[0001] 本申请涉及健身辅助装置技术领域，特别涉及一种AI交互健身指导设备。

[0002] 随着生活节奏加快，健身需求日益增长，基于物联网技术的健身指导装置成为热门的发展方向。例如，AI(Artificial Intelligence，人工智能)交互健身指导装置，一般包括摄像单元、语音单元、显示单元和数据处理单元；通过摄像单元可实时监测用户的运动状态，数据处理单元可对运动数据进行分析和处理，并将处理后的运动数据在显示单元上生成图像；同时，语音单元可以识别用户的语音指令信号或发出提醒指令信号。

[0003] 该AI交互健身指导设备只能通过摄像单元来监测用户当前的运动数据，不能全面了解用户的运动状态，无法精准地进行个性化健身指导。实用新型内容

[0004] 有鉴于此，本申请实施例提供了一种AI交互健身指导设备，以解决目前AI交互健身指导设备不能全面了解用户的运动状态的问题。

[0005] 本申请的实施例提出了一种AI交互健身指导设备，包括主体、摄像单元、数据处理单元、可穿戴装置、AI计算单元以及语音交互单元，所述摄像单元设于所述主体上；所述数据处理单元设于所述主体内并与所述摄像单元连接；所述可穿戴装置用于戴在用户的身上；所述AI计算单元设于所述主体内并分别与所述数据处理单元和所述可穿戴装置连接；所述语音交互单元设于所述主体上并用于与用户进行语音交互。

[0006] 本申请实施例提供的AI交互健身指导设备包括主体、摄像单元、数据处理单元、可穿戴装置、AI计算单元以及语音交互单元，摄像单元设于主体上可实时监测用户的运动过程以得到第一运动数据；数据处理单元设于主体内并与摄像单元连接，以分析和处理第一运动数据；可穿戴装置用于戴在用户的身上，以得到第二运动数据；AI计算单元分别与数据处理单元和可穿戴装置连接，以融合第一运动数据和第二运动数据并通过语音交互单元对用户进行指导。由于该AI交互健身指导设备可将摄像单元得到的第一运动数据和可穿戴装置得到的第二运动数据进行融合，以全面了解用户的运动状态，从而精确地对用户进行个性化健身指导。

[0007] 在一些实施例中，所述可穿戴装置为智能手表或智能手环。

[0008] 在一些实施例中，所述主体包括外壳段和柱体段，所述外壳段和所述柱体段围成有环形容纳槽，所述可穿戴装置可套设在所述柱体段上并处于所述环形容纳槽内，所述柱体段内设有用于对所述可穿戴装置充电的无线充电模块。

[0009] 在一些实施例中，所述AI交互健身指导设备还包括充电座，所述充电座上设有放置槽，所述主体可放置在所述放置槽内进行充电。

[0010] 在一些实施例中，所述充电座上还设有电视接口、投影仪接口、手机接口和网络接口中的至少一个。

[0011] 在一些实施例中，所述摄像单元包括摄像头和红外相机。

[0012] 在一些实施例中，所述摄像单元转动安装在所述主体上，所述主体包括外露区和遮挡区，所述外露区和所述遮挡区沿所述摄像单元的转动方向布置。

[0013] 在一些实施例中，所述AI交互健身指导设备还包括用于将图像投影出来的投影仪。

[0014] 在一些实施例中，所述主体上还设有用于检测用户与所述AI交互健身指导设备之间距离的距离传感器。

[0015] 在一些实施例中，所述主体内还设有散热风扇，所述主体上设有散热孔。

[0016] 上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

[0027] 下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

[0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

[0029] 在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0030] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0031] 在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0032] 在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

[0033] 在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

[0034] 在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

[0035] AI交互健身指导装置，一般包括摄像单元、AI语音单元、显示单元和数据处理单元；通过摄像单元可实时监测用户的运动状态，数据处理单元可对运动数据进行分析和处理，并将处理后的运动数据在显示单元上生成图像；同时，AI语音单元可以识别用户的语音指令信号或发出提醒指令信号。

