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1、(10)授权公告号 CN 102475966 B (45)授权公告日 2014.03.26 CN 102475966 B (21)申请号 201010559411.6 (22)申请日 2010.11.25 A63F 13/00(2014.01) A63F 13/428(2014.01) A63B 26/00(2006.01) (73)专利权人 深圳泰山在线科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市高新科技产业园 南区科技南十二路方大大厦 4 楼 (72)发明人 王磊 陈亮亮 刘琦 陈清龙 彭立焱 (74)专利代理机构 深圳市顺天达专利商标代理 有限公司 44217 代理人 郭伟刚 CN 2。
2、526040 Y,2002.12.18, CN 101615301 A,2009.12.30, CN 101567148 A,2009.10.28, CN 2531847 Y,2003.01.22, CN 101694499 A,2010.04.14, (54) 发明名称 一种基于计算机的扭腰运动实现方法及系统 (57) 摘要 本发明涉及一种基于计算机的扭腰运动实 现方法， 包括以下步骤 ： S1、 采集跟踪点的位置坐 标， 获取水平方向的位置数据和速度数据 ； S2、 判 断是否出现扭腰动作起点， 是则进入下一步骤， 否 则返回步骤 S1 ； S3、 再次采集跟踪点的位置坐标， 获取水平方向。
3、的位置数据和速度数据 ； S4、 判断 是否停止扭腰， 是则显示虚拟形象停止扭腰， 否则 进入下一步骤 ； S5、 判断是否出现扭腰动作终点， 是则显示虚拟形象完成一次扭腰动作并返回步 骤 S1， 否则返回步骤 S3。本发明还公开一种基于 计算机的扭腰运动实现系统。实施本发明公开的 方法及系统， 能够准确判断扭腰动作起点和终点， 真实反应用户动作 ； 还能够逼真地模拟呼啦圈运 动， 富有趣味性且安全可靠。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 郭大为 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书2页 说明书7页。
4、 附图2页 (10)授权公告号 CN 102475966 B CN 102475966 B 1/2 页 2 1. 一种基于计算机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： S1、 实时采集用户腰腹部跟踪点的位置坐标， 并根据所述位置坐标获取所述跟踪点水 平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的速度数据 ； S2、 判断是否存在绝对值大于等于预设的速度阈值的第一速度数据， 若是则判定出现 所述第一速度数据的位置为扭腰动作起点并进入下一步骤， 否则返回所述步骤 S1 ； S3、 再次实时采集所述跟踪点的位置坐标， 并根据所述位置坐标获取所述跟踪点水平 方向的位置数据， 根据所述。
5、位置数据计算水平方向的速度数据 ； S4、 判断是否存在为零的第二速度数据， 若是则判定停止扭腰， 并利用显示模块显示虚 拟形象停止扭腰， 否则进入下一步骤 ； S5、 判断是否存在与所述第一速度数据方向相反的第三速度数据， 若是则判定出现所 述第三速度数据的位置为扭腰动作终点， 利用所述显示模块显示所述虚拟形象完成一次扭 腰动作， 并返回所述步骤 S1， 否则返回所述步骤S3。 2. 根据权利要求 1 所述的基于计算机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 所述步骤 S5 还包括， 根据所述步骤 S3 中得到的所述位置数据和速度数据计算出任意时刻的位置数据， 根据所述任意时刻的位置数据显示所述虚。
