本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)，圖像處理和人工智能領(lǐng)域，尤其涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)信息采集處理的俯臥撐標準計數(shù)管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
“國無防不立，民無兵不安”，軍隊的戰(zhàn)斗力對于國家安全至關(guān)重要，我國軍人的戰(zhàn)斗力主要靠平時體能訓練來養(yǎng)成和提高，通過考核成績來衡量訓練效果，俯臥撐就是其中重要而傳統(tǒng)的科目。
在俯臥撐的訓練過程中，一些人的動作存在著瑕疵，有時因為其本身不是故意的而沒有發(fā)現(xiàn)，或是其想要偷懶而不以為意；另外，監(jiān)考人員有時也不容易監(jiān)視到，或是有意放水。因此，俯臥撐訓練存在著動作不標準的問題。
訓練和考核完成之后，統(tǒng)計和分析成績，得出下一步訓練方案，還需要人工進行，訓練管理方面存在效率不高，主觀因素干擾等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種俯臥撐標準計數(shù)管理系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)在俯臥撐訓練不標準，訓練管理效率低和主觀因素干擾的問題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種俯臥撐標準計數(shù)管理系統(tǒng)，包括以下模塊：
(1)數(shù)據(jù)處理模塊：在數(shù)據(jù)處理模塊上運行嵌入式操作系統(tǒng)，使用SQLite數(shù)據(jù)庫，用于對來自其他模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號進行處理，并將最終的結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸給計算機模塊。
(2)建模模塊：標準的俯臥撐是以腳為支點，軀干近似一條直線升降，根據(jù)人體結(jié)構(gòu)，進一步簡化為兩個特征點的升降，一個點是胸部，另一個點是腰部，通過檢測這兩點的空間位置高度來判斷是否標準。測量體型不同的人做標準俯臥撐時兩個特征點距離地面高度，將身高、臂長和兩個特征點距地高度存入SQLite數(shù)據(jù)庫中，作為標準訓練集；再測量做俯臥撐不標準時，兩個特征點距離地面高度，并分類存入SQLite數(shù)據(jù)庫中，作為錯誤訓練集。
(3)通信模塊：負責信號和數(shù)據(jù)的傳輸。
(4)攝像模塊：攝像頭拍攝測試者，將圖像信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊處理圖像信息，得到測試者的身高、臂長信息，根據(jù)SQLite數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存在的訓練集，通過機器學習算法計算出測試者在做標準俯臥撐時，胸部和腰部下降后距地的最高高度，并對俯臥撐不標準的情況進行分類。
(5)測距模塊：利用兩組測距模塊分別測試胸部和腰部距地的高度，將測距模塊固定在衣領(lǐng)和腰帶位置即可。將測得的距離通過通信模塊傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，當距離均小于相應(yīng)的最高高度時，算作標準計數(shù)一次，否則不計數(shù)，并判斷不標準的原因。
(6)聲音提示模塊：俯臥撐標準時提示標準聲音，不標準時，根據(jù)分類得到的原因提示不同聲音。
(7)顯示模塊：顯示時間和個數(shù)信息。
(8)計算機模塊：接收數(shù)據(jù)處理模塊傳輸?shù)淖罱K的測試結(jié)果，負責數(shù)據(jù)庫管理，統(tǒng)計查詢歷次俯臥撐訓練的情況；并通過大數(shù)據(jù)分析和深度學習技術(shù)，得出下一步更為科學的訓練方案。
進一步地，通信模塊采用藍牙或wifi進行通信。
進一步地，測距模塊采用紅外線測距或超聲波測距。
本發(fā)明器械簡單便攜，開銷少，解決了現(xiàn)在俯臥撐訓練不標準，訓練管理效率低和主觀因素干擾的問題，并且能夠?qū)崟r將數(shù)據(jù)自動記錄在計算機的數(shù)據(jù)庫當中，并自動生成下一步科學的訓練的方案，能提高俯臥撐訓練的效果和效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明俯臥撐標準計數(shù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一下詳細說明。
本發(fā)明按照如圖1所示將各個模塊連接起來，箭頭方向所指為信息(數(shù)據(jù))流流向。
(1)數(shù)據(jù)處理模塊：在數(shù)據(jù)處理模塊上運行嵌入式操作系統(tǒng)，使用SQLite數(shù)據(jù)庫，用于對來自其他模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號進行處理，并將最終的結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸給計算機模塊。
(2)建模模塊：標準的俯臥撐是以腳為支點，軀干近似一條直線升降，根據(jù)人體結(jié)構(gòu)，進一步簡化為兩個特征點的升降，一個點是胸部，另一個點是腰部，通過檢測這兩點的空間位置高度來判斷是否標準。測量體型不同的人做標準俯臥撐時兩個特征點距離地面高度，將身高、臂長和兩個特征點距地高度存入SQLite數(shù)據(jù)庫中，作為標準訓練集；再測量做俯臥撐不標準時，兩個特征點距離地面高度，并分類存入SQLite數(shù)據(jù)庫中，作為錯誤訓練集。
(3)通信模塊：負責信號和數(shù)據(jù)的傳輸，可采用藍牙、wifi等設(shè)備。
(4)攝像模塊：攝像頭拍攝測試者，將圖像信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊處理圖像信息，得到測試者的身高、臂長信息，根據(jù)SQLite數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存在的訓練集，通過機器學習算法計算出測試者在做標準俯臥撐時，胸部和腰部下降后距地的最高高度，并對俯臥撐不標準的情況進行分類。
(5)測距模塊：利用兩組測距模塊分別測試胸部和腰部距地的高度，可以采用紅外線測距、超聲波測距等方法，將測距模塊固定在衣領(lǐng)和腰帶位置即可。將測得的距離通過通信模塊傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，當距離均小于相應(yīng)的最高高度時，算作標準計數(shù)一次，否則不計數(shù)，并判斷不標準的原因。
(6)聲音提示模塊：俯臥撐標準時提示標準聲音，不標準時，根據(jù)分類得到的原因提示不同聲音。
(7)顯示模塊：為了方便測試人員看到自己的成績，顯示模塊可以顯示時間和個數(shù)等信息。
(8)計算機模塊：接收數(shù)據(jù)處理模塊傳輸?shù)淖罱K的測試結(jié)果，負責數(shù)據(jù)庫管理，方便統(tǒng)計查詢歷次俯臥撐訓練的情況；并通過大數(shù)據(jù)分析和深度學習等技術(shù)，來得出下一步更為科學的訓練方案。
本發(fā)明器械簡單便攜，開銷少，且解決了俯臥撐訓練過程中不標準的問題，并且能夠?qū)崟r將數(shù)據(jù)自動記錄在計算機的數(shù)據(jù)庫當中，并自動生成下一步科學的訓練的方案，能提高俯臥撐訓練的效果和效率。