技术领域
[0001] 本申请涉及智能健身器材技术领域，特别是涉及一种用户姿态检测方法及智能垫子系统。
相关背景技术
[0002] 目前，随着人们生活水平的不断提高，人们除了对基本生活的需求(例如，吃穿住)有了更高的要求外，对于身体健康也日益重视。例如，越来越多的人开始通过运动来进行身心锻炼。运动练习过程中体式的矫正至关重要，现有的运动模式(如瑜伽运动)为通过专业教练现场给与正确的动作练习指导。但是随着生活节奏的加快，人们往往很难抽出多余的精力和金钱去进行健身场所进行系统锻炼。因此，在家使用垫子也就成为锻炼者的必需品，然而目前市场上的垫子功能相对比较单一，只能单纯用于支撑用户的运动，已经出现的智能垫子，也很少能在练习动作的过程中，对运动动作进行校正，不利于锻炼效果达成，如果动作不标准，还容易对锻炼人群产生不必要的损害。因此如何避免锻炼中因姿态不标准且不被及时矫正对锻炼人群产生不必要的损害是目前亟待解决的问题。
具体实施方式
[0063] 除非另有限定，当本发明所属的技术领域的技术人员阅读说明书和附图的内容时，本文所使用的所有术语(包括科技术语和科学术语)具有能够被本领域普通技术人员普遍理解的相同的含义。还应理解的是，例如那些在常用的字典中限定的术语应理解为具有与它们在相关领域的内容中的含义相一致的含义，并且不应被理解成理想化的或过度的形式含义，除非在本文中进行了明确地限定。
[0064] 参见图1所示，本发明一种用户姿态检测方法，包括：
[0065] S101，获取垫子检测到的用户的压力坐标数据及交互终端当前播放的课程视频文件对应的灯光坐标数据；基于压力坐标数据与灯光坐标数据的重合个数和/或重合区域，判断用户与垫子接触的位置是否符合标准位置；
[0066] S102，获取用户的实时图像，基于实时图像获得人体姿势骨骼点数据；将人体姿势骨骼点数据与标准姿势骨骼点数据进行比对，判断用户的姿势是否符合标准姿势；
[0067] S103，当用户与垫子接触的位置符合标准位置和/或用户的姿势符合标准姿势时，控制进行提示。
[0068] 具体的，基于压力坐标数据与灯光坐标数据的重合个数和/或重合区域，判断用户与垫子接触的位置是否符合标准位置，以及将人体姿势骨骼点数据与标准姿势骨骼点数据进行比对，判断用户的姿势是否符合标准姿势，可以均在交互终端(交互终端控制主板)中实现，也可均在垫子(垫子控制主板)中实现，还可以一个判断在交互终端(交互终端控制主板)中实现，另一个判断在垫子(垫子控制主板)中实现，可根据实际应用进行设定，本实施例不做具体限制。作为优先，本实施例中，由于用户的实时图像是在交互终端上通过摄像头捕获的，用户与垫子接触的位置和姿势的判断均在交互终端中实现。所述重合区域可以理解为重合面积。
[0069] 本实施例中，运动开始前，用户可通过交互终端的客户端从云服务器下载若干动作课程文件集，所述动作课程文件集根据需要可设置为短视频文件集，每个短视频文件集可用于记录一个瑜伽动作或一组关联瑜伽动作的标准动作及相关坐标等。具体的，动作课程文件集及内部元素都以特殊的命名方式进行排序，交互终端控制主板可以根据命名序号进行顺序播放。动作课程文件集包含课程视频文件、音频文件、灯光坐标文件、定时文件、分区文件、标准姿势序列矩阵文件等。例如用户播放序号为01的课程视频文件时，交互终端控制主板可将序号为01的灯光坐标文件、定时文件、分区文件发送给垫子控制主板进行处理。运动开始时，用户位于(站、坐、躺、卧等)垫子上进行运动，通过垫子与交互终端的交互实现对用户姿态进行检测。
[0070] 综上，本实施例通过文件实现数据关联，从而实现对用户与垫子接触的位置和姿势同步进行检测，最终提高动作的准确性，使用户使用垫子时不会因动作不标准而受伤。
[0071] 需要说明的是，上述的交互终端可以是能够实现上述功能的健身镜，可以是能够实现上述功能的智能终端，如手机、平板、智能电视等，还可以是镜子与智能终端的组合。上述的垫子可以是瑜伽垫或用于其它运动的智能垫子，本实施例不做具体限制。
[0072] 此外，S103中，所述控制进行提示，具体可以是控制进行灯光提示、声音提示、文字提示和图像提示中的一种或多种，本实施例不做具体限制。
[0073] 一实施例中，获取垫子检测到的用户的压力坐标数据及交互终端当前播放的课程视频文件对应的灯光坐标数据；基于压力坐标数据与灯光坐标数据的重合个数和/或重合区域，判断用户与垫子接触的位置是否符合标准位置，具体包括：
[0074] 交互终端将当前播放的课程视频文件对应的分区文件发送给垫子；