6、拟形象完成的扭腰动作。 3. 根据权利要求 2 所述的基于计算机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 所述步骤 S5 还包括出现所述扭腰动作终点后， 计算并记录扭腰幅度， 所述扭腰幅度为所述扭腰动作起 点与所述扭腰动作终点的位置数据之差的绝对值。 4. 根据权利要求 3 所述的基于计算机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 所述步骤 S5 还包括利用所述显示模块增加显示虚拟呼啦圈， 出现所述扭腰动作终点后， 判断所述扭腰 幅度是否大于等于预设的幅度阈值， 若是则利用所述显示模块显示所述虚拟呼啦圈在所述 虚拟形象的腰腹部甩动， 否则显示所述虚拟呼啦圈掉到地上。 5. 根据权利要求 3 所述的基于计算。
7、机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 还包括停止扭腰后， 计算并输出记录的所述扭腰幅度的平均值作为幅度均值。 6. 根据权利要求 1 所述的基于计算机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 还包括停止扭腰后， 记录并输出出现扭腰动作终点的次数作为扭腰个数， 以及从出现第一 个扭腰动作起点到停止扭腰经历的时间作为扭腰时间， 计算并输出所述扭腰个数和扭腰时 间的比值作为扭腰频率。 7.根据权利要求5或6所述的基于计算机的扭腰运动实现方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 还包括停止扭腰后， 计算并输出扭腰成绩， 计算方法包括 : a、 根据所述幅度均值利用预设的幅度 - 。
8、成绩公式计算所述扭腰成绩 ； b、 根据所述扭腰频率利用预设的频率 - 成绩公式计算所述扭腰成绩 ； c、 根据所述幅度均值和扭腰频率利用预设的幅度、 频率 - 成绩公式计算所述扭腰成 绩。 8. 一种基于计算的扭腰运动实现系统， 其特征在于， 包括视频采集模块、 数据处理模块 以及显示模块 ； 所述视频采集模块， 用于实时采集用户腰腹部跟踪点的位置坐标 ； 所述数据处理模块， 用于接受采集到的位置坐标， 根据所述位置坐标获取所述跟踪点 水平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的速度数据， 判断是否出现大于速 权 利 要 求 书 CN 102475966 B 2 2/2 页 3 度阈。
9、值的第一速度数据， 若是则判定出现扭腰动作起点， 并再次接受采集到的位置坐标， 根 据所述位置坐标获取所述跟踪点水平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的 速度数据， 判断是否出现为零的第二速度数据， 若是则判定停止扭腰并控制所述显示模块 显示代表所述用户的虚拟形象停止扭腰， 否则继续判断是否出现与所述第一速度数据方向 相反的第三速度数据， 若是则判定出现扭腰动作终点并控制所述显示模块显示所述虚拟形 象完成一次扭腰动作 ； 所述显示模块， 用于根据所述数据处理模块的控制显示所述虚拟形象扭腰动作和停止 扭腰。 9. 根据权利要求 8 所述的基于计算的扭腰运动实现系统， 其特征在于， 所。
