CN107485841A - 基于实时街景的智能跑步健身平台 - Google Patents

Abstract

基于实时街景的智能跑步健身平台。传统的跑步机市场的销售已经处于了瓶颈期，产品的同质化现象严重，目前相关企业的研发重点是如何降低跑步过程中跑步机对于身体的冲击力，以及电机的驱动方式和工作方式降低系统工作的噪音。本发明组成包括ARM嵌入式设备的实时街景软件平台和可穿戴人体生理参数监测系统，ARM嵌入式设备的实时街景软件平台采用Cortex A8处理器作为主控单元，采用安卓系统作为操作系统，采用java语言作为系统开发语言，实现在安卓系统上快速生成实时街景画面的软件，通过设定起始地点，计算使用人跑的距离实时动态调整街景画面。本发明用于基于实时街景的智能跑步健身平台。

Description

基于实时街景的智能跑步健身平台

技术领域：

本发明涉及一种基于实时街景的智能跑步健身平台。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，人们对于健康的关注度越来越高，参与体育运动的人越来越多，乒乓球、羽毛球、跑步、游泳、广场舞成为参与人数众多的项目。据2015年美国商业信息统计，美国3.15亿人总共拥有3.05万个健身俱乐部,大约每一万人中就有一个健身俱乐部，成年健身人口数量达到2.42亿(占77%)；在我国随着健康意识的提升随着参与运动的人数越来越多，针对运动人群的消费类电子产品伴随着运动而产生，简单的装有重力传感器能够计算运动过程中能量消耗的消费类电子产品如各种健康手环，以及利用各种智能手机内部的传感器以及通过远程数据库支持app实现能量消耗和运动位置的定位。通过对吉林市的运动人群发放1500份问卷调查发现41.3%的人选择跑步作为主要的运动方式，30%的人选择广场舞作为主要运动方式，12.7%的人选择羽毛球作为运动的方式，7.2%选择乒乓球作为运动的主要选择方式，6.6%选择自行车作为运动的主要选择方式，2.2%选择游泳作为主要的运动方式。

从调查的数据可以看出跑步因为其方便易行，深受运动者的喜爱。但是在调查中也发现跑步这种方式也存在如下问题：1.户外自由跑步容易受到天气的影响，例如雨雪雷电天气的时候就很难进行户外跑步；空气质量也影响户外跑步的进行例如雾霾天气情况下也很难进行户外的跑步；此外户外跑步选择的线路比较偏僻的话在跑步进行中还存在安全的隐患。2.室内通过跑步机进行跑步锻炼，但是在室内进行跑步锻炼存在容易倦怠很难坚持的问题，因为在跑步过程中往往只能看着跑步机上方的电视，在电视画面的刺激下人们容易出现疲劳从而降低跑步的兴趣，此外在室内的健身过程中也存在不能监控身体的状态过度运动导致身体损伤甚至危及生命的问题。

因此推出一款结合室内跑步不受天气影响的优点，结合户外跑步景色实时变换不宜出现疲惫的情况，同时能够在运动过程中时刻监控运动者生理参数根据其身体特点给出合理建议的穿戴设备与跑步机一体的运动消费电子产品，具有极好的经济前景。

目前国内外还没有类似产品，因此从功能上来说该装置的研制具有较强的前瞻性，而且在该项目中需要采用虚拟影技术、wifi数据传输与云数据存储技术、专家库数据分析技术、互联网+技术、以及可穿戴的生理参数采集监控技术、以及IOS（嵌入式操作平台）平台订制裁剪技术等。从技术水平来说有些技术虽然成熟并且在其他领域得到广泛应用但是尚未整合到基于统一的嵌入式跑步健身平台中。因此利用相关技术研制具有实时街景变换以及生理监测的跑步机从技术水平来说也是有意义的。

首先，有助于虚拟影像技术应用的进一步研究。虚拟影像技术通过投影的方式给体验者身临其境的感觉，通过体验者与影像的交互获得最佳体验效果。对于国家安全的人员训练来说具有降低成本提高相关人员心理承受力的效果。在运动方面可以组织虚拟的城市马拉松比赛，在不影响交通的前提下让更多的人员可以参与到更广泛的运动中。此外虚拟影像技术还可以应用于旅游行业，让人们足不出户即可体验不同的民俗风光，缓解旅游景区的接待压力。

其次，有助于提升我国的运动类消费电子产品的设计能力和标注制定能力。目前我国的运动类消费电子产品基本上是对国外相关产品的仿制，缺乏自主知识产权，在整个行业中处于底层地位。而本产品属于完全自主的知识产权，而且在行业内具有较好的前瞻性，几乎颠覆了现有的跑步机的健身模式，从而提升我国运动消费类电子产品设计的能力。

