一种基于多源数据融合的蹦床系统及其锻炼方法与流程

1.本发明涉及运动器材技术领域，尤其涉及一种基于多源数据融合的蹦床系统及其锻炼方法。


背景技术：

2.蹦床(trampoline)是一项利用蹦床的反弹在空中表现各类技巧的运动，属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。近代蹦床起源于法国，后来蹦床逐渐普及，不久后便流于美国。1947年，德克萨斯州举行了第一届全国蹦床表演赛，一年后蹦床成为了正式的比赛项目。1964年，国际蹦床联合会在瑞士成立，同年举行了首届世界蹦床锦标赛。2000年，蹦床被悉尼奥运会列为比赛项目。蹦床运动所彰显的健康、自由、积极乐观、个性表达和团队的合作精神是美国创新精神的有一次完美诠释。借助蹦床的弹力，让您挣脱重力的束缚，在轻松自由的翻腾飞跃中体验到运动的愉悦；同时蹦床的柔软和弹性将大大吸收运动对于肢体关节肌腱的压力，极大地避免了运动损伤，是一种适用于所有年龄人群健身娱乐需要的运动形式。
3.蹦床不只是简单的蹦蹦跳跳，从趣味性的表面就开始散发着它的魅力。蹦床是一种全身运动，经常练习可提高人体运动系统功能，促进生长发育，增强骨骼、关节的抗压力，还能保持人体的协调性。运动心理学研究认为，蹦床运动非常符合儿童娱乐、运动的心理特点，坚持锻炼会使孩子的腿部肌肉群和小脑平衡神经系统以及大脑神经系统更加发达，集中孩子的注意力。。
4.但蹦床在向大众推广中存在一些问题：
5.1、传统蹦床大多停留在功能层，缺乏趣味性，锻炼全靠用户的自律性来维持是否能够长期进行下去。
6.2、缺乏安全控制，对用户运动中的体力状况缺乏评估，对于一些存在心血管疾病的用户，运动风险较大。
7.3、无法联网，无法实现线上的多人共同娱乐，在互联网时代，大多追求互联互通，传统蹦床缺乏相关的配套装备和相应的锻炼方法。
8.以上问题导致目前蹦床的用户推广的受限、安全性的限制、用户获得的愉悦感受限。