10、述数据处理 模块还用于再次接受采集到的位置坐标， 根据所述位置坐标获取所述跟踪点水平方向的位 置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的速度数据， 根据所述速度数据计算水平方向的 加速度数据， 根据所述位置数据、 速度数据和加速度数据计算任意时刻的速度数据， 根据所 述任意时刻的位置数据控制所述显示模块显示所述虚拟形象的扭腰动作 ； 所述显示模块还用于根据所述数据处理模块的控制显示所述虚拟形象扭腰动作。 10. 根据权利要求 9 所述的基于计算的扭腰运动实现系统， 其特征在于， 所述数据处理 模块， 还用于出现所述扭腰动作终点时计算并记录扭腰幅度， 判断所述扭腰幅度是否大于 预设的幅度阈值， 若。
11、是则控制所述显示模块显示虚拟呼啦圈在所述用户腰腹部甩动， 否则 控制所述显示模块显示所述虚拟呼啦圈掉在地上， 还用于停止扭腰时计算记录的所述扭腰 幅度的平均值作为幅度均值， 记录出现扭腰动作终点的次数作为扭腰个数， 以及从出现第 一个扭腰动作起点到停止扭腰经历的时间作为扭腰时间， 计算扭腰个数和扭腰时间的比值 作为扭腰频率， 以及根据所述幅度均值和扭腰频率计算扭腰成绩 ； 所述显示模块还用于显示所述虚拟呼啦圈、 幅度均值、 扭腰个数、 扭腰时间、 扭腰频率 和扭腰成绩。 权 利 要 求 书 CN 102475966 B 3 1/7 页 4 一种基于计算机的扭腰运动实现方法及系统 技术领域 00。
12、01 本发明涉及计算机应用领域， 更具体地说， 涉及一种基于计算机的扭腰运动实现 方法及系统。 背景技术 0002 目前在计算机上实现的扭腰运动是采用计算机鼠标或键盘来实现的 ： 通过鼠标的 点击， 来控制显示器上人物腰腹部或者物体的左右移动 ； 通过键盘不同的键， 来控制显示器 上人物腰腹部或者物体的左右移动。 0003 使用计算机键盘、 鼠标来实现移动， 模拟扭腰运动， 其本身只是使用了人的手， 不 能达到锻炼腰腹肌肉、 臀部肌肉、 腿部肌肉， 提高人体腰、 髋、 膝关节的灵活性、 柔韧性的效 用 ； 且移动的速度、 加速度都是固定的， 与现实中动作相比， 严重缺乏真实性。 如果按这种方 。
13、式来实现呼啦圈运动项目， 不仅不能达到锻炼身体的效果， 并且枯燥， 没有什么吸引力。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术中基于计算机的扭腰运动缺乏真实 感和运动的基本特征以及测量跳跃幅度时难以测量， 测量结果误差较大的缺陷， 提供一种 基于计算机的扭腰运动实现方法及系统。 0005 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 提供一种基于计算机的扭腰运动实 现方法， 包括以下步骤 ： 0006 S1、 实时采集用户腰腹部跟踪点的位置坐标， 并根据所述位置坐标获取所述跟踪 点水平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的速度数据 ； 0007 S2、 判断是否存。
14、在绝对值大于等于预设的速度阈值的第一速度数据， 若是则判定 出现所述第一速度数据的位置为扭腰动作起点并进入下一步骤， 否则返回所述步骤 S1 ； 0008 S3、 再次实时采集所述跟踪点的位置坐标， 并根据所述位置坐标获取所述跟踪点 水平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的速度数据 ； 0009 S4、 判断是否存在为零的第二速度数据， 若是则判定停止扭腰， 并利用显示模块显 示所述虚拟形象停止扭腰， 否则进入下一步骤 ； 0010 S5、 判断是否存在与所述第一速度数据方向相反的第三速度数据， 若是则判定出 现所述第三速度数据的位置为扭腰动作终点， 利用所述显示模块显示所述虚拟形。