本产品的研制开发不但具有较好的经济前景而且对于我国运动消费类电子产品的提升具有十分广泛的意义。

我国的跑步机市场经过近20年的发展现在已经形成年销售量800万台，年销售额1500-1800亿的销售市场。传统的跑步机市场的销售已经处于了瓶颈期，产品的同质化现象严重，目前相关企业的研发重点是如何降低跑步过程中跑步机对于身体的冲击力，以及电机的驱动方式和工作方式降低系统工作的噪音。并没有把研发重点投入到信息化市场方向。

如何调动消费者的运动热情并且使之持之以恒的坚持使用相关产品是跑步机企业应该关注的重点，随着互联网的普及网速的提升运动设备的智能化、良好的人机交互、数据分析网络化已经成为发展的必然趋势。单纯的性能的提升已经不能打动消费者的消费心理，只有通过科技附加值的方式，才能充分挖掘现有设备的性能满足日益增长的用户需求。目前国内跑步机行业整体的关注重点还是停留在对国外相关产品的逆向工程和复制阶段。研发方向的空白急需填补。一旦基于穿戴的人体生理运动监测、实时虚拟影像技术、wifi数据和云技术的运动消费电子设备投入市场将掀起整个行业的更新换代。不仅仅是新产品的问世还可以通过对原有设备的升级达到更好用户体验，初步测算仅仅对个人家庭拥有其他品牌的跑步机设备的升级就可以形成一个规模达到200亿的市场。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于实时街景的智能跑步健身平台。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于实时街景的智能跑步健身平台，其组成包括：ARM嵌入式设备的实时街景软件平台和可穿戴人体生理参数监测系统；

ARM嵌入式设备的实时街景软件平台采用Cortex A8处理器作为主控单元，采用安卓系统作为操作系统，采用java语言作为系统开发语言，实现在安卓系统上快速生成实时街景画面的软件，通过设定起始地点，计算使用人跑的距离实时动态调整街景画面；

1) 基于实时街景的智能跑步健身平台的实时街景数据的实现，采用引入街景地图的接口引擎的方式进行数据流的引入，实现街景地图在运动平台的显示与同步，通过设定起始位置并且计算运动人实际跑的路程自动变换街景图像；

2) 运动状态的可穿戴人体生理参数监测系统通过可穿戴的传感器组实时动态获取人体的体温、心跳、血压、血氧等多个生理指标，对于运动中的状态进行判断给出合理的建议，所采集的数据通过蓝牙通信模式实时传输给跑步机内部的控制单元，再由跑步机内部的控制单元通过wifi网络将数据传输至服务器，由远程的云存储器进行数据存储，由在线的专家系统根据每个人的具体生理指标给出评估；

基于实时街景的智能跑步健身平台首先实现跑步机与实时街景地图的连接；然后通过可穿戴设备上面的传感器将数据传送给平台并显示出来；建立的数据库，对运动者的健身方案实时的经行更改，并通过对相应功能的APP达到随时提醒运动者运动目的；

通过获取搜狗或者腾讯的实时街景数据给运动者一个身临其境的跑步体验，判断跑步者在虚拟街景中的位置通过设定跑步机在起跑时所处位置，根据跑步人脚步落在跑步机的左右区域的分布情况，判断出跑步者在虚拟路面的奔跑位置，等比例动态放缩街景图片，本系统中采用Cortex—A8处理器采用安卓系统作为软件开发平台，通过高清液晶屏用来实现实时街景，跑步健身者跑步健身数据通过可穿戴设备的传感器上传至嵌入式系统平台，平台根据人体体态信息实时控制实时街景，实现真实街景跑步或旅游场景的浏览。

本发明的有益效果：

本发明依托广泛普及的跑步机，将闲置的上千万的跑步机进行信息化改造，将真实的街景地图与跑步机进行链接，大大丰富跑步者的运动体验，有着巨大的市场前景。本发明产品为高科技产品，生产加工不涉及环评，是人们健身娱乐、休闲旅游的综合平台。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的运动人体参数采集架构图。

具体实施方式：

实施例1：

一种基于实时街景的智能跑步健身平台，其组成包括：ARM嵌入式设备的实时街景软件平台和可穿戴人体生理参数监测系统；

ARM嵌入式设备的实时街景软件平台采用Cortex A8处理器作为主控单元，采用安卓系统作为操作系统，采用java语言作为系统开发语言，实现在安卓系统上快速生成实时街景画面的软件，通过设定起始地点，计算使用人跑的距离实时动态调整街景画面；

