作者：胡耀東 經(jīng)管學(xué)院
指導(dǎo)老師：陳震 訓(xùn)練中心 林蔚然 訓(xùn)練中心
關(guān)鍵詞：健身 人工智能 姿態(tài)識別
摘要
當(dāng)今人們越來越重視身體健康，體育鍛煉是保障身體健康的重要方式。但是由于工作學(xué)習(xí)壓力，或者場地時間限制，甚至是在疫情中，我們呆在家里不能外出，很多時候我們想鍛煉卻不知道怎么鍛煉，鍛煉了也不知道動作標(biāo)不標(biāo)準(zhǔn)，如果到專業(yè)的健身房里需要花費(fèi)很多的時間和金錢。由此我們想到，希望用一種可以在居家生活環(huán)境中使用，而且便攜性很強(qiáng)的設(shè)備，來對人們的健身指導(dǎo)和健身姿態(tài)的校準(zhǔn)。
功能介紹
1、健身前可以通過攝像頭以及與其他智能設(shè)備的聯(lián)動獲取使用者的體型體態(tài)，并推薦個性化的健身計劃；
2、健身時，可以實現(xiàn)人體姿態(tài)動作捕捉以及校準(zhǔn)，即事先錄入好正確標(biāo)準(zhǔn)的健身動作，然后檢測用戶在使用時的動作，通過對比可以得出兩者之間的差異。如果用戶的動作不夠標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行提醒。同時還可以用于新的健身姿勢的學(xué)習(xí)和教學(xué)；
3、健身后，可以通過記錄的健身數(shù)據(jù)形成健身報告，并可以分享到各大社交圈。
作品特點
1、應(yīng)用了人工智能相關(guān)技術(shù)，可以自動檢測出三維的人體姿態(tài)。
2、可以有效比較使用者姿態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)之間的差異，并校準(zhǔn)。
3、便攜性強(qiáng)，使用方便，可應(yīng)用的場景多
4、結(jié)構(gòu)簡單，對硬件要求不高，組裝容易，成本可控。
工作流程
開機(jī)后選擇運(yùn)動模式，通過Kinect的相機(jī)和深度相機(jī)獲取用戶身體部位的點云圖，并計算重心位置進(jìn)行位置的微調(diào)；利用Kinect內(nèi)置的骨骼定位系統(tǒng)將點云圖轉(zhuǎn)化為骨骼圖，獲取骨骼的三維位置、角度等信息。將骨骼圖與錄入的標(biāo)準(zhǔn)動作進(jìn)行比對，獲取動作評分，并將評分、評測結(jié)果和骨骼圖實時反饋在UI上。
核心算法
我們選擇了KNN算法，加入權(quán)重對健身動作進(jìn)行分類。進(jìn)一步的健身動作評分中，在上述方法基礎(chǔ)上，面向健身動作的標(biāo)準(zhǔn)化和易受傷部位，重新設(shè)定懲罰因子，并對權(quán)重的分布進(jìn)行了調(diào)整。
圖一 工作流程圖
圖二 產(chǎn)品概念設(shè)計圖