15、象完成一 次扭腰动作， 并返回所述步骤 S1， 否则返回所述步骤 S3。 0011 在本发明所述的基于计算的扭腰运动实现方法中， 所述步骤 S5 还包括， 根据所述 步骤 S3 中得到的所述位置数据和速度数据计算出任意时刻的位置数据， 根据所述任意时 刻的位置数据显示所述虚拟形象完成的扭腰动作。 0012 在本发明所述的基于计算的扭腰运动实现方法中， 所述步骤 S5 还包括出现所述 扭腰动作终点后， 计算并记录扭腰幅度， 所述扭腰幅度为所述扭腰动作起点与所述扭腰动 作终点的位置数据之差的绝对值。 说 明 书 CN 102475966 B 4 2/7 页 5 0013 在本发明所述的基于计算的扭。
16、腰运动实现方法中， 所述步骤 S5 还包括利用所述 显示模块增加显示虚拟呼啦圈， 出现所述扭腰动作终点后， 判断所述扭腰幅度是否大于等 于预设的幅度阈值， 若是则利用所述显示模块显示所述虚拟呼啦圈在所述虚拟形象的腰腹 部甩动， 否则显示所述虚拟呼啦圈掉到地上。 0014 在本发明所述的基于计算的扭腰运动实现方法中， 所述步骤 S4 还包括停止扭腰 后， 计算并输出记录的所述扭腰幅度的平均值作为幅度均值。 0015 在本发明所述的基于计算的扭腰运动实现方法中， 所述步骤 S4 还包括停止扭腰 后， 记录并输出出现扭腰动作终点的次数作为扭腰个数， 以及从出现第一个扭腰动作起点 到停止扭腰经历的时间。
17、作为扭腰时间， 计算并输出所述扭腰个数和扭腰时间的比值作为扭 腰频率。 0016 在本发明所述的基于计算的扭腰运动实现方法中， 所述步骤 S4 还包括停止扭腰 后， 计算并输出扭腰成绩， 计算方法包括 ： 0017 a、 根据所述幅度均值利用预设的幅度 - 成绩公式计算所述扭腰成绩 ； 0018 b、 根据所述扭腰频率利用预设的频率 - 成绩公式计算所述扭腰成绩 ； 0019 c、 根据所述幅度均值和扭腰频率利用预设的幅度、 频率 - 成绩公式计算所述扭腰 成绩。 0020 还提供一种基于计算的扭腰运动实现系统， 包括 ： 视频采集模块， 用于实时采集用 户腰腹部跟踪点的位置坐标 ； 0021。
18、 数据处理模块， 用于接受采集到的位置坐标， 根据所述位置坐标获取所述跟踪点 水平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的速度数据， 判断是否出现大于速 度阈值的第一速度数据， 若是则判定出现扭腰动作起点， 并再次接受采集到的位置坐标， 根 据所述位置坐标获取所述跟踪点水平方向的位置数据， 根据所述位置数据计算水平方向的 速度数据， 判断是否出现为零的第二速度数据， 若是则判定停止扭腰并控制所述显示模块 显示代表所述用户的虚拟人停止扭腰， 否则继续判断是否出现与所述第一速度数据方向相 反的第三速度数据， 若是则判定出现扭腰动作终点并控制所述显示模块显示所述虚拟形象 完成一次扭腰动作 ；。
19、 0022 显示模块， 用于根据所述数据处理模块的控制显示所述虚拟形象扭腰动作和停止 扭腰。 0023 在本发明所述的基于计算的扭腰运动实现系统中， 所述数据处理模块还用于再次 接受采集到的位置坐标， 根据所述位置坐标获取所述跟踪点水平方向的位置数据， 根据所 述位置数据计算水平方向的速度数据， 根据所述速度数据计算水平方向的加速度数据， 根 据所述位置数据、 速度数据和加速度数据计算任意时刻的速度数据， 根据所述任意时刻的 位置数据控制所述显示模块显示所述虚拟形象的扭腰动作 ； 0024 所述显示模块还用于根据所述数据处理模块的控制显示所述虚拟形象扭腰动作。 0025 在本发明所述的基于计算。
20、的扭腰运动实现系统中， 所述数据处理模块， 还用于出 现所述扭腰动作终点时计算并记录扭腰幅度， 判断所述扭腰幅度是否大于预设的幅度阈 值， 若是则控制所述显示模块显示虚拟呼啦圈在所述用户腰腹部甩动， 否则控制所述显示 模块显示所述虚拟呼啦圈掉在地上， 还用于停止扭腰时计算记录的所述扭腰幅度的平均值 作为幅度均值， 记录出现扭腰动作终点的次数作为扭腰个数， 以及从出现第一个扭腰动作 说 明 书 CN 102475966 B 5 3/7 页 6 起点到停止扭腰经历的时间作为扭腰时间， 计算扭腰个数和扭腰时间的比值作为扭腰频 率， 以及根据所述幅度均值和扭腰频率计算扭腰成绩 ； 0026 所述显示模。