[0075] 垫子对所述分区文件的每个分区内的检测点进行压力检测，以获得用户的压力坐标数据，并将每个分区的压力坐标数据发送至交互终端；
[0076] 交互终端接收分区的压力坐标数据，并获取当前播放的课程视频文件对应的灯光坐标文件中的灯光坐标数据；判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与每个分区的压力坐标数据总数的比例，和/或，判断每个分区的压力坐标数据与灯光坐标数据的重合区域与每个分区的压力坐标数据总数所占区域的比例；当每个分区的比例均达到第一预设阈值时，判断出用户与垫子接触的位置符合标准位置。
[0077] 本实施例中，所述分区文件将垫子空间按运动动作接触位置不同划分为数个互不干涉的方形空间，即对运动感应区域进行区分，以便可以对每个接触位置进行独立判断接触是否符合要求；所述分区文件中的分区坐标数据包括了用于分别标识每个方形空间的左下角坐标数据和右上角坐标数据。所述分区文件中的分区坐标数据包括帧头和数据帧尾；每个方形空间的坐标数据包括一个数据帧头和数据帧尾。
[0078] 具体的，分区文件格式例如“0x80,0x81,0x01，0x01,0x09,0x09,0xAA,0xFF”，其中“0x80,0x81”代表数据帧头，“0xAA,0xEE”代表帧尾，后面的“0x01,0x01”表示了方形的左下角坐标(1,1)，“0x09,0x09”表示了方形的右上角坐标(9,9)，(1,1)和(9,9)即可以唯一指示(1,1)、(9,1)、(9,9)、(1,9)这四个坐标所包含的区域。在垫子控制主板进行压力检测时按顺序对各个分区进行压力数据的检测，顺序使用数据帧头进行排序，例如数据帧头“0x80,0x81”为第一分区，数据帧头“0x81,0x82”为第二分区，数据帧头“0x82,0x83”为第三分区。
参见图2所示，为有4个接触位置的动作场景，本实施例根据具体的动作特性将其分成3个分区，第一分区201为“0x80,0x81,0x01，0x01,0x03,0x04,0xAA,0xFF”，第二分区202为“0x81,
0x82,0x07，0x00,0x0A,0x02,0xAA,0xFF”，第三分区203为“0x82,0x83,0x09，0x03,0x0C,
0x05,0xAA,0xFF”。
[0079] 对应的，压力坐标数据由垫子控制主板发送扫描信号分区检测获取的，可通过压力坐标文件以文本形式保存并发送给交互终端。所述压力坐标数据也包括数据帧头和数据帧尾；每个分区的压力坐标数据包括一个数据帧头和数据帧尾。
[0080] 例如在A3输出扫描信号，在B4和B5获得输入信号，在A4输出扫描信号，在B4和B5获得输入信号，则获得的压力坐标数据可表示为“0x60,0x61,0x03,0x04,0x03,0x05,0x04,0x04,0x04,0x05,0xAA,0xEE”，其“0x60,0x61”代表数据帧头，“0xAA,0xEE”代表帧尾。同分区文件，当包括多个分区时，可顺序使用数据帧头进行排序。
[0081] 所述灯光坐标文件用于在垫子上提示用户手或脚放置的标准位置，以文本形式保存，文本内容为灯光坐标数据。对应的，所述灯光坐标文件中的灯光坐标数据也包括数据帧头和数据帧尾；当所述灯光坐标文件中的灯光坐标数据按分区存储时，每个分区的灯光坐标数据包括一个数据帧头和数据帧尾；当所述灯光坐标文件中的灯光坐标数据不分区存储时，所有灯光坐标数据包括一个数据帧头和数据帧尾。例如“0x50,0x51,0x03,0x04,0x04,0x05,0x05,0x06,0xAA,0xEE”，其“0x50,0x51”代表数据帧头，“0xAA,0xEE”代表帧尾，0x03,
0x04为(3,4)，0x04,0x05为(4,5)，0x05,0x06为(5，6)，垫子点亮后(3，4)，(4,5)，(5,6)亮灯。
[0082] 需要说明的是，对于灯光坐标文件，其保存的灯光坐标数据可以分区也可以不分区，具体可根据需要进行设置。当进行分区包括多个分区时，可顺序使用数据帧头进行排序。灯光坐标数据进行分区时，在判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与每个分区的压力坐标数据总数的比例时，灯光坐标数据取对应分区的灯光坐标数据即可，计算相对简单，但需要对多个数据帧头进行解析。灯光坐标数据不进行分区时，在判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与每个分区的压力坐标数据总数的比例时，灯光坐标数据取所有的灯光坐标数据，计算相对复杂，但只需要解析一个数据帧头。此外，还可以判断每个分区的压力坐标数据与灯光坐标数据的重合区域与每个分区的压力坐标数据总数所占区域的比例。当每个分区的比例均达到第一预设阈值时，判断出用户与垫子接触的位置符合标准位置。