[0036] 传统的AI交互健身指导设备只能通过摄像单元来监测用户当前的运动数据，不能全面了解用户的运动状态，无法精准地进行个性化健身指导。

[0037] 为了解决目前AI交互健身指导设备不能全面了解用户的运动状态的问题，本申请实施例提供了一种AI交互健身指导设备。

[0038] 本申请的实施例提出一种AI交互健身指导设备。请参照图1，AI交互健身指导设备100包括主体10、摄像单元11、数据处理单元12、可穿戴装置13、AI计算单元14以及语音交互单元15，摄像单元11设于主体10上；数据处理单元12设于主体10内并与摄像单元11连接；可穿戴装置13用于戴在用户的身上；AI计算单元14设于主体10内并分别与数据处理单元12和可穿戴装置13连接；语音交互单元15设于主体10上并用于与用户进行语音交互。

[0039] 主体10的结构本申请不作限制，只要能够安装摄像单元11、数据处理单元12、AI计算单元14以及语音交互单元15即可。可以理解，主体10可以为规则结构，例如，圆柱结构、棱柱结构等；主体10也可以为其他不规则结构。

[0040] 摄像单元11可在健身时对用户的运动过程进行实时拍摄，以得到第一运动数据，即视频运动数据。其中，摄像单元11可将第一运动数据传递给数据处理单元12。

[0041] 数据处理单元12与摄像单元11连接以分析和处理第一运动数据，并为用户提供实时的反馈和指导。数据处理单元12与摄像单元11的连接方式为现有技术，在此不再具体说明。

[0042] 其中，数据处理单元12搭载深度计算处理器的中央处理单元，它负责接收、解析并分析来自摄像单元11的第一运动数据，通过运用深度学习和人工智能技术，数据处理单元12能够快速、精确地评估用户的运动状态和姿势。同时，数据处理单元12可将用户的第一运动数据与AI模型进行融合，为用户提供高度个性化的健身计划和实时反馈。

[0043] 可穿戴装置13在健身时可戴在用户的身上，以监测用户的运动状态，并得到第二运动数据。其中，可穿戴装置13可将第二运动数据传递给AI计算单元14。

[0044] AI计算单元14分别与数据处理单元12和可穿戴装置13连接，以融合第一运动数据和第二运动数据。AI计算单元14由AI计算处理器驱动，通过运用人工智能技术和机器学习算法，可根据第一运动数据和第二运动数据，快速精准地分析用户的运动状态、姿势偏差以及热量消耗等关键因素；而且，还能根据用户的健身目标和特点，为其生成个性化的健身计划和实时指导，极大地提高了健身的效果和成就感。

[0045] 其中，可穿戴装置13可通过无线方式与AI计算单元14连接，以将第二运动数据传递给AI计算单元14；可以理解，该无线连接方式可以为蓝牙连接，或者可穿戴装置13和AI计算单元14在同一WIFI下。AI计算单元14与数据处理单元12的连接方式为现有技术，例如，AI计算单元14与数据处理单元12均设于同一电路板上，二者通过电路板上的线路连接。

[0046] 语音交互单元15用于与用户进行语音交互，实现人机的自然对话，例如，语音提示、激励信息、实时指导、提出问题以及获取健身建议等，创造动态沉浸的健身环境，进一步提升用户体验和参与度。

[0047] 可选地，语音交互单元15可包括设于主体10上的麦克风151和音箱152，其中，音箱152的数量可根据需要设置，例如，音箱152在主体10上对称布置有两个，实现双声道立体声，且拾音距离≥2m以上。

[0048] 本申请实施例提供的AI交互健身指导设备100包括主体10、摄像单元11、数据处理单元12、可穿戴装置13、AI计算单元14以及语音交互单元15，摄像单元11设于主体10上可实时监测用户的运动过程以得到第一运动数据；数据处理单元12设于主体10内并与摄像单元11连接，以分析和处理第一运动数据；可穿戴装置13用于戴在用户的身上，以得到第二运动数据；AI计算单元14分别与数据处理单元12和可穿戴装置13连接，以融合第一运动数据和第二运动数据并通过语音交互单元15对用户进行指导。由于该AI交互健身指导设备100可将摄像单元11得到的第一运动数据和可穿戴装置13得到的第二运动数据进行融合，以全面了解用户的运动状态，从而精确地对用户进行个性化健身指导。

