[发明专利]体操运动的机器人教学方法及机器人

说明书

本发明提供了一种体操运动的机器人教学方法及机器人，涉及体育器械技术领域，能够用机器人代替人进行一对多的体操教学，并对教学质量进行判断，及时对动作错误学员进行提示以便纠正动作；该方法步骤包括：S1、仿人形机器人根据预存的教程做出体操动作；S2、机器人通过眼部的CCD摄像机进行图像采集；S3、机器人对采集的学员动作图像进行识别和分析；采集学员的动作信息，并与数据库中的标准动作做对比，对学员动作整体一致性和每个学员动作正确性进行判断；S4、对动作不达标的情况进行错误提示。本发明提供的技术方案适用于体操教学的过程中。

【技术领域】

本发明涉及体育器械技术领域，尤其涉及一种体操运动的机器人教学方法及机器人。

【背景技术】

在随着科技的发展，机器人的发展技术越来越快，甚至有的领域的机器人已进入社会进行服务，通过机器人进行教学同样是一个重要的研究课题。

中国专利CN103659818A公开了一种十自由度自由体操机器人，对人形机器人的机械结构进行了改进，使之能够更好的完成倒立、滚翻、侧翻、劈叉等自由体操动作。中国专利CN208629444U公开了一种自由体操机器人，并具体公开了其仿人形的机械结构，该机械结构可进行向前360度翻滚和向后360度翻滚动作，以及倒立180度并腿和劈叉动作，左右侧翻360度动作，进行左右单手俯卧撑、双手俯卧撑等动作。中国专利CN206527735U也公开了一种十自由度自由体操机器人，其仿人形结构和各关节结构相对比较简单，维修方便。中国专利CN206344139U公开了一种基于KE15Z的十一自由度体操机器人，该机器人的机械结构具备十一个自由度，能够完成点头、鞠躬、挥手、侧手翻、倒立、前后翻滚、俯卧撑等动作。

但目前的体操机器人仅能模仿人类体操动作，在体操教学方面的研究依然不足，不能解决现在人为教学存在的老师容易体力不支、人为观察并纠正学员动作不够准确全面等教学问题。

因此，有必要研究一种体操运动的机器人教学方法及机器人来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种体操运动的机器人教学方法及机器人，能够用机器人代替人进行一对多的体操教学，并对教学质量进行判断，及时对动作错误学员进行提示以便纠正动作。

一方面，本发明提供一种体操运动的机器人教学方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1、机器人根据预存的教程做出体操动作，用于学员学习；

S2、机器人通过眼部的CCD摄像机进行图像采集；

S3、机器人对采集的学员动作图像进行识别和分析；

采集学员的动作信息，并与数据库中的标准动作做对比，对学员动作整体一致性和每个学员动作正确性进行判断；

S4、对动作不达标的情况进行错误提示。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，对学员动作整体一致性进行判断具体为：针对多个个体，判断在特定时间身体各部位保持的一致性，采用层次分析法对个体姿势的位置元素的矩阵区间一致性进行判断，若判断结果为不一致，则进行提示。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，对每个学员动作正确性进行判断具体为：针对每个学员进行标记，对该学员的动作进行跟踪和分解，并与数据库中的标准动作进行比较，如有错误则进行提示。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述提示的具体方式为声音提示和/或影像提示；所述影像提示具体为：通过wifi模块与外部显示器通信连接，对学员的错误动作进行放映；所述声音提示具体为：通过设置在机器人嘴部的声音装置发出声音提示。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，采用HornSchunck算法对学员的动作进行跟踪。