21、块还用于显示所述虚拟呼啦圈、 幅度均值、 扭腰个数、 扭腰时间、 扭腰 频率和扭腰成绩。 0027 实施本发明的基于计算机的扭腰运动实现方法及系统， 具有以下有益效果 ： 能够 准确判断扭腰动作起点和终点， 真实反应用户动作， 动作连续圆润， 动作的切换不突然不生 硬， 速度变化前后无明显差异 ； 还能够逼真地模拟呼啦圈运动， 富有趣味性且安全可靠， 让 用户得到真真切切的身体锻炼， 同时由于用户在使用时没有实体呼啦圈， 因而不会导致运 动过于激烈时， 实体呼啦圈的撞击给用户带来疼痛感以及对脏器的伤害。 附图说明 0028 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中 ： 0029 图。
22、 1 是本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法的流程图 ； 0030 图 2 是本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法的摄像头坐标 系示意图 ； 0031 图 3 是本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法的虚拟坐标系 示意图 ； 0032 图 4 是本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现系统的结构示意图。 具体实施方式 0033 请参阅图 1， 为本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法的流程 图。如图 1 所示， 该方法的流程包括步骤 S1 至步骤 S5。 0034 S1、 实时采集用户腰腹部跟踪点的位置坐标， 并根据位置坐标获取跟踪点水。
23、平方 向的位置数据， 根据位置数据计算水平方向的速度数据。 0035 跟踪点可以设置在用户佩戴的腰带上， 将带有跟踪点的腰带固定在用户身上， 跟 踪点的位置就可以代表用户腰腹部的位置。 可以利用视频摄像头对跟踪点的位置信息进行 采集， 集采频率为 30HZ， 即每秒可以获得 30 个位置数据。 0036 请结合参阅图 2， 为本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法的 摄像头坐标系示意图。如图 2 所示， 摄像头坐标系原点为视频摄像头中心， x 轴正方向为水 平向右， y 轴正方向为垂直向上， z 轴正方向为水平向后。该摄像头坐标系用于描述现实情 况中用户的各项信息， 包括位置信息、。
24、 加速度信息和速度信息。 0037 通过视频摄像头对跟踪点进行跟踪， 获得跟踪点在摄像头坐标系中的空间位置坐 标 ： (x1， y1， z1)， (x2， y2， z2)， (xi， yi， zi)， 其中 (xi， yi， zi) 代表着第 i 时刻跟 踪点的空间位置坐标， 跟踪点在水平方向的位置数据等同于跟踪点在 x 轴方向上的坐标值 xi。 0038 请结合参阅图 3， 为本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法的 虚拟坐标系示意图。如图 3 所示， 虚拟坐标系原点为显示模块中场地中心， x 轴正方向为水 平向右， y 轴正方向为垂直向上， z 轴正方向为水平向后。该虚拟坐标系。
