[发明专利]基于数字处理的跑步数据处理方法

说明书

本发明涉及一种基于数字处理的跑步数据处理方法，包括：从跑步视频中检测出人体关键点，获得人体骨架，得到关键点的二维坐标，并得到一个完整的跑步周期T;根据关节点坐标，获得跑步时的步幅和躯干倾斜角度，分别与标准跑步姿势对比，得到其对膝关节的损伤指标。本发明对损伤程度进行量化，但不使用外部传感器等设备，也不需要获得反作用力的具体数值，只通过拍摄的跑步视频进行图像处理，获得跑步姿势对膝关节的损伤程度，并提出纠正建议，以降低跑步姿势不当带来的关节损伤。

技术领域

本发明涉及人工智能领域，具体涉及一种基于数字处理的跑步数据处理方法。

背景技术

跑步由于简单易行，成为了大众主流健身方式，但大多数跑者对自身的跑步姿势没有正确认识，导致了大量因自身姿势不正引起的运动损伤。如果能对跑步者的运动姿势进行识别并分析，提出合理的改善建议，将能有效地降低因为跑步姿势不当带来的不必要损伤。而现阶段的跑步姿势多通过穿戴设备或专业者指导进行纠正，成本较高，且有很多不便之处。现有技术中判断着地方式对膝关节损伤程度的方法主要包括两类：一类是只给出着地方式对膝关节损伤程度的高低排序信息，如前脚掌着地方式损伤程度最低，脚跟着地方式次之，全脚掌着地方式的损伤程度最高这一信息，没有对损伤程度进行量化，不够具体客观；另一类是使用压力传感器设备，根据实验者跑步时的足底压力，得到不同着地方式中地面对人体的反作用力的具体数值，判断其对膝关节的损伤程度，成本太高，且不具有实时性，不适用于跑步机初跑步者。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明采用以下技术方案：

一种基于数字处理的跑步数据处理方法，包括以下步骤：

步骤一：从跑步视频中检测出人体关键点，获得人体骨架，得到关键点的二维坐标，并得到一个完整的跑步周期T;

步骤二：根据关节点坐标，获得跑步时的步幅和躯干倾斜角度，分别与标准跑步姿势对比，得到其对膝关节的损伤指标;

步骤三：基于不同着地方式对应的角度差异，根据反作用力方向量化着地方式对人的推动力或制约力；结合反作用力方向与小腿的夹角量化着地方式对小腿的冲击力，与标准跑姿对比，得到着地方式对膝关节的损伤指标;为步幅、躯干倾斜角度和着地方式的损伤指标设置对应权值，并根据跑步过程中的稳定性，并结合跑步时间，获得着地方式损伤指标的权值的损伤系数，获得该跑步姿势对膝关节的损伤程度;

步骤四：基于该跑步姿势对膝关节的损伤程度，提出对姿势纠正的建议。

进一步，所述步骤三方法为：判断跑步者的着地方式：以右脚落地时刻脚尖的纵坐标和脚跟的纵坐标的高低作为判断依据;

若，即脚尖纵坐标更低，则表示是前脚掌着地方式；

若，即脚跟纵坐标更低，则表示是脚跟着地方式；

若，即脚尖和脚跟的纵坐标一样，则表示是全脚掌着地方式;

落地时人体对地面的压力大小不变，定义为;在配速为6分速的情况下，标准着地方式为前脚掌着地。

进一步，所述步骤三方法为:确定反作用力的方向：人体对地面的作用力方向和地面对人体的反作用力的方向在一条直线上，且与右脚尖和右脚跟相连的线段垂直，则该反作用力与竖直方向的夹角等于右脚尖和右脚跟相连的线段与水平线的夹角，计算方式如下：对于前脚掌着地方式，右脚跟比右脚尖更高，因此地面反作用力方向为斜向右上，即为右脚尖在竖直方向上投影点-右脚尖-右脚跟三点形成的夹角;对于脚跟着地方式，右脚尖比右脚跟更高，因此地面反作用力方向为斜向左上，即为右脚跟在竖直方向上投影点-右脚尖-右脚跟三点形成的夹角；其中为图像最右边像素点横坐标;对于全脚掌着地方式，右脚尖和右脚跟一样高，因此地面反作用力方向为垂直向上，即;对于同一个人，其前脚掌着地和脚跟着地中右脚和地面形成的夹角大小一样，即。