[0083] 另一实施例中，获取垫子检测到的用户的压力坐标数据及交互终端当前播放的课程视频文件对应的灯光坐标数据；基于压力坐标数据与灯光坐标数据的重合个数和/或重合区域，判断用户与垫子接触的位置是否符合标准位置，具体包括：
[0084] 交互终端将当前播放的课程视频文件对应的分区文件发送给垫子；
[0085] 垫子对所述分区文件的每个分区内的检测点进行压力检测，以获得用户的压力坐标数据，并将每个分区的压力坐标数据发送至交互终端；
[0086] 交互终端接收分区的压力坐标数据，并获取当前播放的课程视频文件对应的灯光坐标文件中的灯光坐标数据；判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与灯光坐标数据总数的比例，和/或，判断每个分区的压力坐标数据与灯光坐标数据的重合区域与灯光坐标数据总数所占区域的比例；当每个分区的比例均达到第二预设阈值时，判断出用户与垫子接触的位置符合标准位置。
[0087] 该实施例的灯光坐标数据、压力坐标数据和分区坐标数据的格式同上，但判断比例时，上一实施例为“判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与每个分区的压力坐标数据总数的比例”，即除数为压力坐标数据总数，该实施例为“判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与灯光坐标数据总数的比例”，即除数为“灯光坐标数据总数(如果灯光坐标数据有分区，所述灯光坐标数据总数为对应分区的灯光坐标数据总数，如果灯光坐标数据没有分区，所述灯光坐标数据总数为所有的灯光坐标数据总数)”。由于灯光坐标数据总数往往会比每个分区的压力坐标数据有更大的范围，因此，所述第一预设阈值需要比第二预设阈值大。此外，还可以判断每个分区的压力坐标数据与灯光坐标数据的重合区域与灯光坐标数据总数所占区域的比例。当每个分区的比例均达到第二预设阈值时，判断出用户与垫子接触的位置符合标准位置。
[0088] 参见图3至图5所示，为采用“判断每个分区的压力坐标数据被灯光坐标数据包含的个数与每个分区的压力坐标数据总数的比例”的方案。具体的，图3为某一分区的灯光坐标数据301，图4为对应分区采集到的压力坐标数据401，图5为两者的并集。假设设置符合标准位置要求的比例需要0.7以上，图5中的比例为：7/9，显然大于0.7，因此判断为用户与垫子接触的位置符合标准位置。
[0089] 综上，通过分区文件对瑜伽感应区域进行区分，可以对每个地面接触位置进行独立判断接触是否符合要求，并可进行单独提示。
[0090] 本实施例中，所述的用户姿态检测方法，还包括：
[0091] 交互终端将当前播放的课程视频文件对应的灯光坐标文件发送给垫子；
[0092] 垫子获取所述灯光坐标文件中的灯光坐标数据，并根据灯光坐标数据控制垫子对应位置的灯光进行显示。
[0093] 根据灯光坐标数据控制垫子对应位置的灯光进行显示，能够方便用户找到准确的运动点。
[0094] 本实施例中，所述的用户姿态检测方法，还包括：
[0095] 交互终端将当前播放的课程视频文件对应的定时文件发送给垫子；
[0096] 垫子获取所述定时文件中的定时时间数据；当用户与垫子接触的位置符合标准且用户的姿势符合标准姿势时，垫子根据定时时间启动计时，定时时间到，发送消息给交互终端提示当前动作完成。
[0097] 所述定时文件的格式同其他文件，包括数据帧头和数据帧尾，如0x70，0x71,0x0A，0xAA,0xEE，其中0x70，0x71为代表数据帧头，0xAA,0xEE代表帧尾，数据读取到0x70，0x71后将此数据后的0x10数据作为定时时间数据，垫子将这一数据写入定时循环中，完成跳出循环，并执行下一短视频训练，从而保证用户的动作符合标准后，能够持续预设时间，达到锻炼效果。
[0098] 所述获取用户的实时图像，基于实时图像获得人体姿势骨骼点数据；将人体姿势骨骼点数据与标准姿势骨骼点数据进行比对，判断用户的姿势是否符合标准姿势，具体包括：
