一种基于虚拟场景共享的跑步机及其健身方法和过程
本发明涉及游戏和运动锻炼技术领域，具体涉及一种基于虚拟场景共享的跑步机及其健身方法。
背景技术：
新中国成立以来，我国的体育事业取得了巨大突破，中国人民的身体素质得到了很大提高。 由于近年来互联网技术的快速发展以及各种游戏和社交软件的泛滥，越来越多的年轻人变得越来越宅。 此外，年轻人的工作压力越来越大，锻炼身体的时间也越来越多。 人数太少，国民健康状况不断恶化。
由于现在的环境，室内锻炼成为了现在年轻人的选择，而跑步机则是最简单、最省钱的锻炼方式。 随着跑步机技术的不断发展和创新，目前跑步机的种类日益多样化，可供市民选择的跑步机也越来越多。 然而，目前的跑步机也暴露出很多问题：
1、传统跑步机大多停留在功能层面，仅支持用户独立控制跑步机运动。
2、传统跑步机仅用于锻炼，缺乏乐趣。 运动完全取决于使用者的自律才能保证是否能够长期持续。
3.传统跑步机缺乏安全控制。 用户可以自由控制移动速度。 同时，他们缺乏一定的安全防护措施，难免会造成很多运动事故。
4、传统跑步机不为用户提供存档功能。 在没有专业指导的情况下，大多数用户实际上是在自由地锻炼，而没有达到锻炼的目的，在提高身体素质方面往往事倍功半。
上述问题导致目前传统跑步机的用户年龄层有限、用户数量有限、用户依赖性有限、用户乐趣有限。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于虚拟场景共享的跑步机锻炼方法，以适用于健康锻炼和国民体质提高领域。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于虚拟场景共享的跑步机。 该跑步机包括跑步机、主控装置、动作捕捉装置、网络模块、心率血氧监测手环。 和云平台；
其中，跑步机与主控装置电连接，用于控制跑步机；
动作捕捉设备与主控设备连接，处于中上位置；
主控装置包括触摸屏显示模块、电源模块、处理器、存储器和总线；
主控设备通过网络模块与云平台连接。
动作捕捉设备采用3D景深摄像头采集信息并存储在主控设备中。
主控装置可控制跑步机的启动、速度、坡度和停止。
网络模块包括三种连接类型：蓝牙、无线和有线。
心率血氧监测手环可以与网络模块中的蓝牙模块进行数据传输，将人体的实时心率和血氧数据通过网络模块传输至主控设备；
描述的是主控设备内部执行一套算法，与云平台的其他用户共享虚拟场景，处理动作捕捉设备传输的实时动作信息，在虚拟场景中显示，将其传输至心率和血氧监测手环。 心率和血氧数据在虚拟场景中共享。
一种基于虚拟场景共享跑步机的健身方法，包括以下步骤：
步骤a. 启动跑步机并通过网络连接云平台；
步骤b. 佩戴心率血氧监测手环，设置安全心率范围（hrl-hrh）和运动模式，选择分享用户和场景；
步骤c. 云平台将场景信息（里程、坡度、场景）同步到每台跑步机并开始健身；
步骤d. 每个跑步机根据场景的坡度和里程来确定当前跑步机的坡度；
步骤e. 每台跑步机通过心率血氧监测手环获取实时心率，并通过跑步机调速方法实现实时跑步机速度控制；
步骤f。 每台跑步机通过运动捕捉设备捕捉用户的实时运动信息，并将运动信息、心率、血氧传输至云平台。 在线用户通过云平台分享运动信息、心率、血氧；
步骤g。 运行过程中，如果心率超过安全心率上下限，跑步机将自动停止；
步骤h和里程完成后，运动结束，显示排名、平均心率、血氧等信息。
运动模式包括竞技模式、普通模式和舒适模式。
跑步机速度控制方法是获取用户当前的跑步机速度v0、用户输入的安全心率范围(hrl-hrh)以及运动模式来确定用户下一分钟的跑步机速度vt。 三种模式下vt的计算方法分别为：
竞技模式下：vt=k1*(hrh-hr)*vs+v0,(hr≤hrh)； 其中k1为加速度系数，vs为心率速度比；
正常模式下：vt=k1*((hrh+hrl)/2-hr)*vs+v0,(hr≤hrh)； 其中k1为加速度系数，vs为心率速度比；
舒适模式下：vt=k1*(hrl-hr)*vs+v0，(hr≤hrh)； 其中k1为加速度系数，vs为心率速度比。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明提出了一种基于虚拟场景共享的跑步机锻炼方法，提供了多种锻炼模式和不同的锻炼场景供用户选择，使得跑步机锻炼更加多样化、更加有趣。
