[发明专利]一种基于耳机的智能健身指导系统及方法

权利要求书

1.一种基于耳机的智能健身指导系统，包括手机端、耳机端、手机端和耳机端的连接线；

手机端包括智能手机、手机内置传感器组、控制中心和健身专家系统；

手机内置传感器组内置在智能手机中，手机内置传感器组采集用户自身或所处环境相关的数据，数据输出至控制中心，通过控制模块存储到存储模块；

控制中心包含存储模块、语音分析模块、语音合成模块和控制模块；

控制模块接收耳机端或手机内置传感器组的传感器数据后，保存至存储模块，存储模块存储耳机端所采集到的传感器数据、手机内置传感器组的数据、用户的个人信息和系统设置；

语音分析模块将用户的语音指令转换成相应文本信息；

控制模块实时调用健身专家系统进行用户健身状况的决策分析，然后接收语音合成模块传回的语音反馈结果，中断用户的语音播放，并将该语音反馈结果传输至耳机端，最后恢复用户的语音播放；另外，控制模块分析输入的语音信号，若检测出该信号为用户发出的语音指令，则调用语音分析模块分析指令内容，并进行相应的操作；

控制模块接收用户输入的课件，并将其传入到健身专家系统中，经过知识获取后成为知识库中的知识；

健身专家系统接收控制模块的控制信号，根据控制信号以及存储模块中已存储的传感器信息、用户个人信息进行综合的决策分析，然后将包含运动分析结果和健身建议的反馈文本信息传输至语音合成模块；

耳机端包括音频输出模块、音频采集模块、耳机控制模块、传感器组、临时存储模块、传感器数据采集装置控制模块；

音频输出模块、耳机控制模块位于耳机中，音频采集模块位于麦克风中，传感器组、临时存储模块、传感器数据采集装置控制模块位于传感器数据采集装置中；

音频输出模块，将反馈音频信号以语音形式反馈给用户，语音输出通过耳机实现；

音频采集模块采集声音信息，包括用户自身或环境相关的语音信息以及用户的语音指令；

耳机控制模块控制耳机信号和麦克风信号传输，音频信号经耳机控制模块传输至音频输出模块，音频采集模块采集到的语音数据经耳机控制模块传送至传感器采集装置；传感器采集装置采集用户自身或所处环境相关的数据；传感器组采集到数据后实时传输到临时存储模块进行存储；临时存储模块实现传感器原始数据的临时存储功能，该模块为一个缓冲区，新采集到的传感器数据临时存入，等待数据上传完毕即从缓冲区里删除；传感器数据采集装置控制模块接收手机端的音频信号和控制信号，接收麦克风的音频信号，并传输音频信号到耳机；传感器数据采集装置控制模块向传感器组发送控制信号，接收临时存储模块的传感器数据，向临时存储模块发送清除数据的命令；传感器数据采集装置控制模块将传感器数据实时传输到手机端，传感器数据包括传感器组采集到的数据和麦克风采集到的语音信号；

手机端和耳机端的通过连接线进行连接；所述的连接线为四段耳机的耳机线，连接线的一端与传感器数据采集装置直接连接，另一端为标准的四段耳机插头，该耳机插头连接到手机的耳机插口。

2.基于权利要求1所述的一种基于耳机的智能健身指导系统的智能健身指导方法，具体的实现步骤如下：

步骤一：系统初始化；

步骤二：用户基本信息录入；

把用户的基本信息录入到系统手机端的存储模块中，包括两种录入方式，一是用户通过操作手机直接输入自身的基本信息，二是通过耳机端传感器采集装置及麦克风和手机内置的传感器组收集相应的传感器数据后经过分析处理得到用户的信息；其中，方式二所述的传感器数据包含用户的语音信息，用户的语音信息经过手机端的语音分析模块分析后转换成相应的命令，手机端的控制模块通过执行命令完成对应用户基本信息的设置；

步骤三：健身课件录入；

不同的健身项目对应不同的健身课件，部分健身课件对应的知识内置于系统的知识库中，另外，用户能够通过操作手机输入新的健身课件或更新当前的知识库；健身课件经手机端的控制模块发送到健身专家系统的知识获取机构中，经过学习后课件转变成知识被存储到知识库中；

步骤四：传感器数据采集；

系统实时通过耳机端传感器数据采集装置的传感器组、耳机端的麦克风和手机端手机内置传感器组采集与用户相关的传感器数据；

步骤五：传感器数据的传输和存储；

耳机端传感器数据采集装置的传感器组和耳机端的麦克风采集到的传感器数据经过耳机线传输到手机端的控制模块，然后存储于手机端的存储模块中；手机端手机内置传感器的传感器组采集到的传感器数据经手机端控制模块，然后存储于手机端的存储模块中；数据的传输和存储过程与数据的采集过程同步进行；

步骤六：健身专家系统的决策分析；

健身专家系统获取手机端存储模块中的传感器数据和用户基本信息，通过综合的分析和推理，若判断需要向用户提供反馈信息，则生成关于用户健身的文本反馈信息，包括结果分析和指导建议；

步骤七：判断是否生成用户反馈，若无，转步骤四；

步骤八：反馈文本信息转换成反馈音频信号；

通过语音合成技术，将健身专家系统给出文本形式的分析结果和健身建议转换成语音形式；

步骤九：中断用户的语音播放，反馈音频信号发送至耳机端；

若当前用户正在边听音乐边锻炼，则需要通过手机端的控制模块中断用户自身的语音播放，并保留相应的状态环境参数；判定当前语音信道未被占用后，反馈音频信号通过耳机线传输到耳机端的传感器数据采集装置，然后再通过有线或者无线的方式传输至耳机听筒，用户即可接收到关于自身当前健身状况的分析结果和建议，并进行调整以达到科学健身的目的；

继续用户的语音播放；若在播放反馈信息之前，用户正在收听其他音频消息，则在提示信息播放完毕后，手机端的控制模块根据已保存的关于用户语音的状态环境参数，继续进行用户的语音播放；转步骤四。