25、用于描述数据处理 模块和显示模块中用户的各项信息， 包括位置信息、 加速度信息和速度信息。 说 明 书 CN 102475966 B 6 4/7 页 7 0039 图 2 示出的摄像头坐标系与图 3 示出的虚拟坐标系， 对应 x 轴、 y 轴、 z 轴分别拥有 相同的正方向， 相同的数值大小， 因此， 该摄像头坐标系中的数据， 可以直接应用到该虚拟 坐标系中， 形成一一对应的映射关系。 因此跟踪点在虚拟坐标系中的空间位置坐标同样为 ： (x1， y1， z1)， (x2， y2， z2)， (xi， yi， zi)， 其中 (xi， yi， zi) 代表着第 i 时刻跟踪点 的空间位置坐标， 。
26、跟踪点在水平方向的位置数据等同于跟踪点在 x 轴方向上的坐标值 xi。 0040 理论上扭腰运动为腰腹部绕中心圆周运动， 实际情况是腰腹部在 x 轴方向的移动 较大， 而在 z 轴方向的移动较小。因此， 在本发明优选实施例中， 只处理代表腰腹部的跟踪 点在 x 轴方向的运动信息， 而对于跟踪点在 z 轴方向的运动信息， 可以设定跟踪点在 z 轴方 向没有移动， 或者设定跟踪点在 z 轴方向以一个恒定的幅度来回移动。这样可以简化计算， 降低时延， 并且也不影响扭腰运动的真实性。 0041 计算水平方向的速度数据的方法如下 ： 0042 设定 2 个相邻位置点的时间间隔为 t， t 1/30s， 。
27、ti为 i 时刻的时间。 0043 第 i 时刻的速度 vix用以下公式计算 ： 0044 vix (xi-xi-1)/t， 其中， xi为第 i 时刻跟踪点的位置数据， xi-1为第 i-1 时刻跟踪 点的位置数据。 0045 S2、 判断是否存在绝对值大于等于预设的速度阈值的第一速度数据， 若是则判定 出现第一速度数据的位置为扭腰动作起点并进入下一步骤， 否则返回步骤 S1。 0046 理论上只要用户腰腹部在 x 轴方向有移动就开始了扭腰运动， 实际情况很有可能 是用户腰腹部无意识的摆动却被误认为开始了扭腰运动， 因此为了防止这一情况的发生， 此处要预先设定一个较大的速度阈值， 只有速度数。
28、据大于等于这个速度阈值， 才能判定用 户开始了扭腰运动， 并且进入下一步骤。 如果一直没有速度数据大于等于这个速度阀值， 就 说明一直不出现扭腰动作起点， 整个流程就一直在步骤 S1 和步骤 S2 中循环。速度阈值可 以设定为 0.5cm/s 至 1.5cm/s， 在本发明优选实施例中采用的速度阈值设定为 1.0cm/s。 0047 S3、 再次实时采集跟踪点的位置坐标， 并根据位置坐标获取跟踪点水平方向的位 置数据， 根据位置数据计算水平方向的速度数据。 0048 步骤 S3 是在判定出现扭腰动作起点之后进行的， 目的是为了继续判断是否停止 扭腰和判断是否出现扭腰动作终点。步骤 S3 和步骤。
29、 S1 实现方法类似， 此处就不再赘述。 0049 S4、 判断是否存在为零的第二速度数据， 若是则判定停止扭腰， 并利用显示模块显 示虚拟形象停止扭腰， 否则进入下一步骤。 0050 步骤 S4 用于判断是否停止扭腰， 用户停止扭腰运动表明所有的扭腰动作都结束， 整个扭腰运动也结束。 此时可以根据每个扭腰动作结束时计算并记录的扭腰幅度来计算幅 度均值， 每个扭腰动作结束时计算扭腰幅度的方法将在步骤 S5 做具体介绍。此时也可以得 到出现扭腰动作终点的次数作为扭腰个数， 以及从出现第一个扭腰动作起点到停止扭腰经 历的时间作为扭腰时间， 计算扭腰个数和扭腰时间的比值作为扭腰频率。幅度均值反映了 。
30、用户扭腰动作的大小， 扭腰频率反映了用户扭腰动作的快慢， 因此幅度均值和扭腰频率都 可以作为评判用户扭腰成绩的参考标准。在本发明优选实施例中根据幅度均值和 / 或扭腰 频率， 利用预先设定的公式来来计算扭腰成绩， 包括以下三种方法 ： 0051 a、 根据幅度均值利用预设的幅度 - 成绩公式计算扭腰成绩。幅度 - 成绩公式为 f(A) k1A， 其中， f(A) 为扭腰成绩， A 为幅度均值， k1为比例系数。该公式只为说明本发明 说 明 书 CN 102475966 B 7 5/7 页 8 优选实施例， 并不限定本发明的保护范围， 也可以根据实际情况采用其他的公式计算扭腰 成绩。 0052 。
