專利名稱：一種互動式健身系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種互動式健身系統(tǒng)，健身者在使用本發(fā)明時，計算機(jī)顯示屏所呈現(xiàn)
的動態(tài)人體三維圖像十分逼真地還原健身者的形體動作，以形成虛擬的人體三維圖像與現(xiàn) 實中的健身者形體動作實時互動。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的提高和工作壓力的增強(qiáng)，人們越來越關(guān)注身心健康；而健身運動 是解決這一問題持續(xù)有效的最佳方式。傳統(tǒng)的健身運動一般包括跑步、跳躍或使用一些簡 單的健身器械以達(dá)到強(qiáng)身健體的目的。但是這些方式較為枯燥，其過程缺乏樂趣，人們難以 長久持續(xù)。中國實用新型專利CN201179317Y健身器材虛擬實景控制器，包括健身器材和上 位機(jī)，通過健身器材上的傳感器將各種參數(shù)顯示到電腦上，并在網(wǎng)絡(luò)上與其他使用者分享 運動健身的樂趣，以增加健身的趣味性；但是使用該健身器材時由于傳感器的局限性，健身 者僅能著重于肢體力量的鍛煉，而不能有效顧及身體其他部位；并且對于健身者的動作和 形體變化無法直接實現(xiàn)互動，因此該健身器材無法對一些形體健身運動如舞蹈、拳擊、武術(shù) 等進(jìn)行互動式表達(dá)。同時，該健身器材還需配合各種傳感器使用，造價昂貴。
中國實用新型專利CN201223711Y公開一種具有傳感功能的互動式健身器材，包 括操作單元、加速度傳感器、互動單元，該健身器材可感應(yīng)運動物體的運動方向、運動角度、 運動速度等狀態(tài)，并由互動單元接收處理，同時轉(zhuǎn)換為呈現(xiàn)在虛擬畫面中的標(biāo)的物，供使用 者依虛擬畫面所提供的情境來控制運動物體，達(dá)到實體健身器材與虛擬畫面互動的效果。 該健身器材同樣需借助復(fù)雜的動作傳感器來感應(yīng)，通過感應(yīng)器間接地反映人體運動過程中 力量變化，虛擬畫面只根據(jù)感應(yīng)器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)呈現(xiàn)健身器材的模擬畫面，無法直觀展現(xiàn) 人體的形體動作變化。 因此，現(xiàn)有技術(shù)的互動式健身方式大多是通過在健身器材設(shè)置各種功能的傳感器 來實現(xiàn)，這種方式只體現(xiàn)了因健身者的肢體力量變化而導(dǎo)致的健身器材運動狀態(tài)信息改 變，無法直接與人體的形體動作形成互動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種互動式健身系統(tǒng)，該健身系統(tǒng)克服了傳統(tǒng) 互動式健身運動需借助健身器材和各種傳感器的結(jié)合而致使器材結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴、并 只側(cè)重于肢體力量鍛煉而無法與形體動作形成互動等缺陷。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種互動式健身系統(tǒng)，包括順 次連接的 —攝像單元，用來攝制健身者的形體動作圖像； —人體動作識別單元，將所述攝像單元所攝制的形體動作圖像實時進(jìn)行動作特征 識別處理； —驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊根據(jù)所述人體動作識別單元所識別處理的動作特征數(shù)據(jù)
3牽引計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)的三維場景和人體三維模型，使其進(jìn)行與健身者相對應(yīng)的運動；
—顯示部分，顯示所述三維場景和人體三維模型的運動過程；
所述人體動作識別單元、驅(qū)動模塊由計算機(jī)軟件或單片機(jī)實現(xiàn)。 所述互動式健身系統(tǒng)還可包括運動模式選擇單元，為所述驅(qū)動模塊提供運動模式 的選擇。 進(jìn)一步，該互動式健身系統(tǒng)還包括人體三維模型設(shè)計單元，用于對計算機(jī)或單片
機(jī)內(nèi)的人體三維模型的頭發(fā)、膚色、服裝進(jìn)行設(shè)計和選擇。 所述運動模式選擇單元提供跑步、舞蹈、拳擊、武術(shù)、擊劍的選擇。 所述攝像單元為分布在健身者各個角度和方向的攝像頭或攝像機(jī)。 該系統(tǒng)還包括一貼設(shè)于健身者體表的人體生理參數(shù)傳感器，所述人體生理參數(shù)傳