1) 基于实时街景的智能跑步健身平台的实时街景数据的实现，采用引入街景地图的接口引擎的方式进行数据流的引入，实现街景地图在运动平台的显示与同步，通过设定起始位置并且计算运动人实际跑的路程自动变换街景图像；

2) 运动状态的可穿戴人体生理参数监测系统通过可穿戴的传感器组实时动态获取人体的体温、心跳、血压、血氧等多个生理指标，对于运动中的状态进行判断给出合理的建议，所采集的数据通过蓝牙通信模式实时传输给跑步机内部的控制单元，再由跑步机内部的控制单元通过wifi网络将数据传输至服务器，由远程的云存储器进行数据存储，由在线的专家系统根据每个人的具体生理指标给出评估；

基于实时街景的智能跑步健身平台首先实现跑步机与实时街景地图的连接；然后通过可穿戴设备上面的传感器将数据传送给平台并显示出来；建立的数据库，对运动者的健身方案实时的经行更改，并通过对相应功能的APP达到随时提醒运动者运动目的；

通过获取搜狗或者腾讯的实时街景数据给运动者一个身临其境的跑步体验，判断跑步者在虚拟街景中的位置通过设定跑步机在起跑时所处位置，根据跑步人脚步落在跑步机的左右区域的分布情况，判断出跑步者在虚拟路面的奔跑位置，等比例动态放缩街景图片，本系统中采用Cortex—A8处理器采用安卓系统作为软件开发平台，通过高清液晶屏用来实现实时街景，跑步健身者跑步健身数据通过可穿戴设备的传感器上传至嵌入式系统平台，平台根据人体体态信息实时控制实时街景，实现真实街景跑步或旅游场景的浏览。

实施例2：

根据实施例1所述的基于实时街景的智能跑步健身平台，

1)针对于ARM嵌入式设备的实时街景软件平台的开发。随着电子产品性能的不断提升，处理器处理数据的能力和速度也越来越快，跑步机内部空间有限不能采用传统的台式机技术进行设计。因此针对这个情况采用目前处理速度较快的Cortex A8处理器作为主控单元，采用安卓系统作为主要操作系统，采用java语言作为系统开发语言开发一种能够在安卓系统上快速生成实时街景画面的软件，通过设定起始地点，计算使用人跑的距离实时动态调整街景画面。

研发针对于运动状态的可穿戴人体生理参数监测系统。通过可穿戴的传感器组实时动态获取人体的体温、心跳、血压、血氧等多个生理指标，对于运动中的状态进行判断给出合理的建议。所采集的数据通过蓝牙通信模式实时传输给跑步机内部的控制单元，再由跑步机内部的控制单元通过wifi网络将数据传输至服务器，由远程的云存储器进行数据存储，由在线的专家系统根据每个人的具体生理指标给出评估。

）根据运动人员的身体素质与运动意愿、运动周期等数据给出合理的运动健身方案。针对于人们在运动过程中存在的惰性通过奖惩方式进行激励，鼓励人们坚持运动。

）通过远程访问模式对于健身馆的健身场地和设施进行预定。对于加入的健身馆，其馆内的所有场地、课程、设施都可以通过远程的方式自助订购使用时间，提高设备的利用效率，对于设备爆满的运动场所可以提前给出预警，合理分流相应的锻炼人群。

基于实时街景的智能跑步健身平台的实时街景数据的实现，在本方案中为了缩短研发时间采用引入现有街景地图的接口引擎的方式进行数据流的引入，实现街景地图在运动平台的显示与同步，通过设定起始位置并且计算运动人实际跑的路程自动变换街景图像。

针对于运动人群，紧固型穿戴式的人体生理参数监测系统连续工作18小时以上，具有蓝牙数据传输能力。

根据个体的生理指标和运动参数制定个性专家库，以综合性三级甲等医院的专家科学的健身方案为依托，在本平台建立专家数据库。

具体技术指标是；1) 地图刷新时间小于100ms；2)服务器同时在线不少于2万人，并发数据不少于5000人；3)可穿戴设备连续采集并且传输数据的时间不少于18个小时。

基于实时街景的智能跑步健身平台首先实现跑步机与实时街景地图的链接；然后通过可穿戴设备上面的传感器将数据传送给平台并显示出来；总过建立的数据库，对运动者的健身方案实时的经行更改，并通过对APP的开发，达到随时提醒运动者运动目的。并且通过用APP实现其他的附加功能例如设备服务预定。

