本發(fā)明涉及計算機技術領域，特別是一種體育和武術運動動作校正設備和方法。

背景技術：

目前，體育和武術運動的練習指導還是以老師的言傳身教為主。例如，對于太極拳運動而言，練習者若想打出動作標準的太極拳，需要老師現(xiàn)場觀察練習者的動作并予以糾正，這一過程通常是在特定的場所完成的(如公園、健身中心等)，這導致了練習者無法隨時隨地練習，且需要老師的現(xiàn)場指導。

技術實現(xiàn)要素：

現(xiàn)有的體育和武術運動中，練習者無法隨時隨地練習，且需要老師的現(xiàn)場指導。本發(fā)明至少為解決上述技術問題的一部分而作出，并能夠作為以下的實施方式來實現(xiàn)。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種體育和武術運動動作校正設備，包括

攝像組件，所述攝像組件捕捉使用者的運動動作，并根據(jù)使用者的運動動作生成第一模型；

可穿戴設備，所述可穿戴全息設備向使用者顯示第一模型和預設的第二模型，所述第二模型為標準動作模型；

當所述第一模型和第二模型不匹配時，所述可穿戴設備向使用者發(fā)送提示信息，以使得使用者根據(jù)所述提示信息糾正運動動作。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備為AR設備，該AR設備獲取使用者周圍的實際環(huán)境，并建立起相應的三維場景模型，將所述第一模型和第二模型顯示在三維場景模型中。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備為VR設備，所述VR設備向使用者提供至少一個虛擬場景，并根據(jù)使用者的運動動作調整使用者的視野，還將所述第一模型和第二模型顯示在顯示在虛擬場景中。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備將第一模型和第二模型進行比對，并根據(jù)比對結果給出動作標準程度的評價。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備還根據(jù)所述評價給出獎勵和懲罰信息。

可選地或優(yōu)選地，所述虛擬場景的數(shù)量為多個，并能夠供使用者切換選擇。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備還給使用者提供多個音頻信息。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種體育和武術運動動作校正方法，所述方法包括：

捕捉使用者的運動動作，并根據(jù)使用者的運動動作生成第一模型；

通過可穿戴設備向使用者顯示第一模型和預設的第二模型，所述第二模型為標準動作模型；

當所述第一模型和第二模型不匹配時，所述可穿戴設備向使用者發(fā)送提示信息，以使得使用者根據(jù)所述提示信息糾正運動動作。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備為AR設備，所述方法進一步包括：獲取使用者周圍的實際環(huán)境，并建立起相應的三維場景模型，將所述第一模型和第二模型顯示在三維場景模型中。

可選地或優(yōu)選地，所述可穿戴設備為VR設備，所述方法進一步包括：向使用者提供至少一個虛擬場景，并根據(jù)使用者的運動動作調整使用者的視野，還將所述第一模型和第二模型顯示在顯示在虛擬場景中。

本發(fā)明利用攝像組件對使用者(運動的練習者)的動作進行實時地捕捉，并生成與其相符的模型，可穿戴設備將該模型與標準動作模型對比，當兩者不匹配時，向練習者發(fā)送提示信息，以供練習者對自己動作進行校正。這樣，練習者就可以隨時隨地使用可穿戴設備和攝像組件進行練習，且不需要老師的現(xiàn)場指導。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所提供的體育和武術運動動作校正設備的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的體育和武術運動動作校正方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定部件或元件等，但這僅僅是為了便于對上述部件進行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

請參考圖1，本發(fā)明示例性提供一種體育和武術運動動作校正設備，其包括攝像組件1和可穿戴設備2。該設備應用在慢速體育和武術運動的校正情景，這是因為，對于快速運動，捕捉和校正需要更高的動作捕捉頻率和更快的處理器運算速度，這會增加成本并導致發(fā)熱量過大。本發(fā)明實施例所述的慢速體育和武術運動包括但不限于：慢速的拳類武術(如太極拳、推手、長拳)、慢速的兵器類武術(如太極劍)、瑜伽、體型訓練(如各種拉伸運動)以及養(yǎng)生操等。

攝像組件1用于拍攝練習者的運動動作，并生成與之相應的運動模型(本實施例中稱為第一模型)。在一些實施例中，攝像組件1可以由攝像頭11和計算設備12構成，計算設備12包括中央處理器和存儲器。其中，攝像頭采集練習者的運動圖像，并發(fā)送到計算設備12。處理器根據(jù)運動圖像生成第一模型，生成第一模型的方式有多種，且為本領域公知的技術，例如可以是從圖像中提取人體主要關節(jié)和輪廓的特征值，并據(jù)此在三維幾何空間內(nèi)建立運動模型，或者是將其投影到二維幾何平面。

