基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统及方法与流程

本发明涉及运动效果评估，特别涉及一种基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统及方法。

背景技术：

1、当今社会，有些人由于学习和工作的压力而缺乏时间去进行运动，有些人则是对运动缺乏兴趣，但是经常不运动可能会导致身体肥胖、心血管疾病和糖尿病等健康问题，也可能会导致免疫系统功能下降和新陈代谢变慢的问题，更有甚者会导致心理方面的问题。

2、而经常运动则会保持身心健康和降低患病风险，因此，运动是人们日常生活中的重要组成部分之一，同时为了确保人们的运动积极性和合理性，可以让人们在运动后及时获知运动效果。

3、而跑道所处的区域作为人们经常进行运动的场地之一，当前技术中缺少对于人们在跑道区域进行运动时及时准确地进行运动效果评估的技术手段。

4、因此，当运动者在跑道所处的区域进行运动时，如何对运动者的运动效果进行及时且准确地评估，从而使得运动者能够及时准确地获取自己的运动效果评估结果，进而根据评估结果制定更加合理的运动方式并提高运动积极性，是运动效果评估技术领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题。为此，本发明的目的在于提供一种基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统及方法，通过获取运动者的体质分析结果和运动分析结果，并基于体质分析结果和运动分析结果对运动者的运动效果进行评估。实现对运动者的运动效果进行及时且准确地评估，从而使得运动者能够及时准确地获取自己的运动效果评估结果，进而根据评估结果制定更加合理的运动方式并提高运动积极性的技术效果。

2、本发明提供一种基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，包括：

3、图像采集模块，用于当目标人员出现在智能跑道所处区域时，采集目标人员的人体图像；

4、体质分析模块，用于基于人体图像对目标人员进行体质分析，得到体质分析结果；

5、图像提取模块，用于从人体图像中提取目标人员的人脸图像；

6、运动监测模块，用于基于人脸图像对目标人员进行运动监测，确定目标人员的运动类型及对应的运动时长；

7、运动分析模块，用于基于目标人员的运动类型及对应的运动时长进行运动分析，得到运动分析结果；

8、效果评估模块，用于根据体质分析结果和运动分析结果进行运动效果评估。

9、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，体质分析模块，包括：

10、图像预处理子模块，用于对人体图像进行图像预处理，得到预处理人体图像；；

11、关键点确定子模块，用于利用surf关键点检测算法对预处理人体图像进行关键点检测，确定人体关键点；

12、信息确定子模块，用于基于人体关键点确定目标人员的人体信息；

13、体质结果确定子模块，用于基于人体信息确定目标人员的体质分析结果。

14、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，体质确定子模块，包括：

15、体型确定子模块，用于根据人体信息确定目标人员的体型信息；

16、体重获取子模块，用于：

17、获取样本体型信息、样本人体信息及对应的样本体重和预设体重影响指数集，基于样本体型信息、样本人体信息及对应的样本体重和预设体重影响指数集进行模型训练，得到体重预测模型；

18、基于目标人员的体型信息确定目标人员对应的预设体重影响指数集；

19、将目标人员的体型信息、人体信息及预设体重影响指数集输入体重预测模型中，得到目标人员的体重信息；

20、第一结果确定子模块，用于：

21、将目标人员的身高信息与预设身高信息进行比较，得到第一比较结果；

22、将目标人员的体重信息与预设体重信息进行比较，得到第二比较结果；

23、基于第一比较结果和第二比较结果确定目标人员的体质分析结果。

24、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，图像提取模块，包括：

25、图像转换子模块，用于将预处理人体图像进行灰度化处理，得到灰度人体图像；

26、检测子模块，用于基于opencv库中的haar级联分类器，利用预设人脸检测函数对灰度人体图像进行人脸检测，得到包含人脸位置和尺寸的目标矩形框列表；

27、提取子模块，用于通过遍历目标矩形框列表，提取得到目标人员的人脸图像。

28、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，运动监测模块，包括：

29、图像归一化子模块，用于将目标人员的人脸图像包括的正面人脸图像、左侧面人脸图像和右侧面人脸图像归一化至预设尺寸，得到对应的归一化人脸图像；

30、特征图获取子模块，用于分别将正面人脸图像、左侧面人脸图像和右侧面人脸图像对应的归一化人脸图像输入预设deepface模型中，将最后一层卷积层输出的特征图作为目标正面人脸特征图、目标左侧面人脸特征图和目标右侧面人脸特征图；