运动状态下多参数人体生理参数采集系统主要完成人体在运动状态下生理信息的采集，在该系统中需要解决在运动状态下如何保证人体生理传感器获取准确可靠的数据，由于人体处于激烈的运动中解决传感器的人体吸附问题以及在运动过程中具体人体参数的采集数据可靠性，由于激烈的运动导致传感器处于摇晃中容易引入随机误差，因为人体信号十分微弱，通过传感器带来的误差信号可能淹没有用的信号，因此为了确保信号的干净和准确采用硬件滤波电路和后期数字滤波以及多重均值滤波算法的方式降低误差的干扰。通过可穿戴的方式将传感器与控制采集系统贴服于人体表面，但是在接触过程中不能给人带来不舒服的感觉。利用远程服务器的强大运算能力分析处理。

实时街景图像获取与现实系统保证跑步的人员能够在设定出发位置之后根据跑步的方向和速度实时获取街道的街景画面。在本方案中为了缩短研制周期采用java语言作为开发语言，通过获取搜狗或者腾讯的实时街景数据给运动者一个身临其境的跑步体验。本方案的难点是判断跑步者在虚拟街景中的位置。通过设定跑步机在起跑时所处位置，根据跑步人脚步落在跑步机的左右区域的分布情况，判断出跑步者在虚拟路面的奔跑位置，等比例动态放缩街景图片。本系统中采用Cortex—A8处理器采用安卓系统作为软件开发平台，通过一个9.7村的高清液晶屏用来实现实时街景。跑步健身者跑步健身数据通过可穿戴设备的传感器上传至嵌入式系统平台，平台根据人体体态信息实时控制实时街景，实现真实街景跑步或旅游场景的浏览。目前百度搜狗有几百个景区实景地图，中小城市街景全覆盖，真正通过健身可以让健身者足不出户跑遍全国，最有一定人群的基础上成立全国挑战赛，打到健身、旅游休闲一体化。

专家健身在线系统将跑步者的基本信息输入，根据其运动的强度和习惯以及想要实现的目标，利用在线的健身专家和医学专家系统对于其实现目标的耗费时间以及运动过程给出评估，并且给出跑步健身中的注意事项，通过动态监测跑步人的生理参数给出合理的锻炼安排。

Claims (2)

1.一种基于实时街景的智能跑步健身平台，其组成包括：ARM嵌入式设备的实时街景软件平台和可穿戴人体生理参数监测系统，其特征是：

ARM嵌入式设备的实时街景软件平台采用Cortex A8处理器作为主控单元，采用安卓系统作为操作系统，采用java语言作为系统开发语言，实现在安卓系统上快速生成实时街景画面的软件，通过设定起始地点，计算使用人跑的距离实时动态调整街景画面。

2.根据权利要求1所述的基于实时街景的智能跑步健身平台，其特征是：

1) 基于实时街景的智能跑步健身平台的实时街景数据的实现，采用引入街景地图的接口引擎的方式进行数据流的引入，实现街景地图在运动平台的显示与同步，通过设定起始位置并且计算运动人实际跑的路程自动变换街景图像；

2) 运动状态的可穿戴人体生理参数监测系统通过可穿戴的传感器组实时动态获取人体的体温、心跳、血压、血氧等多个生理指标，对于运动中的状态进行判断给出合理的建议，所采集的数据通过蓝牙通信模式实时传输给跑步机内部的控制单元，再由跑步机内部的控制单元通过wifi网络将数据传输至服务器，由远程的云存储器进行数据存储，由在线的专家系统根据每个人的具体生理指标给出评估；

基于实时街景的智能跑步健身平台首先实现跑步机与实时街景地图的连接；然后通过可穿戴设备上面的传感器将数据传送给平台并显示出来；建立的数据库，对运动者的健身方案实时的经行更改，并通过对相应功能的APP达到随时提醒运动者运动目的；

通过获取搜狗或者腾讯的实时街景数据给运动者一个身临其境的跑步体验，判断跑步者在虚拟街景中的位置通过设定跑步机在起跑时所处位置，根据跑步人脚步落在跑步机的左右区域的分布情况，判断出跑步者在虚拟路面的奔跑位置，等比例动态放缩街景图片，本系统中采用Cortex—A8处理器采用安卓系统作为软件开发平台，通过高清液晶屏用来实现实时街景，跑步健身者跑步健身数据通过可穿戴设备的传感器上传至嵌入式系统平台，平台根据人体体态信息实时控制实时街景，实现真实街景跑步或旅游场景的浏览。