作者：胡耀東 經管學院
指導老師：陳震 訓練中心 林蔚然 訓練中心
關鍵詞：健身 人工智能 姿態(tài)識別
摘要
當今人們越來越重視身體健康，體育鍛煉是保障身體健康的重要方式。但是由于工作學習壓力，或者場地時間限制，甚至是在疫情中，我們呆在家里不能外出，很多時候我們想鍛煉卻不知道怎么鍛煉，鍛煉了也不知道動作標不標準，如果到專業(yè)的健身房里需要花費很多的時間和金錢。由此我們想到，希望用一種可以在居家生活環(huán)境中使用，而且便攜性很強的設備，來對人們的健身指導和健身姿態(tài)的校準。
功能介紹
1、健身前可以通過攝像頭以及與其他智能設備的聯動獲取使用者的體型體態(tài)，并推薦個性化的健身計劃；
2、健身時，可以實現人體姿態(tài)動作捕捉以及校準，即事先錄入好正確標準的健身動作，然后檢測用戶在使用時的動作，通過對比可以得出兩者之間的差異。如果用戶的動作不夠標準，可以進行提醒。同時還可以用于新的健身姿勢的學習和教學；
3、健身后，可以通過記錄的健身數據形成健身報告，并可以分享到各大社交圈。
作品特點
1、應用了人工智能相關技術，可以自動檢測出三維的人體姿態(tài)。
2、可以有效比較使用者姿態(tài)和標準姿態(tài)之間的差異，并校準。
3、便攜性強，使用方便，可應用的場景多
4、結構簡單，對硬件要求不高，組裝容易，成本可控。
工作流程
開機后選擇運動模式，通過Kinect的相機和深度相機獲取用戶身體部位的點云圖，并計算重心位置進行位置的微調；利用Kinect內置的骨骼定位系統(tǒng)將點云圖轉化為骨骼圖，獲取骨骼的三維位置、角度等信息。將骨骼圖與錄入的標準動作進行比對，獲取動作評分，并將評分、評測結果和骨骼圖實時反饋在UI上。
核心算法
我們選擇了KNN算法，加入權重對健身動作進行分類。進一步的健身動作評分中，在上述方法基礎上，面向健身動作的標準化和易受傷部位，重新設定懲罰因子，并對權重的分布進行了調整。
圖一 工作流程圖
圖二 產品概念設計圖