31、目标人员确定子模块，用于基于目标正面人脸特征图、目标左侧面人脸特征图和目标右侧面人脸特征图确定目标人员；

32、人员追踪子模块，用于基于mot算法对目标人员进行追踪；

33、运动信息确定子模块，用于：

34、对目标人员进行追踪时，获取目标人员运动过程中的运动图像；

35、对运动图像进行轮廓检测，得到运动轮廓图像；

36、对运动轮廓图像进行归一化，得到归一化轮廓图像

37、将归一化轮廓图像与预设运动轮廓图像库中的图像进行匹配，根据匹配结果确定目标人员的运动类型；

38、当确定目标人员的运动类型时，进行运动计时，确定运动类型对应的运动时长。

39、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，目标人员确定子模块，包括：

40、相似度计算子模块，用于获取智能跑道所处区域的所有人员的正面人脸特征图、左侧面人脸特征图和右侧面人脸特征图，计算每个人员的正面人脸特征图与目标正面人脸特征图的第一相似度；计算每个人员的左侧面人脸特征图与目标左侧面人脸特征图的第二相似度；计算每个人员的右侧面人脸特征图与目标右侧面人脸特征图的第三相似度；

41、人员确定子模块，用于：

42、将第一相似度与预设第一相似系数相乘得到第一乘积，将第二相似度与预设第二相似系数相乘得到第二乘积，将第三相似度与预设第三相似系数相乘得到第三乘积；

43、将第一乘积、第二乘积和第三乘积的和值作为人员与目标人员的综合相似度，将综合相似度最大的人员确定为目标人员。

44、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，运动分析模块，包括：

45、消耗率确定子模块，用于根据运动类型确定平均能量消耗率；

46、能量计算子模块，用于：

47、将平均能量消耗率与运动类型对应的运动时长的乘积作为目标人员进行运动类型对应的运动时所消耗的能量；

48、对所有运动类型及对应的运动时长均进行以上操作，得到目标人员进行每种运动类型对应的运动时所消耗的能量；

49、第二结果确定子模块，用于将目标人员进行每种运动类型对应的运动时所消耗的能量相加，得到能量和值，将能量和值作为运动分析结果。

50、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，效果评估模块，包括：

51、总时长获取子模块，用于将每种运动类型对应的运动时长相加，得到运动总时长；

52、第一指标计算子模块，用于将能量和值与运动总时长的比值作为第一指标值；

53、第二指标计算子模块，用于将能量和值与目标人员的体重的比值作为第二指标值；

54、综合指标计算子模块，用于将第一指标与第二指标的乘积作为综合指标值；

55、评估结果确定子模块，用于：

56、根据体质分析结果确定综合指标阈值；

57、将综合指标阈值与预设阈值偏差值的差值作为第一合格值，将综合指标阈值与预设阈值偏差值的和值作为第二合格值；

58、基于综合指标值与第一合格值和第二合格值之间的关系确定运动效果评估结果。

59、优选的，基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统，还包括：

60、结果显示模块，用于将运动效果评估结果显示于目标人员的用户终端；

61、运动优化模块，用于根据运动效果评估结果对目标人员的运动状态进行优化；其中，运动状态包括运动类型和运动时长。

62、一种基于人工智能的智能跑道运动效果评估方法，包括：

63、当目标人员出现在智能跑道所处区域时，采集目标人员的人体图像；

64、基于人体图像对目标人员进行体质分析，得到体质分析结果；

65、从人体图像中提取目标人员的人脸图像；

66、基于人脸图像对目标人员进行运动监测，确定目标人员的运动类型及对应的运动时长；

67、基于目标人员的运动类型及对应的运动时长进行运动分析，得到运动分析结果；

68、根据体质分析结果和运动分析结果进行运动效果评估。

69、本发明通过提供一种基于人工智能的智能跑道运动效果评估系统及方法，包括：当目标人员出现在智能跑道所处区域时，采集目标人员的人体图像；基于人体图像对目标人员进行体质分析，得到体质分析结果；从人体图像中提取目标人员的人脸图像；基于人脸图像对目标人员进行运动监测，确定目标人员的运动类型及对应的运动时长；基于目标人员的运动类型及对应的运动时长进行运动分析，得到运动分析结果；根据体质分析结果和运动分析结果进行运动效果评估。实现了对运动者的运动效果进行及时且准确地评估，从而使得运动者能够及时准确地获取自己的运动效果评估结果，进而根据评估结果制定更加合理的运动方式并提高运动积极性的技术效果。

70、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本技术文件中所写的特别指出的结构来实现和获得。

71、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。