感器與計算機(jī)或單片機(jī)連接，通過該構(gòu)件，健身者可以及時獲知血壓、體溫等生理參數(shù)，從
而合理調(diào)整運動方式和運動強(qiáng)度。
由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點 1、本發(fā)明利用攝像單元將人體健身運動的形體動作進(jìn)行攝制，經(jīng)計算機(jī)軟件或單
片機(jī)識別處理，并將處理數(shù)據(jù)通過驅(qū)動單元牽引人體三維模型，生成動態(tài)的人體三維圖像，
使顯示部分呈現(xiàn)的該動態(tài)人體三維圖像還原人體的動作特征，與人體的形體動作實時互
動，健身者可以直觀、具體地從動作姿勢、幅度、速率等各方面規(guī)范自己的動作，及時矯正動
作缺陷，使健身運動取得良好效果。 2、本發(fā)明將健身者的形體動作與顯示部分所呈現(xiàn)的動態(tài)人體三維圖像形成互動， 既增加了健身運動的趣味性，又能通過在運動模式選擇單元中預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)動作規(guī)范對 健身進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。 3、本明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適合大范圍推廣。


圖1為本發(fā)明一種互動式健身系統(tǒng)的工作原理具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的具體實施方式
。 參考圖l，本發(fā)明一種互動式健身系統(tǒng)，包括攝像單元1、人體動作識別單元2、驅(qū) 動模塊3、顯示部分4，上述各部分順次連接；其中，攝像單元1用來攝制健身者的形體動作 圖像，可以采用攝像頭或者能連續(xù)拍照的攝像機(jī)；人體動作識別單元2為現(xiàn)有技術(shù)中動畫 制作的慣用手段，用于將上述攝像單元1所攝制的人體動作特征圖像進(jìn)行識別處理，把圖 像轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可處理的數(shù)據(jù)；在計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)存貯有設(shè)計好的人體三維模型31和 三維場景32，為增加健身運動的娛樂性，該人體三維模型31還可以是模擬現(xiàn)實中人物形象 的仿真人體，驅(qū)動模塊3根據(jù)人體動作識別單元2所識別處理的數(shù)據(jù)牽弓I人體三維模型31 ， 同時驅(qū)動三維場景32，生成與健身者的形體動作實時同步的動態(tài)人體三維圖像；人體動作 識別單元2、驅(qū)動模塊3由計算機(jī)軟件或含程序的單片機(jī)來實現(xiàn)。 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，為了增強(qiáng)本發(fā)明一種互動式健身系統(tǒng)的趣味性和科學(xué)指導(dǎo)功 能，計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)預(yù)先存儲有人物形象、場景、運動模式、規(guī)范動作等數(shù)據(jù)內(nèi)容，驅(qū)動單元3按照健身者對人物形象、三維場景32、運動模式選擇單元33等的要求牽引人體三維模 型31，與健身者的形體動作相互對應(yīng)，在顯示屏上呈現(xiàn)的是人體三維圖像在預(yù)設(shè)的三維場 景32中運動。 而且，該互動式健身系統(tǒng)還進(jìn)一步包括人體三維模型設(shè)計單元310，用于對人體三 維模型31的頭發(fā)、膚色、服裝進(jìn)行設(shè)計和選擇，以豐富人物形象的選擇，增加健身運動的趣 味性；為了增強(qiáng)視覺效果和沉浸感，使人體三維模型31與三維場景32結(jié)合更加融合，攝像 單元1為設(shè)在健身者各個角度和方向的攝像頭或攝像機(jī)，顯示單元所呈現(xiàn)的動態(tài)人體三維 圖像能更精確地還原健身者形體動作特征；健身者還可以通過運動模式選擇單元33預(yù)先 設(shè)定運動方式，包括舞蹈、拳擊、武術(shù)、擊劍等運動內(nèi)容，該單元還可包括上述運動模式的標(biāo) 準(zhǔn)示范動作，以供健身者學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。 此外，為了在健身時同步獲悉身體狀態(tài)變化，可以在健身者體表貼設(shè)人體生理參 數(shù)傳感器，該傳感器的信息經(jīng)計算機(jī)或單片機(jī)處理后顯示在顯示屏上，健身者依此及時調(diào) 整運動強(qiáng)度和運動方式。
