檢測者做俯臥撐時,四肢擺放位置由人體數據分析系統通過算法確定,即實現
了執行標準的統一化,避免了檢測者不規范的動作。

3、具備自動計數功能。當身體運動幅度值在設定的身體運動幅度范圍內時,則指
示燈顯示綠色,指示燈顯示綠色的次數即是規范動作的次作,可代表檢測者的成績;

4、通過四個攝像機,獲取檢測者的骨架模形,用于監測身體運動幅度值,準確度
高。

附圖說明

圖1是本發明的體質檢測平臺示意圖;

圖2是本發明的中央檢測臺的組成示意圖;

1、透明支撐板 2、人體數據檢測臺 3、液晶面板 4、指示燈 5、人體數據攝像單元
6、第一攝像機 7、第二攝像機 8、第三攝像機 9、第四攝像機 10、自動升降桿 11、背板

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施案例加以說明:

如圖1-2所示,一種智能的體質檢測平臺,主要用于檢測俯臥撐項目和仰臥起坐項
目,包括身份識別裝置、顯示裝置、語音提醒單元、中央處理控制器、人體數據檢測臺2、人體
數據攝像單元5、人體數據分析系統、中央檢測臺、動作捕捉單元、動作分析單元;

身份識別裝置預先存儲有檢測者的身份數據,通過指紋來驗證身份;人體數據檢
測臺2包括有壓力傳感器、自動升降桿10,自動升降桿10頂部設置一個橫桿,當檢測者站在
人體數據檢測臺,則壓力傳感器讀取檢測者的重量,且自動升降桿10自動下降至頂部的橫
桿抵靠在檢測者的頭部,從而人體數據檢測臺將身高值、體重值反映在顯示裝置上;人體數
據攝像單元5用于獲取站在人體數據檢測臺的檢測者的圖像,并將圖像傳輸到人體數據分
析系統,通過人體數據分析系統的處理和分析得到檢測者的身體數據,主要身體數據包括
臂長值、肩寬值、胸部厚度值;中央檢測臺包括透明支撐板1、以及分布在透明支撐板1下方
的四塊液晶面板3、指示燈4,中央處理控制器將收集到的身高值、體重值、臂長值、肩寬值、
胸部厚度值通過分析處理,得到一組左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍以及得到一個
標準的身體運動幅度范圍,并將左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍分別通過四塊液晶
面板3顯示出來,檢測者在中央檢測臺的透明支撐板1上檢測時,只需將左手、右手、左腳、右
腳放置在對應的位置范圍內即可;

本發明還可以檢測仰臥起坐項目,得到一組仰臥起坐模式下的左臀、右臀、左腳、
右腳的放置位置范圍與一個標準的仰臥起坐身體運動幅度范圍,并能分別通過四塊液晶面
板顯示出來,檢測者在中央檢測臺的透明支撐板上1檢測仰臥起坐時,只需將左臀、右臀、左
腳、右腳放置在對應的位置范圍內即可;

動作捕捉單元包括第一攝像機6、第二攝像機7、第三攝像機8、第四攝像機9,第一
攝像機6位于檢測者在支撐板上被檢測時的正前方,第二攝像機7、第三攝像機8分別位于檢
測者在支撐板上被檢測時的左邊和右邊,第四攝像機9位于檢測者在支撐板上被檢測時的
正上方;

動作分析單元從動作捕捉單元獲取圖像信息,分析所述四個攝像機在同一時刻的
圖像,通過圖像合成來確定檢測者做俯臥撐的運動軌跡以及身體運動幅度值,中央處理控
制器將該身體運動幅度值與所述身體運動幅度范圍相比較,若所述身體運動幅度值在所述
身體運動幅度范圍內,則指示燈顯示綠色,若所述身體運動幅度值不在所述身體運動幅度
范圍內,則指示燈顯示紅色,并且語音提醒檢測者;

動作分析單元獲取第一攝像機、第二攝像機、第三攝像機、第四攝像機在同一幀的
圖像,同一幀的四個圖像具有交迭部分,使用互相關算法估算交迭部分的移動量,根據移動
量進行拼合,形成3D人體模型;設定捕捉序列,使用粒子濾波捕捉到頭、手、肘、肩、臀、膝、腳
的位置,形成骨架模型,對骨架模型從腳到頭進行監測,將后一幀的數據模型與前一幀不斷
進行對比,通過差值判斷最高位置的幀和最低位置的幀,從而計算出身體運動幅度值。