31、b、 根据扭腰频率利用预设的频率 - 成绩公式计算扭腰成绩。频率 - 成绩公式为 f(B) k2B， 其中， f(B) 为扭腰成绩， B 为扭腰频率， k2为比例系数。该公式只为说明本发明 优选实施例， 并不限定本发明的保护范围， 也可以根据实际情况采用其他的公式计算扭腰 成绩。 0053 c、 根据所述幅度均值和扭腰频率利用预设的幅度、 频率 - 成绩计算扭腰成绩。幅 度、 频率 - 成绩为 f(A， B) k3A+k4B， 其中， f(A， B) 为扭腰成绩， A 为幅度均值， B 为扭腰频 率， k3和 k4均为比例系数。该公式只为说明本发明优选实施例， 并不限定本发明的保护范 围， 也。
32、可以根据实际情况采用其他的公式计算扭腰成绩。 0054 以上三种公式计算法均为明本发明优选实施例所采取的计算扭腰成绩的方法， 并 不限定本发明的保护范围， 也可以依照实际情况根据其他评估扭腰成绩的参数， 采用其他 的方式得到扭腰成绩。 0055 S5、 判断是否存在与第一速度数据方向相反的第三速度数据， 若是则判定出现第 三速度数据的位置为扭腰动作终点， 利用显示模块显示虚拟形象完成一次扭腰动作， 并返 回步骤 S1， 否则返回步骤 S3。 0056 显然速度数据包括大小和方向两个方面， 速度数值的绝对值代表速度的大小， 速 度数据的正负号代表速度的方向。如果第一速度数据为正值， 那么只要出现。
33、为负值的第三 速度数据， 则判定出现扭腰动作终点 ； 如果第一速度数据为负值， 那么只要出现为正值的第 三速度数据， 则判定出现扭腰动作终点。如果判定还没出现扭腰动作终点， 就返回步骤 S3。 如果一直没有出现扭腰动作终点也没有停止扭腰， 流程就在步骤S3到步骤S5之间循环， 直 到出现扭腰动作终点或者停止扭腰为止。 0057 为了更真实地显示虚拟人完成的扭腰动作， 可以计算出任意时刻跟踪点的位置信 息。 根据任意时刻跟踪点的位置数据， 利用显示模块显示出用户腰腹部扭动的情况， 使得扭 腰动作连续圆润， 不突然不生硬。 0058 任意时刻 j 位于时间区间 i-1， i 中， tj为 j 时刻。
34、的时间， 那么第 i 时刻的速度 vix用以下公式计算 ： 0059 vix (xi-xi-1)/t， 其中， xi为第 i 时刻跟踪点的位置数据， xi-1为第 i-1 时刻跟踪 点的位置数据。 0060 第 i 时刻的加速度 aix用以下公式计算 ： 0061 aix (vix-v(i-1)x)/t， 其中， vi为第 i 时刻跟踪点的速度数据， vi-1为第 i-1 时刻跟 踪点的速度数据。 0062 第 j 时刻的位置 sjx用以下公式计算 ： 0063 sjx vix(tj-ti-1)+0.5aix(tj-ti-1)2+xi-1， 其中， xi-1为第 i-1 时刻跟踪点的位 置数据。
35、， vi为第 i 时刻跟踪点的速度数据， ai为第 i 时刻跟踪点的加速度数据。 0064 每一次扭腰动作结束， 就等同于一个扭腰周期结束， 一个周期结束了就要返回步 骤 S1， 从头开始进行对下一个周期的扭腰动作的处理。一个扭腰周期结束还能够计算此次 扭腰周期的扭腰幅度。根据此次扭腰周期中已确定的扭腰动作起点和扭腰动作终点， 可以 得到该起点和终点处的位置数据， 将该起点和终点处的位置数据相减， 并取相减结果的绝 说 明 书 CN 102475966 B 8 6/7 页 9 对值， 即得到扭腰幅度。 0065 在显示虚拟形象扭腰的同时还可以增加显示该虚拟形象腰腹部的虚拟呼啦圈， 该 虚拟呼啦。
