[发明专利]基于人体生理数据的自适应调节的跑步平台系统

说明书

本发明具体涉及基于人体生理数据的自适应调节的跑步平台系统，包括智能跑步机、智能眼镜、智能护腿板、计算机控制终端、虚拟现实投影设备、存储服务器，其中，计算机控制终端通过无线方式与智能跑步机连接，计算机控制终端通过HDMI线与虚拟现实投影设备连接，计算机控制终端通过数据线与存储服务器连接。本发明的有益效果是：更好的利用融合机消解投影区域拼接重叠错位问题，将跑步机摆放在最佳位置；让用户的视野完全浸入到虚拟现实曲面幕布上的影像中，增加画面立体感，达到最佳虚拟现实沉浸感；平衡虚拟现实曲面幕布对声音的发射，增加真实环境感觉。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，具体涉及基于人体生理数据的自适应调节的跑步平台系统。

背景技术

跑步一直是保持身心健康和塑造身材最普遍、最廉价的运动方式。随着虚拟现实技术的发展和可穿戴设备的普及，用户可以沉浸在虚拟环境中跑步。但目前的技术缺乏对用户个体体能及健康等状况的考虑，没有利用尝试人体的隐性生理数据信号(如心率信号(HR)、皮肤电信号(GSR)、脑电信号(EEG)等)与显性生理数据信号(包括步态、手势、声音等)。

目前，现有的跑步机有以下几种类型：

(一)利用控制器与虚拟场景交互的交互式跑步机

为达到锻炼身体的交互性和娱乐性，现有交互式跑步机更多偏向于搭建虚拟环境以及协调真实环境与虚拟环境中的速度与坡度控制。例如，申请号为CN201520601782.4的实用新型专利申请，涉及一种实时交互跑步机，跑步机本体将俯仰模拟机构、转弯机构、速度调节机构、转弯传感器连接在一起；俯仰模拟机构改变跑步机的俯仰角度；转弯机构设置跑步转向并与交互式控制器互动；速度调节机构控制跑带转速并与交互式控制器互动；转弯传感器采集转弯机构的角度并传递给主控制器；主控制器控制输出俯仰角度、控制跑带的转速、采集旋转角度，采集跑步机跑带的转速设置、与交互式控制器交互；交互式控制器通过显示终端展现行进中的使用者，将当前虚拟路况各参数发送给主控制器从而控制跑步机俯仰角度和跑带转速，记录和再现使用者的姿态、行进效果和行进速度。该专利申请技术虽然能够做到让用户通过控制器主动与虚拟场景交互，从而控制跑步机。但交互形式单一，且没有考虑用户的个体生理特征。

(二)利用生理数据进行评估与干预的跑步机

现有技术中有利用用户生理数据进行分析并相应的提供评估结果和提示已帮助用户进行健康运动，但没有做到通过利用生理数据与虚拟现实环境进行实时自动交互。例如，公告号为CN 105094343 B的发明专利申请涉及一种促进用户身心健康的虚拟机器人系统及干预方法。通过可穿戴设备采集用户生理数据进行记录与分析，并进行综合评估、科学指导、交流互动、即时干预。但就该专利申请的交互单元而言，系统只按照用户指令(点击、触屏、语音)启动系统、引导进行系统系列操作。对生理数据只是用语音或文字的方式展现给用户，并没有利用生理数据对跑步机进行自适应调节并控制虚拟现实画面。

(三)利用用户显性生理数据进行虚拟场景互动的跑步机

现有技术中存在通过利用用户的显性生理数据(包括步态、手势、声音等)与跑步机和虚拟场景进行交互从而解决了控制精度、用户体验以及安全隐患等问题。但并不能根据用户的生理状况进行分析从而控制系统，交互方式相对单一，缺乏娱乐性。例如，公告号为CN 107930013A的发明专利申请，为一种基于自适应随动跑步机的实时交互系统及方法，该系统包括实时监控模块、调速装置、输入模块、显示装置及无线通讯模块。实时监控装置测量固定在用户小腿上信标的运动轨迹来计算用户运动速度和趋势，运动系统通过传来的数据控制速度。显示装置根据速度不同回放预先储存的赛道风景画面。该专利申请技术虽然可以通过用户显性生理数据来计算用户状态，但与隐性数据来说，在描述用户生理状况方面太过片面。且用户无法用其他方式控制虚拟环境，缺乏娱乐性。

发明内容