可穿戴設備2與攝像組件通信，以接收第一模型。并將第一模型與第二模型進行比對，該第二模型為運動的標準動作模型。當?shù)谝荒Ｐ秃偷诙Ｐ筒黄ヅ鋾r，可穿戴設備還將不匹配的部分顯示給練習者，這樣練習者可以根據(jù)不匹配的部分糾正自己的動作。

可穿戴設備2可以采用AR設備或VR設備，下面對這兩種設備示例性地分開描述。

AR設備可以采用公知的全息眼鏡或全息頭盔，本實施例中采用微軟公司提供的HoloLens。HoloLens操作平臺為Windows 10，方便本領域技術人 員使用各種編程語言實現(xiàn)本發(fā)明實施例中所述的各種功能。全息眼鏡的前端有多個攝像頭21，攝像頭21可以捕捉到穿戴者所見的實際環(huán)境，并根據(jù)實際環(huán)境進行仿真模擬，建立虛擬的3D環(huán)境模型顯示給穿戴者。進一步地，在環(huán)境模型中還顯示上述的第一模型、第二模型和兩者的匹配。例如可以將第一模型和第二模型以重疊地方式顯示，這樣，方便穿戴者得知自己的動作與標準動作的差別，以進行校正。

VR設備也可以采用公知設備，例如Oculus公司提供的oculus rift VR頭盔。通過VR設備，給使用者提供多個虛擬場景，并可供使用者根據(jù)喜好選擇。所述的第一模型和第二模型顯示在虛擬場景中，兩者的匹配模型可以和AR設備中所述的匹配方式相同。

在其他一些實施例中，上述可穿戴設備2還將第一模型和第二模型進行比對，并根據(jù)比對結果給出動作標準程度的評價。評價可以是分數(shù)評價，該分數(shù)根據(jù)第一模型和第二模型在預定時間內(nèi)(例如一套太極拳的時間)的匹配程度決定。進一步地，可穿戴設備還根據(jù)所述評價給出獎勵和懲罰信息。

在一些實施例中，可穿戴設備2的存儲器內(nèi)存儲有音頻文件，如不同風格的背景音樂，這樣，使用者可以根據(jù)自己的喜好選擇音樂。

圖2給出了基于上述各實施例中的校正設備的校正方法流程，其具體包括以下的步驟：

S1：捕捉使用者的運動動作，并根據(jù)使用者的運動動作生成第一模型；

S2：通過可穿戴設備向使用者顯示第一模型和預設的第二模型，所述第二模型為標準動作模型；

S3：當所述第一模型和第二模型不匹配時，所述可穿戴設備向使用者發(fā)送提示信息，以使得使用者根據(jù)所述提示信息糾正運動動作。提示信息可以聲音或其他形式。

所述可穿戴設備2為AR設備時，S2為獲取使用者周圍的實際環(huán)境，并建立起相應的三維場景模型，將所述第一模型和第二模型顯示在三維場景模型中。需要說明的是，申請人在設計中發(fā)現(xiàn)，當?shù)谝荒Ｐ秃偷诙Ｐ椭丿B時，兩者需要按照程序顯示在相同的空間坐標中，此時在使用者在移動視角時，第一模型和第二模型也被配置為隨視角移動，這一移動過程的速度如果過快， 拍攝組件來不及響應，會造成掉幀現(xiàn)象，使得練習者無法及時矯正動作。為了解決此問題，在步驟S2中，還包括：

在三維場景模型提供一個虛擬光標模型，該光標模型的坐標位置被配置為與第一模型和第二模型不匹配的位置的空間坐標位置相同，并朝向第一方向延伸，該第一方向是處理器根據(jù)安裝在可穿戴設備上的空間姿態(tài)傳感器22(如角度傳感器和加速度傳感器)確定的，例如，當空間姿態(tài)傳感器22檢測到人體移動角度A和距離B時，根據(jù)這兩種的值確定第一方向的角度和光標延伸的距離。這樣第一方向延伸的光標就可以預判的方式補足掉幀的畫面。鑒于虛擬光標是由可穿戴設備2的處理器和傳感器22提供的，不會占用拍攝組件1的系統(tǒng)資源，并且能夠及時提供給使用者，方便其得知自己動作存在的問題。

所述可穿戴設備2為VR設備時，S2為向使用者提供至少一個虛擬場景，并根據(jù)使用者的運動動作調整使用者的視野，還將所述第一模型和第二模型顯示在顯示在虛擬場景中。

以上對本發(fā)明所提供的體育和武術運動動作校正設備和方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)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(fā)明的核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。