技术实现要素：

9.针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了设计一种基于蹦床部署的新一代智能化方案，采集用户使用蹦床进行健身时的各种数据，通过多源数据融合，实现用户运动数据数字化，通过互联网共享，增强蹦床运动的安全性和娱乐性。
10.本发明提供一种多源数据融合的蹦床系统，包括：
11.蹦床本体；
12.智能穿戴装置，用于监测在所述蹦床本体上运动的用户的实时心率；
13.终端设备，设置有开关，包括电源模块、存储模块、能够显示虚拟场景的显示模块以及进行数据传输的通信模块；
14.云平台；
15.其中，
16.所述终端设备还包括动作捕捉模块、主控模块；
17.所述动作捕捉模块通过摄像头采集所述蹦床上用户的实时姿态信息，并将所述实时姿态信息、力学信息存储至主控模块内；
18.所述主控模块内有体力计算模块，所述体力计算模块对所述动作捕捉模块传送的实时人体姿态信息、力学信息进行处理，并将结果传输至所述显示模块，并显示在虚拟场景中，实现与所述云平台的其他用户共享。
19.本技术方案中的蹦床，实现传统蹦床的智能化改造，通过互联网共享场景方式，增加运动的多样性，同时云平台提供了多用户在线运动模式，可以有助于激发娱乐者的激情，增加了竞争性，使得蹦床运动更加有趣味性，用户也更加具有自主意愿去锻炼。
20.在本技术的一些实施例中，所述主控模块通过所述通信模块与所述智能穿戴装置进行数据互传，并将用户的实时心率数据存储在所述主控装置内，所述实时心率数据显示在所述显示装置的虚拟场景内，与所述云平台的其他用户共享。
21.在本技术的一些实施例中，所述通信模块包括蓝牙模块、wifi模块和有线模块的一种或几种，所述主控模块与所述智能穿戴装置通过所述蓝牙模块实现数据互传。
22.在本技术的一些实施例中，所述智能穿戴装置包括：
23.心率模块，通过光电容积脉搏波描记法来获取心率；
24.远程控制模块，通过按钮实现对显示模块的开启、关闭以及选择等操作；
25.数据传输模块，通过蓝牙将所述心率模块的心率和远程控制模块的控制信号传送至主控装置。
26.在本技术还提供了上述多源数据融合的蹦床系统的锻炼方法，具体包括如下步骤：
27.(1)开机：打开所述终端设备的开关，启动所述主控模块、所述动作捕捉模块、所述显示模块，连接云平台；
28.(2)获取安静心率hr0：用户佩戴智能穿戴装置，通过蓝牙完成所述智能穿戴装置与所述主控模块的连接，用户静止，获取安静心率hr0；
29.(3)开始游戏：确定共享用户以及虚拟游戏场景，开始在所述蹦床本体上运动；
30.(4)获取实时心率和实时姿态信息：智能穿戴装置获取用户的实时心率hr，并将hr传输至主控模块；动作捕捉模块通过摄像头采集用户的实时姿态信息传输至主控模块；
31.(5)判断体力状况及姿态完成度：体力计算模块根据步骤(2)获取的安静心率hr0和步骤(4)获取的实时心率hr，计算用户的体力状况评分physcore，根据评分判断用户体力状态；主控模块将用户实时姿态信息与游戏中的姿态进行完成度比对；
32.(6)游戏结束：显示模块中显示用户游戏排名、体力状况和完成度评分。
33.在本技术的一些实施例中，步骤(5)所述体力计算模块通过体力状态评分公式进行计算：
[0034][0035]
式中：physcore为用户体力状况评分；
[0036]
age为用户年龄。
[0037]
本技术的一些实施例中，用户体力状况评分等级为：
[0038]
(a)0-30％：体力充沛；
[0039]
(b)30-60％：体力适当；
[0040]
(c)60-80％：体力下降；
[0041]
(d)80-90％：体力不足；
[0042]
(e)＞90％：体力耗竭；
[0043]
其中，当用户体力状况为体力不足时，所述显示模块对用户发出提示，当用户体力耗竭时，显示模块提示停止游戏，降低运动风险。
[0044]
本技术的一些实施例中，步骤(1)开机时，要进行用户注册，注册信息包括，用户编号、用户年龄age、用户性别等。
[0045]
基于上述技术方案，本发明实施例中的多源数据融合的蹦床，实现传统蹦床的智能化改造，通过互联网共享场景方式，增加运动的形式。
[0046]
本发明提供了多用户在线运动模式，可以有助于激发娱乐者的激情，同时提供评价机制，增加了竞争性，使得蹦床运动更加有趣味性，提高用户锻炼的自主意愿。
[0047]
采取多途径进行数据采集，通过提取运动姿态和运动过程生理参数，使得蹦床运动数字化，并通过云平台实现数据的互通，实现共享化。
[0048]
本发明利用心率监测设备实时监测用户的心率，能够实时对用户的身体机能进行分析，并通过算法评估用户实时体力水平，当用户体力不足或耗竭时给予干预，能够有效地避免安全事故的发生。
附图说明
[0049]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0050]
图1为本发明基于多源数据融合的蹦床系统的一个实施例的结构示意图；
[0051]
图中，
[0052]
10、蹦床本体；20、智能手表；30、终端装置；31、显示模块，32、通信模块；33、动作捕捉模块；34、主控模块；40、云平台。
具体实施方式
[0053]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0054]
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用
于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
[0055]
在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
[0056]
除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
[0057]
如附图1所示，本发明一个实施例的多源数据融合的蹦床，包括：
[0058]
蹦床本体10，用户在蹦床本体10上进行运动；
