[发明专利]一种适用于中小学体育教学评测的辅助装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互、虚拟现实以及计算机辅助评测的交叉领域，尤其涉及的是一种适用于中小学体育教学评测的辅助技术。

背景技术

目前，国内已有采用标识点捕捉和动作识别技术的面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统。

CN 101229432A公开了一种动作仿真控制方法及其系统，其方法为利用信号采集器采集运动对象的运动信息，将其转换为动作图形后与定义的动作图形进行匹配，发送匹配成功的动作图形对应的控制指令控制游戏中的角色动作，实现仿真。

CN 1479252A公开了一种三维人体运动仿真结果与录像同屏对比方法，该方法通过提取体育视频首帧对应摄像机的外参数，对仿真分析系统中的虚拟摄像机进行试点调整，并提取体育视频首帧的后续帧的摄像机定量全局运动，据此控制仿真分析系统中的虚拟摄像机的运动，并显示其对应的三维人体运动仿真结果，实现同屏对比，快速、准确地比较运动员的完成动作与标准动作（或仿真动作）之间的差异，为运动员与教练员提出具体的改进意见和建议。

目前运动追踪的方法根据传感元件的不同分为：惯性追踪、光学追踪、力和机械式追踪、电磁式追踪、声学追踪等等。CN 101229432A使用了惯性追踪技术，通过在目标上设置惯性测量单元，测量得到加速度、角速度等数据，以此为基础使用数学工具解算，得到目标的运动情况。惯性追踪的特点是实现简单，抗干扰性强；缺点是不能全面地获取被追踪目标的运动特征，只能有限和局部地反映被追踪目标的运动特点。CN 1479252A使用了光学追踪技术，通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动追踪的任务，其特点是能全面地反映物体的运动情况，精度高；缺点是实现较为困难，且追踪的范围较小。

上述发明都只用到了某一单个技术，其技术来源单一，缺点明显。

发明内容

本发明的目的是提供了一种适用于中小学体育教学虚拟评测的辅助系统及其实现方法，利用虚拟现实技术以及光学追踪与惯性追踪相结合的运动追踪系统，能够有效扩大运动追踪范围并及时反馈运动信息，实现较大范围内特定运动信息的采集与处理，并将之应用于中小学体育教学虚拟评测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于中小学体育教学虚拟评测的辅助装置，所述系统包括：运动数据采集模块1，用于获取指定监控区域标记点的数字视频图像数据和惯性参数，并接收力反馈；运动数据获取模块2，用于对所得到的数字视频图像数据和惯性参数进行处理，得到在体育器械和人体上的标记点空间坐标；辨识与训练模块3，用于采集各类动作模式的运动轨迹数据，进行分类学习，并对待识别的动作作分类识别处理，获得解析结果；健康数据采集模块4，用于采集人体相关健康体质数据，并将相关数据传至体育教学虚拟评测模块5，以进行综合评测分析；体育教学虚拟评测模块5，用于将辨识与训练模块3最终获得的解析结果与健康数据采集模块4获得的相应数据，依据相关运动和体质标准，进行综合评测分析，同时将运动解析结果融合虚拟环境可视化，实现力反馈，并反馈输出综合结果。