[0049] 请参照图2，在一些实施例中，可穿戴装置13为智能手表或智能手环。

[0050] 可穿戴装置13包括环带132和第一显示屏131，第一显示屏131安装在环带132上，可穿戴装置13可通过环带132戴在用户的手腕上。

[0051] 可穿戴装置13可用于数据收集和反馈。具体地，在健身时，可穿戴装置13通过内置的传感器实时监测用户的心率、步数、消耗卡路里等第二运动数据；同时，可穿戴装置13可通过无线方式将第二运动数据实时反馈给AI计算单元14，以与摄像单元11拍摄的第一运动数据实时融合，从而对用户进行个性化健身指导。

[0052] 可选地，第一显示屏131可为LED显示屏。

[0053] 智能手表或智能手环轻巧舒适，使用户能够随身携带，随时调取健身计划，极大地提升了用户的健身体验和参与度。

[0054] 在其他实施例中，可穿戴装置13可以为智能指环。

[0055] 请同时参照图1和图2，在一些实施例中，主体10包括外壳段101和柱体段102，外壳段101和柱体段102围成有环形容纳槽103，可穿戴装置13可套设在柱体段102上并处于环形容纳槽103内，柱体段102内设有用于对可穿戴装置13充电的无线充电模块1021。

[0056] 可选地，主体10为圆柱结构，外壳段101和柱体段102处于主体10的端部。其中，柱体段102处于外壳段101内。

[0057] 在可穿戴装置13需要充电时，将可穿戴装置13套设在柱体段102上并处于环形容纳槽103内，同时使第一显示屏131与无线充电模块1021对应布置，以通过无线充电模块1021对第一显示屏131进行充电。通过无线充电模块1021对智能手表或智能手环充电的方式为现有技术，在此不再具体说明。

[0058] 可选地，主体10的端部还设有盖板104，盖板104用于封盖环形容纳槽103的槽口，避免主体10倾斜或竖直放置时可穿戴装置13从环形容纳槽103内掉出。

[0059] 可选地，可穿戴装置13设有两个，两个可穿戴装置13可分别穿戴在用户的两个手腕上，以对第二运动数据进行相互验证，保证第二运动数据的准确性。可以理解，可以仅在主体10的一端设置环形容纳槽103，两个可穿戴装置13可交替放入环形容纳槽103内进行充电；也可以在主体10的两端均设置环形容纳槽103，两个可穿戴装置13可分别放入两个环形容纳槽103内同时进行充电。

[0060] 环形容纳槽103不仅可用于可穿戴装置13的充电，同时环形容纳槽103也能作为可穿戴装置13的储存槽，这样无需设置额外的盒体，用于储存可穿戴装置13。

[0061] 在其他实施例中，柱体段102内不设置无线充电模块1021，环形容纳槽103仅作为可穿戴装置13的储存槽，另外配备充电装置对可穿戴装置13进行充电。

[0062] 在其他实施例中，主体10仅包括柱体段102，可穿戴装置13套设在柱体段102上进行充电，此时可穿戴装置13外露。

[0063] 请同时参照图1、图4和图5，在一些实施例中，AI交互健身指导设备100还包括充电座20，充电座20上设有放置槽21，主体10可放置在放置槽21内进行充电。

[0064] 其中，充电座20上设有电源接口26，电源接口26用于外接电源，充电座20用于向主体10进行充电。

[0065] 可选地，放置槽21为半圆形槽，主体10为圆柱结构，主体10放入放置槽21内后不会随意移动。

[0066] 可选地，主体10上设有充电插孔18，放置槽21内设有充电插头28，在主体10放入放置槽21内时，充电插头28插入充电插孔18，以对主体10进行充电。其中，主体10内设有储存电能的蓄电装置，例如，蓄电装置可以为蓄电池。

[0067] 可选地，充电座20上设有第二显示屏27，第二显示屏27可显示主体10的充电量，利于用户了解主体10是否充满。

[0068] 在其他实施例中，可以不设置充电座20，主体10为棱柱结构，其自身不容易发生滚动，可直接将电源接口26设于主体10上。

[0069] 在其他实施例中，主体10上不设置充电插孔18，放置槽21内不设置充电插头28，充电座20通过无线充电方式向主体10进行充电。

[0070] 如图5所示，在一些实施例中，充电座20上还设有电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25中的至少一个。

[0071] 可选地，充电座20上设有电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25，电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25在充电座20上呈一字形排布。