還包括與指示燈相連接的計數器,計數器用于統計指示燈出現綠色的次數。

中央檢測臺還包括控制裝置,控制裝置設置有開始和結束按鈕,當位于檢測者正
上方的第四攝像機檢測到檢測者手和腳位于對應的位置范圍內時,語音提醒單元發出“準
備就緒,可以開始”的提醒,檢測者按動開始按鈕,即開始測試,檢測結束時,檢測者按動結
束按鈕,檢測結果出現在顯示裝置上。

還包括背板,背板位于人體數據檢測臺的后方,背板設置為純色,便于人體數據分
析系統分析數據。

本發明的工作過程如下:

檢測者首先通過身份識別裝置進行指紋識別,語音提醒單元播報檢測的姓名及相
關信息,檢測者確認后,走上人體數據檢測臺,自動升降桿10自動下降至頂部的橫桿抵靠在
檢測者的頭部,從而人體數據檢測臺將身高值、體重值傳輸在顯示裝置上,語音提醒單元播
報身高值、體重值;之后,自動升降桿10恢復到初始位置,設置在人體數據檢測臺正對面的
人體數據攝像單元5啟動,檢測者站在人體數據檢測臺上,接受人體數據攝像單元5的如下
三次拍照:(1)正面面對人體數據攝像單元,雙臂下垂,拍照一次;(2)正面面對人體數據攝
像單元,雙臂水平展開,拍照一次;(3)側面面對人體數據攝像單元,雙臂下垂,拍照一次;人
體數據分析系統對上述三次拍照的數據,進行數據處理和分析,得到檢測者的主要身體數
據值,如臂長值、肩寬值、胸部厚度值等;

中央處理控制器將收集到的身高值、體重值、臂長值、肩寬值、胸部厚度值,通過分
析處理,得到一組左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍以及得到一個標準的身體運動幅
度范圍,并將左手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍分別通過四塊液晶面板3顯示出來,左
手、右手、左腳、右腳的放置位置范圍在液晶面板3顯示的效果,可以是矩形框、橢圓形框;

檢測者通過透明支撐板上能看到檢測平臺設定的左手、右手、左腳、右腳的放置位
置范圍,檢測者根據將液晶面板3顯示的矩形框,將四肢支撐在透明支撐板上,第四攝像機9
檢測到檢測者手和腳位于對應的位置范圍內時,語音提醒單元發出“準備就緒,可以開始”
的提醒,檢測者按動開始按鈕,即開始測試,檢測結束時,檢測者按動結束按鈕,檢測結果出
現在顯示裝置上;

檢測俯臥撐時,檢測者按下開始按鈕,語音提醒單元發出“準備就緒,請選擇項目”
的提醒,檢測者按下俯臥撐按扭,四塊液晶面板上分別顯示左手、右手、左腳、右腳的放置位
置范圍,檢測者將手和腳放置在對應的位置范圍內,即開始測試,檢測結束時,檢測者按動
結束按鈕,檢測結果出現在顯示裝置上。

檢測仰臥起坐時,檢測者按下開始按鈕,語音提醒單元發出“準備就緒,請選擇項
目”的提醒,檢測者按下仰臥起坐按扭,四塊液晶面板上分別顯示左臀、右臀、左腳、右腳的
放置位置范圍,檢測者將臀和腳放置在對應的位置范圍內,即開始測試,檢測結束時,檢測
者按動結束按鈕,檢測結果出現在顯示裝置上。

當新的檢測者進行檢測時,重復上述操作。

該智能的體質檢測平臺全程無需人工記錄,檢測者可以在規定的時間內自行自助
檢測,方便快捷,標準統一,數據準確。

以上對本發明進行了詳細介紹,本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方
式進行了闡述,以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想;同時,對
于本領域的一般技術人員,依據本發明的思想,在具體實施方式及應用范圍上均會有改變
之處,綜上所述,本說明書內容不應理解為對本發明的限制。

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