[0099] 交互终端摄像头获取用户的实时图像并将图像发送到交互终端控制主板，交互终端控制主板运用体态估计算法转化为骨骼点信息，再结合姿势编码器转化为实时姿势序列矩阵。实时姿势序列矩阵与标准姿势序列矩阵文件中的标准姿势序列矩阵经过相似变换后求点集的空间距离做判断用户的姿势是否符合标准姿势。
[0100] 本实施例中，所述的用户姿态检测方法，还包括：
[0101] 当用户与垫子接触的位置不符合标准位置或用户的姿势不符合标准姿势时，控制进行提示。
[0102] 不符合标准姿势时，控制进行提示，能够对用户的瑜伽动作及时纠正。
[0103] 参见图6和7所示，一种智能垫子系统，包括云服务器60、交互终端61和垫子62；
[0104] 所述云服务器60，用于存储若干动作课程文件集；
[0105] 所述交互终端61，用于从云服务器60下载动作课程文件集，所述每个动作课程文件集包括相对应的课程视频文件、灯光坐标文件、分区文件、定时文件和标准姿势序列矩阵文件；所述交互终端61播放所述课程视频文件，将所述灯光坐标文件和分区文件和定时文件发送给所述垫子62；所述交互终端61基于灯光坐标文件中的灯光坐标数据和垫子62发送的用户63的压力坐标数据判断用户63与垫子接触的位置是否符合标准位置，以及基于标准姿势序列矩阵文件中的标准姿势骨骼点数据和用户63的人体姿势骨骼点数据判断用户63的姿势是否符合标准姿势；
[0106] 所述垫子62，用于接收灯光坐标文件、分区文件和定时文件，基于所述分区文件检测用户63的压力坐标数据并发送给所述交互终端61，基于所述灯光坐标文件中的灯光坐标数据控制垫子62对应位置的灯光进行显示，基于所述定时文件控制当前动作时间。
[0107] 本实施例中，所述交互终端61包括存储器610、交互终端控制主板611、第一信息传输模块612、摄像头613、显示屏614和语音交互模块；
[0108] 所述存储器610，用于存储从所述云服务器60下载的动作课程文件集；
[0109] 所述交互终端控制主板611，与所述存储器610相连接以获取动作课程文件集，通过所述第一信息传输模块612向垫子62发送灯光坐标文件、分区文件和定时文件，及通过所述第一信息传输模块612获取用户63的压力坐标数据；基于灯光坐标文件中的灯光坐标数据和垫子62发送的用户63的压力坐标数据进行接触位置比对，以及基于标准姿势序列矩阵文件中的标准姿势骨骼点数据和用户63的人体姿势骨骼点数据进行姿势比对；
[0110] 所述第一信息传输模块612，与所述交互终端控制主板611和垫子62分别相连接以传输数据；
[0111] 所述摄像头613，用于将采集的用户63的实时图像发送给所述交互终端控制主板611；
[0112] 所述显示屏614，与所述交互终端控制主板611相连接以显示课程视频文件的内容；
[0113] 所述语音交互模块，与所述交互终端控制主板611相连接以获取用户的语音信息和/或播放课程视频文件的音乐。
[0114] 具体的，所述交互终端控制主板611和所述第一信息传输模块612均设置于交互终端61内部。所述第一信息传输模块612采用的信息传输方式为WiFi、蓝牙或者有线等，接收垫子控制主板621的压力坐标数据，以及发送灯光坐标数据、分区坐标数据、定时时间数据等给垫子控制主板621，并接收云服务器60的动作课程文件集。
[0115] 所述语音交互模块包括麦克风616和喇叭615。所述麦克风616用于获取用户的语音信息。所述喇叭615用于语音交互，播放视频音乐。
[0116] 本实施例中，所述垫子62包括垫子控制主板621、第二信息传输模块622、垫子主体623、压力传感模块624和灯光模块625；
[0117] 所述垫子控制主板621，用于接收压力传感模块624采集的用户63的压力坐标数据并发送至交互终端61，接收来自交互终端61的灯光坐标文件、分区文件和定时文件，基于灯光坐标文件控制灯光的通断，基于定时文件控制灯光的闪烁时长，基于分区文件控制压力坐标数据的采集；
[0118] 所述第二信息传输模块622，与所述垫子控制主板621和交互终端61分别相连接以传输数据；
[0119] 所述垫子主体623，包括长条形垫，用于用户63练习瑜伽动作；
[0120] 所述压力传感模块624，设置在垫子主体623内，包括具有压力传感功能的纵横交错的压感电路，用于采集用户63的压力坐标数据并发送给所述垫子控制主板621；
[0121] 所述灯光模块625，设置在垫子主体623内，包括具有灯光显示功能的纵横交错的灯光电路，接受所述垫子控制主板621对灯光的控制。
