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CN106924957A - 一种体育训练运动量监控系统 - Google Patents

一种体育训练运动量监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种体育训练运动量监控系统，包括人机操作模块、运动数据采集模块、运动模式选择模块、预测分析模块、数学模型建立模块、虚拟参数作动模块、虚拟传感器、仿真分析模块、中央处理器。本发明通过不同的传感器完成运动员的身体以及运动量情况的监测，很好地避免了运动量过度的情况；所监测的数据可以通过数学模型进行仿真模拟，为运动计划的量身订做提供了参考性的意见，同时可以进行未来运动情况的预测；通过北斗模块完成数据的传输，无需进行线路的铺设，使用方便的同时，也避免了由于信号不良而导致监测中断的情况的发生，且不同的运动种类采用不同的计算方法，进一步提高了监测的精确度。

Description

一种体育训练运动量监控系统
技术领域
本发明涉及体育活动技术领域，具体涉及一种体育训练运动量监控系统。
背景技术
体育锻炼是指人们根据身体需要进行自我选择，运用各种体育手段，并结合自然力和卫生措施，以发展身体，增进健康，增强体质，调节精神，丰富文化生活和支配余暇时间为目的的体育活动。现有技术中，体育锻炼是人体提高身体素质额必要途径，但是，如果过度的体育锻炼，反而适得其反，因此，需要一种运动量监控设备，现有设备提供给个体的表现反馈往往单单为数据的展示，监测结果不直观的同时，也很难与过去的表现进行比较，制定改善未来表现的战略；数据的传输大多需要依赖线路的铺设，一旦信号较差，便容易出现监测中断的情况的发生。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种体育训练运动量监控系统，通过不同的传感器完成运动员的身体以及运动量情况的监测，很好地避免了运动量过度的情况；所监测的数据可以通过数学模型进行仿真模拟，为运动计划的量身订做提供了参考性的意见，同时可以进行未来运动情况的预测；通过北斗模块完成数据的传输，无需进行线路的铺设，使用方便的同时，也避免了由于信号不良而导致监测中断的情况的发生，且不同的运动种类采用不同的计算方法，进一步提高了监测的精确度。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种体育训练运动量监控系统，包括
人机操作模块，用于用户登入，进行各种控制命令的输入；
运动数据采集模块，包括手腕带、脚腕带以及腰带，所述手腕带内侧安装有温度传感器和脉搏传感器；所述手腕带脚腕带以及腰带内安装均安装有加速度传感器、陀螺仪和磁力计；所述手腕带内还安装有计步器；
运动模式选择模块，内预设有各种运动种类以及该运动种类所对应的运动量计算公式；
预测分析模块，用于根据运动数据采集模块所采集到的数据进行运动情况的评估以及用户生命体征的评估，并将评估结果发送到显示屏进行显示；
数学模型建立模块，通过Flac3D根据接收到的监测数据进行物理运动模型的建立；
虚拟参数作动模块，用于与数学模型建立模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行数学模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在所建立的数学模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，内设各种仿真分析方法和仿真分析算法；
所述虚拟参数作动模块通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示结果数据；
中央处理器，用于协调上述模块进行工作，还用于用户注册，权限管理和密码修改，还用于将监测到的数据以及其对应的预测分析结果以及用户选择要储存的数据储存与数据库内对应的文件夹。
优选地，所述手腕带、脚腕带以及腰带内均设有北斗模块，用于将采集到的数据以短报文的形式发送到监控终端。
优选地，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
优选地，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所述监测数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果；
回归计算模块，用于通过不同函数对所绘制的曲线进行回归计算。
优选地，还包括一数据共享模块，用于通过无线的方式实现数据库内数据的共享。
优选地，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随手腕带、脚腕带以及腰带的变化规律。
优选地，还包括两个显示屏，其中一个显示屏安装在手腕带上用于进行监测数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征运动量情况的二维结果图、三维结果图；另一个显示屏安装在监控终端用于进行数学模型的显示和整个仿真分析过程的显示。
优选地，所述监控终端还设有一全息投影系统，全息投影系统包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪和素材数据库，用于根据监控终端发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种运动模型。
优选地，所述监控终端至少包括一个人机对话模块，用于进行各种控制命令的输入。
本发明具有以下有益效果：
通过不同的传感器完成运动员的身体以及运动量情况的监测，很好地避免了运动量过度的情况；所监测的数据可以通过数学模型进行仿真模拟，为运动计划的量身订做提供了参考性的意见，同时可以进行未来运动情况的预测；通过北斗模块完成数据的传输，无需进行线路的铺设，使用方便的同时，也避免了由于信号不良而导致监测中断的情况的发生，且不同的运动种类采用不同的计算方法，进一步提高了监测的精确度。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种体育训练运动量监控系统，包括
人机操作模块，用于用户登入，进行各种控制命令的输入；
运动数据采集模块，包括手腕带、脚腕带以及腰带，所述手腕带内侧安装有温度传感器和脉搏传感器；所述手腕带脚腕带以及腰带内安装均安装有加速度传感器、陀螺仪和磁力计；所述手腕带内还安装有计步器；
运动模式选择模块，内预设有各种运动种类以及该运动种类所对应的运动量计算公式；