(2)本发明提供了多用户在线锻炼模式，有助于激发锻炼者的锻炼热情。 同时，本发明提供积分机制，匹配积分一致的用户以相同的模式进行锻炼，增加了竞争性，使得跑步机锻炼更有趣，用户更愿意自主锻炼。
(3)本发明采用速度和坡度自动控制，使锻炼更轻松、更科学、更有效。
(4)本发明利用心率监测装置实时监测用户的心率，可以实时分析用户的身体机能，为用户提供最适合运动的速度，同时设定心率的上限。 当用户心率波动过大或心率过高时。 必要时停止运动可以有效避免安全事故。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1为跑步机，2为主控设备，3为动作捕捉设备，4为网络模块，5为心率血氧监测手环，6为云平台。
详细方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种基于虚拟场景共享的跑步机，该跑步机包括跑步机1、主控设备2、动作捕捉设备3、网络模块4、心率血氧监测手环5和云端。平台6；
其中，跑步机1与主控装置2电连接，用于控制跑步机1；
动作捕捉装置3与主控装置2连接，位于中上位置；
主控装置2包括触摸屏显示模块、电源模块、处理器、存储器和总线；
主控设备2通过网络模块4连接至云平台6。
动作捕捉装置3采用3D景深摄像头采集信息并存储在主控装置中。
主控装置2可以控制跑步机1的启动、速度、坡度和停止。
网络模块4包括三种连接方式：蓝牙、无线和有线。
心率血氧监测手环5可以与网络模块4中的蓝牙模块进行数据传输，将人体的实时心率和血氧数据通过网络模块传输至主控装置2 4；
描述的是，主控设备2内部执行一组算法，与云平台6的其他用户共享虚拟场景，处理动作捕捉设备3传输的实时动作信息，将其显示在虚拟场景中。现场，并监测心率和血氧。 手环5传输的心率和血氧数据在虚拟场景中共享。
一种基于虚拟场景共享跑步机的健身方法，包括以下步骤：
步骤a. 启动本发明跑步机，通过网络连接云平台6；
步骤b. 佩戴心率血氧监测手环5，设置安全心率范围（hrl-hrh）和运动模式，选择分享用户和场景；
步骤c. 云平台6将场景信息（里程、坡度、场景）同步到各跑步机并开始健身；
步骤d. 每个跑步机根据场景的坡度和里程来确定当前跑步机的坡度；
步骤e. 每个跑步机通过心率血氧监测手环5获取实时心率，并通过跑步机调速方法实现实时跑步机速度控制；
步骤f。 每个跑步机通过运动捕捉设备3捕捉用户的实时运动信息，并将运动信息、心率、血氧传输至云平台。 在线用户通过云平台分享运动信息、心率、血氧；
步骤g。 运行过程中，如果心率超过安全心率上下限，跑步机将自动停止；
步骤h和里程完成后，运动结束，显示排名、平均心率、血氧等信息。
运动模式包括竞技模式、普通模式和舒适模式。
跑步机速度控制方法是获取用户当前的跑步机速度v0、用户输入的安全心率范围(hrl-hrh)以及运动模式来确定用户下一分钟的跑步机速度vt。 三种模式下vt的计算方法分别为：
竞技模式下：vt=k1*(hrh-hr)*vs+v0,(hr≤hrh)； 其中k1为加速度系数，vs为心率速度比；
正常模式下：vt=k1*((hrh+hrl)/2-hr)*vs+v0,(hr≤hrh)； 其中k1为加速度系数，vs为心率速度比；
舒适模式下：vt=k1*(hrl-hr)*vs+v0，(hr≤hrh)； 其中k1为加速度系数，vs为心率速度比。
导航：X科技 > 最新专利 > 休闲、运动、玩具、娱乐产品装置及产品制造技术 > 一种基于虚拟场景共享的跑步机及其健身方法和过程
技术特点：
技术概要
本发明公开了一种基于虚拟场景共享的跑步机及其健身方法。 虚拟场景共享跑步机包括跑步机、主控装置、动作捕捉装置、网络模块、心率血氧监测手环等。该跑步机可以实现多人通过互联网共享虚拟场景，并且根据虚拟场景的高度波动实时调整运行。 根据个人实时生理参数调节机器的坡度，通过安全心率控制跑步机速度上限，实现真人联网健身，增加娱乐性、社交性和科学性跑步机运动的性质。
技术研发人员：丁增辉； 陈艳艳; 杨献军; 周旭; 孙一宁; 马祖昌; 高丽生; 王辉; 徐阳; 张小斋
受保护技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2018.12.29
技术公告日期：2019.04.19
下载完整详细的技术信息