[0072] AI交互健身指导设备100可通过电视接口22连接电视。具体地，用户打开电视并连接AI交互健身指导设备100，在电视屏幕上显示个性化的健身计划；用户戴上可穿戴装置13开始在摄像单元11前锻炼，可穿戴装置13实时监测用户的第一运动数据，摄像单元11实时捕捉用户的动作和姿势以得到第二运动数据；同时在电视屏幕上可以看到自己的实时运动状态，并听到语音提示，提醒用户保持节奏或调整姿势。此外，投影幕布可以用来放映虚拟健身场景，让用户仿佛置身于不同的锻炼环境中，增强锻炼的乐趣和动力。

[0073] AI交互健身指导设备100可通过投影仪接口23连接投影设备。具体地，设置投影幕布，启动AI交互健身指导设备100，在投影幕布上显示出健身计划、运动指导和实时数据；用户戴上可穿戴装置13开始在摄像单元11前锻炼，可穿戴装置13实时监测用户的第一运动数据，摄像单元11实时捕捉用户的动作和姿势以得到第二运动数据；同时在投影幕布上实时反馈。用户可以根据投影幕布上的指导进行调整，也可通过语音交互单元15获得建议。

[0074] AI交互健身指导设备100可通过手机接口24连接手机。具体地，用户打开AI交互健身指导设备100的手机APP，登录账户后，他们可以查看个性化的健身计划和建议。用户戴上可穿戴装置13，可穿戴装置13开始记录运动数据。用户在自己的训练区域内开始运动，手机APP会显示用户的实时心率、步数等数据，并给予相应的指导。用户还可以通过语音交互单元15询问问题或调整训练计划。APP还提供了社交分享功能，用户可以将他们的健身成果分享到社交媒体上，与朋友互动和比较。

[0075] AI交互健身指导设备100可通过网络接口25连接有线网络，保证网络流畅、不卡顿。

[0076] 通过采用上述技术方案，通过多个接口可实现与多种设备的交互，使得该AI交互健身指导设备100不受时间和空间的限制；而且，可以省去在主体10上设置显示屏，有利于主体10的小型化，进而有利于主体10的携带，使得用户可随时随地享受个性化的健身指导，给于用户更多的健身自由，创造了多元化的健身体验。

[0077] 在其他实施例中，当不设置充电座20时，可以将电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25设于主体10上。

[0078] 在其他实施例中，可以仅在充电座20上设置电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25中的一个；或者，可以仅在充电座20上设置电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25中的两个；亦或者，可以仅在充电座20上设置电视接口22、投影仪接口23、手机接口24和网络接口25中的三个。

[0079] 请参照图1，在一些实施例中，摄像单元11包括摄像头111和红外相机112。

[0080] 摄像头111用于实时拍摄用户的健身姿势、形态以及动作变化，红外相机112用于拍摄用户的热量分布。利用摄像头111和红外相机112共同工作捕捉用户的每一个动作，以获取用户的实时运动图像，实现精准跟踪与分析，为AI计算单元14提供有力的数据支持。

[0081] 可选地，摄像头111的各项参数为：分辨率：≥720P，帧率:≥30fps，视场角：≤H66.99°、V40.37°，其中，H表示水平方向视角，V表示垂直方向视角。

[0082] 可选地，红外相机112采用单目结构光技术，工作范围：≤10m；分辨率：≥480P；帧率：≥30fps；视场角：≤H58.4°、V45.5°。

[0083] 可以理解，摄像头111可以为彩色摄像头，以拍出彩色的图像，例如，RGB彩色摄像头；摄像头111也可以为黑白摄像头，以拍出黑白的图像。

[0084] 在其他实施例中，可以不设置红外相机112，摄像单元11可以仅包括摄像头111。

[0085] 请参照图2和图3，在一些实施例中，摄像单元11转动安装在主体10上，主体10包括外露区105和遮挡区106，外露区105和遮挡区106沿摄像单元11的转动方向布置。

[0086] 摄像单元11的镜头在转动过程中可经过外露区105和遮挡区106，在经过外露区105时摄像单元11的镜头可从外露区105露出，在经过遮挡区106时遮挡区106可遮挡摄像单元11的镜头。

[0087] 通过采用上述方案，在健身时，摄像单元11的镜头从外露区105露出，以对用户的健身过程进行拍摄；健身完成后，摄像单元11自动转动，以通过遮挡区106遮挡摄像单元11的镜头，避免非健身时间摄像单元11也对用户进行拍摄，保护用户的隐私。