實施例1 : 參考圖l，本發(fā)明一種互動式健身系統(tǒng)，包括攝像單元1、人體動作識別單元2、驅(qū) 動模塊3、顯示部分4，上述各部分順次連接；同時，計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)存貯有設(shè)計好的人體 三維模型31、三維場景32。攝像單元1為設(shè)置在健身者各個角度和方向的8個攝像頭；攝 像頭將攝制的健身者動作圖像輸入計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)的人體動作識別單元2，并對人體動 作圖像進(jìn)行識別處理，轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可處理的數(shù)據(jù)；驅(qū)動模塊3根據(jù)人體動作識別單元2所 識別處理的數(shù)據(jù)牽引人體三維模型31和三維場景32，生成與健身者的形體動作實時同步 對應(yīng)的動態(tài)人體三維圖像，并呈現(xiàn)在計算機(jī)顯示屏上。 上述僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此 構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
一種互動式健身系統(tǒng)，其特征在于包括順次連接的一攝像單元，用來攝制健身者的形體動作圖像；一人體動作識別單元，將所述攝像單元所攝制的形體動作圖像實時進(jìn)行動作特征識別處理；一驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊根據(jù)所述人體動作識別單元所識別處理的動作特征數(shù)據(jù)牽引計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)的三維場景和人體三維模型，使其進(jìn)行與健身者相對應(yīng)的運動；一顯示部分，顯示所述三維場景和人體三維模型的運動過程；所述人體動作識別單元、驅(qū)動模塊由計算機(jī)軟件或單片機(jī)實現(xiàn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互動式健身系統(tǒng)，其特征在于還包括運動模式選擇單 元，為所述驅(qū)動模塊提供運動模式的選擇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互動式健身系統(tǒng)，其特征在于還包括人體三維模型設(shè) 計單元，用于對計算機(jī)或單片機(jī)內(nèi)的人體三維模型的頭發(fā)、膚色、服裝進(jìn)行設(shè)計和選擇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種互動式健身系統(tǒng)，其特征在于所述運動模式選擇單元 提供跑步、舞蹈、拳擊、武術(shù)、擊劍的選擇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互動式健身系統(tǒng)，其特征在于所述攝像單元為分布在 健身者各個角度和方向的攝像頭或攝像機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互動式健身系統(tǒng)，其特征在于該一種互動式健身系統(tǒng) 還包括一貼設(shè)于健身者體表的人體生理參數(shù)傳感器，所述人體生理參數(shù)傳感器與計算機(jī)或 單片機(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種互動式健身系統(tǒng)，包括順次連接的攝像單元、人體動作識別單元、驅(qū)動模塊、顯示部分。健身者在使用本發(fā)明時，顯示屏所呈現(xiàn)的動態(tài)人體三維圖像十分逼真地還原健身者的形體動作，以達(dá)到虛擬的人體三維圖像與其形體動作實時互動，健身者可以直觀、具體地從姿勢、幅度、速度等各方面規(guī)范自己的動作，及時矯正動作缺陷。該健身系統(tǒng)既增加了健身運動的趣味性，又能通過預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對健身進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適合大范圍推廣。
文檔編號A63B22/00GK101785927SQ20101012294
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者何兵兵, 盧小垂, 吳晨, 李楠, 游圖明, 閆清泉 申請人:游圖明