作者：胡耀东 经管学院

指导老师：陈震 训练中心 林蔚然 训练中心

关键词：健身 人工智能 姿态识别

摘要

    当今人们越来越重视身体健康，体育锻炼是保障身体健康的重要方式。但是由于工作学习压力，或者场地时间限制，甚至是在疫情中，我们呆在家里不能外出，很多时候我们想锻炼却不知道怎么锻炼，锻炼了也不知道动作标不标准，如果到专业的健身房里需要花费很多的时间和金钱。由此我们想到，希望用一种可以在居家生活环境中使用，而且便携性很强的设备，来对人们的健身指导和健身姿态的校准。

功能介绍

1、健身前可以通过摄像头以及与其他智能设备的联动获取使用者的体型体态，并推荐个性化的健身计划；

2、健身时，可以实现人体姿态动作捕捉以及校准，即事先录入好正确标准的健身动作，然后检测用户在使用时的动作，通过对比可以得出两者之间的差异。如果用户的动作不够标准，可以进行提醒。同时还可以用于新的健身姿势的学习和教学；

3、健身后，可以通过记录的健身数据形成健身报告，并可以分享到各大社交圈。

作品特点

1、应用了人工智能相关技术，可以自动检测出三维的人体姿态。

2、可以有效比较使用者姿态和标准姿态之间的差异，并校准。

3、便携性强，使用方便，可应用的场景多

4、结构简单，对硬件要求不高，组装容易，成本可控。

工作流程

开机后选择运动模式，通过Kinect的相机和深度相机获取用户身体部位的点云图，并计算重心位置进行位置的微调；利用Kinect内置的骨骼定位系统将点云图转化为骨骼图，获取骨骼的三维位置、角度等信息。将骨骼图与录入的标准动作进行比对，获取动作评分，并将评分、评测结果和骨骼图实时反馈在UI上。

核心算法

我们选择了KNN算法，加入权重对健身动作进行分类。进一步的健身动作评分中，在上述方法基础上，面向健身动作的标准化和易受伤部位，重新设定惩罚因子，并对权重的分布进行了调整。

图一 工作流程图

图二 产品概念设计图