[发明专利]体操训练装置及其训练方法

摘要

本发明涉及一种体操训练装置及其训练方法。体操训练装置包括用于测量用户运动状态的运动测量装置（1）、测量用户生理状态的生理测量模块（2）以及无线连接所述运动测量装置（1）和生理测量模块（2）的服务器（3），本发明获得实时的用户在体操中各种运动姿势，以及用户的生理参数，显著提高了测量的丰富性和准确性，显著提高了用户运动数据的准确性，处理装置通过大数据训练得出优化的运动姿势及相应的生理数据，自动形成特别适合用户个人的体操运动状态、运动姿势乃至套路，形成有针对性的指导以显著提高训练效果。

主权项

1.一种体操训练装置，其包括用于测量用户运动状态的运动测量装置(1)、测量用户生理状态的生理测量模块(2)以及无线连接所述运动测量装置(1)和生理测量模块(2)的服务器(3)，其特征在于：所述运动测量装置(1)包括：惯性测量模块(4)，惯性测量模块(4)包括测量用户空间姿态数据的惯性测量单元(5)以及测量用户重心变化的重心传感器(6)，所述惯性测量单元(5)包括测量三维平移矢量的加速度传感器(7)和测量三维转动矢量的陀螺仪(8)，光学测量模块(9)，所述光学测量模块(9)包括用于拍摄用户以获得基于三维空间位置的图像数据的多个拍摄单元(10)，传感器数据融合计算模块(11)，其将用户体操过程中每一时刻的用户空间姿态数据和基于三维空间位置的图像数据融合优化得到基于三维空间位置的用户运动数据，生理测量模块(2)包括分别测量用户肌肉振动的麦克风振动传感器(12)、测量心率的心率传感器(13)、测量血压的血压传感器(14)、测量呼吸频率的频率传感器(15)和测量血氧浓度的红外血氧浓度传感器(16)，服务器(3)包括数据采集装置(17)和处理装置(18)，其中，数据采集装置(17)，其采集用户体操过程中运动测量装置(2)测量的基于三维空间位置的用户运动数据和生理测量模块(2)测量的生理数据，三维空间位置的用户运动数据包括身体各部分的三维位移矢量和重心变化数据，所述生理数据包括身体的肌肉振动数据、心率、血压、呼吸频率和血压浓度数据；处理装置(18)，其基于大数据训练得出优化的运动姿势及相应生理数据，所述处理装置(18)包括：数据预处理装置(19)，其包括对用户运动数据和生理数据进行FIR低通降噪和FFT蝶形频域变换得到特征参数；归一模块(20)，其对特征参数进行归一化获得归一化特征向量；分类器模型模块(21)，其基于特征向量对用户的运动状态进行分类，建立多种运动姿势的分类器模型；粒子群优化单元(22)，其利化粒子群算法不断优化分类器模型得到最优分类器模型；训练模块(23)，其训练模型和测试数据；显示界面(24)，将特征参数导入最优分类器模型显示所得到的运动姿势数据，所述运动姿势数据包括随着运动信号变化的优化的生理数据。