36、圈可以随着该虚拟形象的扭腰动作而甩动， 也可以掉在地上。当用户的扭腰幅度 大于等于预先设定的幅度阈值时， 虚拟呼啦圈就在虚拟形象的腰腹部随虚拟形象腰腹部的 扭动而甩动 ； 当用户的扭腰幅度小于该幅度阈值时， 或者用户停止扭腰时， 该虚拟呼啦圈就 掉在地上。幅度阈值可以设定为。 。 。至。 。 。在本发明优选实施例中采用的幅度阈值设定 为。 。 。 。 。 增设的虚拟呼啦圈可以提高扭腰运动的趣味性， 且安全可靠， 让用户得到真真切切 的身体锻炼， 同时由于用户在使用时没有实体呼啦圈， 因而不会导致运动过于激烈时， 实体 呼啦圈的撞击给用户带来疼痛感以及对脏器的伤害。 0066 请参阅图 4， 为。
37、本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现系统的结构 示意图。如图 4 所示， 该系统包括 ： 视频采集模块、 数据处理模块和显示模块。该系统中各 个模块的功能与本发明优先实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现方法中各个步骤中 用到的功能一一对应。 0067 视频采集模块用于不断拍摄用户以及采集该用户腰腹部的跟踪点的位置坐标。 0068 视频采集模块可以是具有跟踪点识别采集功能的摄像头， 以每秒钟 30 次的频率 对跟踪点进行识别和采集。 0069 数据处理模块， 和视频采集模块相连。 数据处理模块用于接受采集到的位置坐标， 根据位置坐标获取跟踪点水平方向的位置数据， 根据位置数据计算水平方。
38、向的速度数据， 判断是否出现大于速度阈值的第一速度数据， 若是则判定出现扭腰动作起点， 并再次接受 采集到的位置坐标， 根据位置坐标获取跟踪点水平方向的位置数据， 根据位置数据计算水 平方向的速度数据， 判断是否出现为零的第二速度数据， 若是则判定停止扭腰并控制显示 模块显示代表用户的虚拟人停止扭腰， 否则继续判断是否出现与第一速度数据方向相反的 第三速度数据， 若是则判定出现扭腰动作终点并控制显示模块显示虚拟形象完成一次扭腰 动作。 0070 还用于再次接受采集到的位置坐标， 根据位置坐标获取跟踪点水平方向的位置数 据， 根据位置数据计算水平方向的速度数据， 根据速度数据计算水平方向的加速度。
39、数据， 根 据位置数据、 速度数据和加速度数据计算任意时刻的速度数据， 根据任意时刻的位置数据 控制显示模块显示虚拟形象的扭腰动作。 0071 数据处理模块可以是计算机处理器。 0072 显示模块， 和数据处理模块相连。显示模块用于根据数据处理模块的控制显示虚 拟形象扭腰动作。 还用于显示虚拟呼啦圈、 幅度均值、 扭腰个数、 扭腰时间、 扭腰频率和扭腰 成绩 0073 显示模块可以是计算机显示器。 0074 本发明优选实施例提供的基于计算机的扭腰运动实现系统可以由视频摄像头和 计算机组成， 该系统能够准确判断扭腰动作起点和终点， 真实反应用户动作， 动作连续圆 润， 动作的切换不突然不生硬， 。
40、速度变化前后无明显差异 ； 还能够逼真地模拟呼啦圈运动， 富有趣味性且安全可靠， 让用户得到真真切切的身体锻炼， 同时由于用户在使用时没有实 体呼啦圈， 因而不会导致运动过于激烈时， 实体呼啦圈的撞击给用户带来疼痛感以及对脏 器的伤害。 说 明 书 CN 102475966 B 9 7/7 页 10 0075 以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构变换， 或直接或间接运用在其他相关的技术领域， 均 同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书 CN 102475966 B 10 1/2 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102475966 B 11 2/2 页 12 图 2图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102475966 B 12 。