[0059]
智能手环20，佩戴于用户的手腕处，用于监测在蹦床本体10上运动的用户的实时心率；
[0060]
终端设备30，包括开关、电源模块、存储模块、能够显示虚拟场景的显示模块31以及进行数据传输的通信模块32；
[0061]
云平台40；
[0062]
其中，
[0063]
终端设备30还包括动作捕捉模块33、主控模块34；
[0064]
动作捕捉模块33通过摄像头采集蹦床本体上用户的实时姿态信息，并将实时姿态信息、力学信息存储至主控模块34内；
[0065]
所述主控模块34存储信息，且设置有体力计算模块，体力计算模块对动作捕捉模块33传送的实时人体姿态信息、力学信息进行处理，并将结果传输至显示模块31，并显示在虚拟场景中，实现与所述云平台的其他用户共享。
[0066]
本领域技术人员可以理解，显示模块可以采用液晶显示器(liquid crystal display，简称为lcd)、有机发光二极管(organic light-emitting diode，简称为oled)等形式来配置显示面板，本实施例可以为触控面板，既可以显示虚拟图像，又可以输入信息。图1中所示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的
部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0067]
通过互联网共享场景方式，增加运动的多样性，同时云平台提供了多用户在线运动模式，可以有助于激发娱乐者的激情，增加了竞争性，使得蹦床运动更加有趣味性，用户也更加具有自主意愿去锻炼。
[0068]
主控模块34通过通信模块33与智能手表20进行数据互传，并将用户的实时心率数据存储在主控装置34内，实时心率数据显示在触控面板31的虚拟场景内，与云平台40的其他用户共享。
[0069]
通信模块32包括蓝牙模块、wifi模块和有线模块的一种或几种，或者替换为其他的短距离无线传输模块，例如zigbee模块、或者wapi模块等，主控模块34与智能手表20通过蓝牙模块实现数据互传。
[0070]
智能手表包括：心率模块，通过光电容积脉搏波描记法来获取心率；远程控制模块，通过按钮实现对显示模块31的开启、关闭以及选择等操作；数据传输模块，通过蓝牙将所述心率模块的心率和远程控制模块的控制信号传送至主控装置。
[0071]
在实施例还提供了上述多源数据融合的蹦床的锻炼方法，具体包括如下步骤：
[0072]
(1)开机：打开终端设备30的开关，启动主控模块34、动作捕捉模块33、显示模块31，连接云平台40；
[0073]
(2)获取安静心率hr0：用户佩戴智能手表20，通过蓝牙完成智能手表20与主控模块34的连接，用户静止3-5分钟，获取安静心率hr0；
[0074]
(3)开始游戏：确定共享用户以及虚拟游戏场景，开始在所述蹦床本体上运动；
[0075]
(4)获取实时心率hr和实时姿态信息：智能手表20获取用户的实时心率hr，并将hr传输至主控模块34；动作捕捉模块33通过摄像头采集用户的实时姿态信息传输至主控模块34；
[0076]
(5)判断体力状况及姿态完成度：体力计算模块根据步骤(2)获取的安静心率hr0和步骤(4)获取的实时心率hr，计算用户的体力状况评分physcore，根据评分判断用户体力状态；主控模块34将用户实时姿态信息与游戏中的姿态进行完成度比对；
[0077]
(6)游戏结束：显示模块31中显示用户游戏排名、体力状况和完成度评分。
[0078]
步骤(5)的体力计算模块通过体力状态评分公式进行计算：
[0079]
式中：physcore为用户体力状况评分；
[0080][0081]
age为用户年龄。
[0082]
户体力状况评分等级为：
[0083]
(a)0-30％：体力充沛；
[0084]
(b)30-60％：体力适当；
[0085]
(c)60-80％：体力下降；
[0086]
(d)80-90％：体力不足；
[0087]
(e)＞90％：体力耗竭；
[0088]
其中，当用户体力状况为体力不足时，显示模块31在屏幕上对用户发出提示，当用户体力耗竭时，显示模块31提示停止游戏，降低运动风险。
[0089]
步骤(1)开机时，要进行用户注册，注册信息包括，用户编号、用户年龄age、用户性别等。因此终端设置30上还设置有输入单元，可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与终端设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元可包括作为本实施例显示模块的触控面板以及其他输入设备。触控面板，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给主控模块，并能接收主控模块发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板，输入单元还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
[0090]
本发明实施例中的多源数据融合的蹦床，实现传统蹦床的智能化改造，通过互联网共享场景方式，提供了多用户在线运动模式，可以有助于激发娱乐者的激情，同时提供评价机制，增加了竞争性，使得蹦床运动更加有趣味性，提高用户锻炼的自主意愿。采取多途径进行数据采集，通过提取运动姿态和运动过程生理参数，使得蹦床运动数字化，并通过云平台实现数据的互通，实现共享化。
[0091]
本发明利用心率监测设备实时监测用户的心率，能够实时对用户的身体机能进行分析，并通过算法评估用户实时体力水平，当用户体力不足或耗竭时给予干预，能够有效地避免安全事故的发生。
[0092]
最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0093]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。