[0122] 需要说明的是，上述的交互终端可以是能够实现上述功能的健身镜，可以是能够实现上述功能的智能终端，如手机、平板、智能电视等，还可以是镜子与智能终端的组合。上述的垫子可以是瑜伽垫或用于其它运动的智能垫子，本实施例不做具体限制。
[0123] 具体的，所述垫子控制主板621和所述第二信息传输模块622均设置于垫子62内部。所述第二信息传输模块622采用的信息传输方式为WiFi、蓝牙或者有线等，将垫子控制主板621的压力坐标数据发送给交互终端61，将交互终端61的灯光坐标数据发送给垫子控制主板621。
[0124] 参见图8至10所示，所述垫子主体623包括织物覆盖面6231和TPE底垫6232。所述压力传感模块624和所述灯光模块625设置在所述织物覆盖面6231和TPE底垫6232之间。具体的，所述压力传感模块624包括上层压感电路和下层压感电路。所述上层压感电路和下层压感电路均包括压感电路按键6241和压感电路引线6242。所述灯光模块625包括灯光电路，所述灯光电路包括灯光电路按键6251和灯光电路引线6252。
[0125] 参见图11所示，为本实施例的智能垫子系统的工作流程图，具体包括：
[0126] S1101，用户通过交互终端客户端从云服务器下载需要的动作课程文件集；
[0127] S1102，交互终端控制主板从存储器中的动作课程文件集获取课程视频文件，文件按预设顺序编排在显示屏上播放；
[0128] S1103，交互终端处理器将实时播放的课程视频文件映射的灯光坐标文件、定时文件、分区文件等通过第一信息传输模块发送至第二信息传输模块；
[0129] S1104，垫子上灯的电路为横纵排布，通过控制主板控制横向线路X与纵向电路Y的通断来控制LED灯；垫子控制主板接收来自交互终端发送的灯光坐标数据{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),(X4,Y4)…}；垫子控制主板按照灯光坐标文件的X、Y信息控制对应电路的通断，实现对具体位置灯光的控制；
[0130] S1105‑1106，垫子上的压感电路为上下双层排布，利用压力控制线路信号的通断；控制主板电路发送扫描信号并检测A、B导线另一端的接收信号，将有接收到信号的导线位置坐标转化为压力坐标集合文件{(A1,B1),(A2,B2),(A3,B3),(A4,B4)…}并将压力坐标数据集合通过第二信息传输模块发送至交互终端；
[0131] S1107‑S1108，交互终端控制主板对每一分区的数据进行独立判断，判断{(A1,B1),(A2,B2),(A3,B3),(A4,B4)…}与{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),(X4,Y4)…}被包含的个数与总个数的比例是否超过设定比例；
[0132] S1109，当上述超过设定比例时，交互终端控制主板向垫子控制主板发送信号，垫子理解为用户地面动作符合标准位置，灯光颜色改变，同时交互终端进行语音播报；
[0133] S1110，在视频课程开始时，交互终端启动摄像头，获取用户的实时图像，拍摄帧率图片发送给交互终端进行处理；
[0134] S1111～S1113，交互终端控制主板将帧率图片通过人体骨骼点捕捉算法获取用户帧率图片的骨骼点信息；将每一帧的动作图片经过体态估计计算和姿势编码器计算出的实时姿势序列矩阵与短视频集内的标准姿势序列矩阵文件进行计算差异，利用相似变换后求点集的空间距离做判断用户的姿势是否符合标准姿势；
[0135] S1114，交互终端控制主板在判断实时姿势序列矩阵符合标准姿势序列矩阵时，在显示屏上提醒用户并进行语音提示；
[0136] S1115，交互终端控制主板判断用户与垫子接触的位置和姿势都符合标准，将储存内对应的定时坐标文件(时间数值)转化为定时时间数据发送给垫子，垫子按定时时间的长短进行灯光闪烁，提醒用户次姿势需要坚持下去；
[0137] S1116，完成持续时间，课程进入第二个短视频内容，重复上述流程。
[0138] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，“S101”、“S102”等关于步骤的表述仅是为了更方便地进行表述，并不代表实际执行的顺序。
[0139] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0140] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