[0088] 请参照图1，在一些实施例中，AI交互健身指导设备100还包括用于将图像投影出来的投影仪16。

[0089] 投影仪16与AI计算单元14连接，以将第一运动数据和第二运动数据融合后的图像投影出来。这样，在健身时，AI交互健身指导设备100自身就可以进行投影，不需要再连接投影设备。

[0090] 可选地，投影仪16为红外投影仪。

[0091] 在其他实施例中，也可以不设置投影仪16，而是在AI交互健身指导设备100上设置投影仪接口23，外接投影设备进行投影。

[0092] 请参照图1，在一些实施例中，主体10上还设有用于检测用户与AI交互健身指导设备100之间距离的距离传感器17。

[0093] 可以理解，距离传感器17可以为激光距离传感器、雷达距离传感器或红外距离传感器等。

[0094] 当检测到用户与AI交互健身指导设备100之间距离较近或较远时，距离传感器17会向语音交互单元15发送信号，通过语音交互单元15提醒用户的位置不合适，以保证用户处于合适的位置。

[0095] 通过距离传感器17检测用户与AI交互健身指导设备100之间距离，以使用户处于合适的位置，保证摄像单元11拍摄画面的清晰度。

[0096] 请同时参照图1和图3，在一些实施例中，主体10内还设有散热风扇19，主体10上设有散热孔191。

[0097] 可选地，散热风扇19由电机驱动旋转，散热风扇19转动时能够将主体10内的热量带走，且热量通过散热孔191排出，以对主体10进行降温。其中，在主体10上还设有补充空气的进气孔。

[0098] 可选地，散热孔191在主体10上间隔布置有两组，每组包括两圈散热孔191，每圈散热孔191沿主体10的周向间隔布置，以加快热量向外排出。其中，每组散热孔191处均设有一个散热风扇19，以提高散热效率。

[0099] 在其他实施例中，可以不设置散热风扇19和散热孔191，而是在主体10上设置散热片。

[0100] 在一些实施例中，AI交互健身指导设备100的其它参数，可支持系统：Android、Linux、Windows7、Windows10等；可支持协议：TCP/IP，HTTP，DHCP，ONVIF，DNS等；数据接口：支持USB2.0数据接口；无线规格：双频WiFi；存储：支持云端存储；音视频同步：音视频失步时间不大于1s。

[0101] 用户体验AI交互健身指导设备100的具体过程如下：

[0102] 启动和连接设备：用户首先确保AI交互健身指导设备100已经准备就绪。可以通过电视、手机APP或投影幕布等多种方式连接AI交互健身指导设备100。

[0103] 登录或注册账户：如果是初次使用，用户可能需要进行账户注册。如果已有账户，用户可以直接登录。在登录后，用户可以关联可穿戴装置13。

[0104] 选择健身模式：用户可以根据自己的健身目标和偏好，选择适合的健身模式。例如有氧训练、力量训练、瑜伽等等。

[0105] 手表绑定和数据采集：用户戴上可穿戴装置13，可穿戴装置13开始监测用户的心率、步数等运动数据。可穿戴装置13可将这些数据传输到AI计算单元14，为个性化指导和数据分析提供基础。

[0106] 开始锻炼：用户站在摄像单元11前，开始进行锻炼。摄像单元11捕捉用户的运动姿势，并在屏幕上实时反馈；同时，用户可以通过语音交互单元15询问问题，获取实时建议。

[0107] 数据分析和个性化指导：AI计算单元14对摄像单元11和可穿戴装置13获得的运动数据进行深度分析，生成个性化的健身指导。系统会根据用户的表现和目标，提供实时调整建议，帮助用户达到最佳训练效果。

[0108] 结束训练：用户完成锻炼后，可以结束训练，并查看本次训练的统计数据，如消耗的卡路里、运动时间等。

[0109] 远程维护和升级：系统支持远程维护和升级功能，确保系统持续稳定运行。用户可以选择进行系统升级，以获取更多功能和改进。

[0110] 通过以上使用流程，用户可以在不同的交互场景下，轻松使用AI交互健身指导设备100进行个性化的健身训练，获得实时反馈和精准指导，以达到健康目标。产品的直观性和智能化设计，使用户能够更好地融入健身，享受高质量的锻炼体验。

[0111] 以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。