预测分析模块，用于根据运动数据采集模块所采集到的数据进行运动情况的评估以及用户生命体征的评估，并将评估结果发送到显示屏进行显示；
数学模型建立模块，通过Flac3D根据接收到的监测数据进行物理运动模型的建立；
虚拟参数作动模块，用于与数学模型建立模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行数学模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在所建立的数学模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，内设各种仿真分析方法和仿真分析算法；
所述虚拟参数作动模块通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示结果数据；
中央处理器，用于协调上述模块进行工作，还用于用户注册，权限管理和密码修改，还用于将监测到的数据以及其对应的预测分析结果以及用户选择要储存的数据储存与数据库内对应的文件夹。
优选地，所述手腕带、脚腕带以及腰带内均设有北斗模块，用于将采集到的数据以短报文的形式发送到监控终端。
优选地，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
优选地，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所述监测数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果；
回归计算模块，用于通过不同函数对所绘制的曲线进行回归计算。
优选地，还包括一数据共享模块，用于通过无线的方式实现数据库内数据的共享。
优选地，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随手腕带、脚腕带以及腰带的变化规律。
优选地，还包括两个显示屏，其中一个显示屏安装在手腕带上用于进行监测数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征运动量情况的二维结果图、三维结果图；另一个显示屏安装在监控终端用于进行数学模型的显示和整个仿真分析过程的显示。
优选地，所述监控终端还设有一全息投影系统，全息投影系统包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪和素材数据库，用于根据监控终端发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种运动模型。
优选地，所述监控终端至少包括一个人机对话模块，用于进行各种控制命令的输入。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，包括
人机操作模块，用于用户登入，进行各种控制命令的输入；
运动数据采集模块，包括手腕带、脚腕带以及腰带，所述手腕带内侧安装有温度传感器和脉搏传感器；所述手腕带脚腕带以及腰带内安装均安装有加速度传感器、陀螺仪和磁力计；所述手腕带内还安装有计步器；
运动模式选择模块，内预设有各种运动种类以及该运动种类所对应的运动量计算公式；
预测分析模块，用于根据运动数据采集模块所采集到的数据进行运动情况的评估以及用户生命体征的评估，并将评估结果发送到显示屏进行显示；
数学模型建立模块，通过Flac3D根据接收到的监测数据进行物理运动模型的建立；
虚拟参数作动模块，用于与数学模型建立模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行数学模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在所建立的数学模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，内设各种仿真分析方法和仿真分析算法；
所述虚拟参数作动模块通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示结果数据；
中央处理器，用于协调上述模块进行工作，还用于用户注册，权限管理和密码修改，还用于将监测到的数据以及其对应的预测分析结果以及用户选择要储存的数据储存与数据库内对应的文件夹。
2.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，所述手腕带、脚腕带以及腰带内均设有北斗模块，用于将采集到的数据以短报文的形式发送到监控终端。
3.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
4.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所述监测数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果；
回归计算模块，用于通过不同函数对所绘制的曲线进行回归计算。
5.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，还包括一数据共享模块，用于通过无线的方式实现数据库内数据的共享。
6.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随手腕带、脚腕带以及腰带的变化规律。
7.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，还包括两个显示屏，其中一个显示屏安装在手腕带上用于进行监测数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征运动量情况的二维结果图、三维结果图；另一个显示屏安装在监控终端用于进行数学模型的显示和整个仿真分析过程的显示。
8.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，所述监控终端还设有一全息投影系统，全息投影系统包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪和素材数据库，用于根据监控终端发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种运动模型。
9.如权利要求1所述的一种体育训练运动量监控系统，其特征在于，所述监控终端至少包括一个人机对话模块，用于进行各种控制命令的输入。
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