一种体育教学智能体育测试系统

摘要

本发明提供一种体育教学智能体育测试系统，涉及智能教育领域。该体育教学智能体育测试系统，包括智能测试系统。通过利用智能身份识别单元，其根据实时人脸采集和全身数据采集，保证测试学员的真实认证性，且进行测试项目区域的拟态建立和学员拟态生成，利用智能拟态场景和拟态人物肢态监测与运动轨迹的监测对比，同时对拟态场景中的整体动态和静态肢体运动轨迹进行智能判定标记，实现自动化、标准化、智能化的体育测试，自动、正确计算测试成绩，量化计算测试过程数据，正确评判规范动作和不规范动作，不仅可以有效避免测试中冒名顶替代测，且有效减少测试过程中因意外、捣乱等导致的人工裁决的遗漏和错误。

说明书

技术领域

本发明涉及智能教育领域，具体为一种体育教学智能体育测试系统。

背景技术

现有的体育测试、比如百米跑步等测试都需要在相应的实体场地中进行，当前体育测试的成绩测量都使用人工方式测量或者传感器方式测量，均通过人为监管使用测量设备包括秒表、皮尺、红外测距仪、机械计数器、电子计数器等设备进行测量。

然而，人为监管使用测量设备易受到外接影响和打断，导致测试成绩难以对应、测试效率低、不能准确区分标准动作和不规范动作等问题，且目前的体育运动领域，交互式体验比较差，学员无法获知自身的运动状态数据信息，无从判断跑步姿势是否正确到位，导致进步缓慢，运动效率低，同时也无法获知他人的运动状态数据信息，无从进行比较分析。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种体育教学智能体育测试系统，解决了当前人为监管使用测量设备易受到外接影响和打断，导致测试成绩难以对应、测试效率低、不能准确区分标准动作和不规范动作等问题，且目前的体育运动领域，交互式体验比较差，学员无法获知自身的运动状态数据信息，无从判断跑步姿势是否正确到位，导致进步缓慢，运动效率低，同时也无法获知他人的运动状态数据信息，无从进行比较分析的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种体育教学智能体育测试系统，包括智能测试系统，所述智能测试系统包括用于整个系统控制和测试判定的监测中心控制端、用于获取测试学员身份信息的身份获取单元、用于测试数据存放的存储模块、用于数据信息匹配的数据交互单元、用于智能监测的检测传感单元和用于智能拟态的拟态同步单元。

优选的，所述监测中心控制端包括基于深度学习算法和卷积神经的检测处理中心、拥有多个指令按键的控制键、图像数据存储单元、用于错误警示的标记模块、用于智能识别的图像数据对比单元和用于处理获取信息的图像获取处理单元。

优选的，所述图像获取处理单元与检测传感单元电性连接且与拟态同步单元和检测处理中心电性连接，所述图像数据对比单元与拟态同步单元电性连接且与检测处理中心和标记模块电性连接。

优选的，所述身份获取单元包括人脸认证单元、身份认证单元和全身认证单元，其中人脸认证单元和全身认证单元采用实时认证模式，所述身份认证单元基于人脸认证单元进行身份识别认证。

优选的，所述检测传感单元包括人体追踪单元、项目定点追踪、定点传感单元和区域定位模块，其中人体追踪单元包括人体肢态动态追踪和静态肢体定位，所述项目定点追踪基于测试项目进行测试项目预定点追踪。

优选的，所述拟态同步单元包括拟态同步模型、目标追踪单元、目标模型同步和区域模型同步，其中拟态同步单元基于图像获取处理单元的通过检测传感单元获取数据进行具有动态运动的拟态模型建立。

优选的，所述检测传感单元包括电性连接的多个传感器、多个追踪摄像头和全景实地相机。

优选的，一种体育教学智能体育测试系统的使用方法，具体包括以下步骤：

S1.身份验证

通过身份获取单元进行学员身份验证，包括实时人脸识别和全身识别；

S2.拟态建立

利用监测中心控制端、检测传感单元和拟态同步单元进行测试项目区域拟态建立和待测学员拟态建立，并进行实时动态与静态肢态追踪和项目测试点定点追踪；

S3.测试判定

根据拟态同步单元数据，利用图像数据对比单元和标记模块进行分析比对和标记，其中比对值包含预定范围阈值，而标记模块对超出预定范围阈值点进行标记，根据标记点统计和项目测试点定点追踪至进行综合测试成绩判定。

（三）有益效果

本发明提供了一种体育教学智能体育测试系统。具备以下有益效果：

本发明提供了一种体育教学智能体育测试系统，通过利用智能身份识别单元，其根据实时人脸采集和全身数据采集，保证测试学员的真实认证性，且进行测试项目区域的拟态建立和学员拟态生成，利用智能拟态场景和拟态人物肢态监测与运动轨迹的监测对比，同时对拟态场景中的整体动态和静态肢体运动轨迹进行智能判定标记，实现自动化、标准化、智能化的体育测试，自动、正确计算测试成绩，量化计算测试过程数据，正确评判规范动作和不规范动作，分析学员的教学学习进度数据，从而给出针对性的运动处方，不仅可以有效避免测试中冒名顶替代测，且有效减少测试过程中因意外、捣乱等导致的人工裁决的遗漏和错误。

附图说明

图1为本发明系统框架图；

图2为本发明的检测中心控制端的结构框架图；

图3为本发明的身份获取单元的结构框架图；

图4为本发明的检测传感单元的结构框架图；

图5为本发明的拟态同步单元的结构框架图。

其中，1、智能测试系统；101、监测中心控制端；10101、检测处理中心；10102、控制键；10103、图像数据存储单元；10104、标记模块；10105、图像数据对比单元；10106、图像获取处理单元；102、身份获取单元；10201、人脸认证单元；10202、身份认证单元；10203、全身认证单元；103、存储模块；104、数据交互单元；105、检测传感单元；10501、人体追踪单元；10502、项目定点追踪；10503、定点传感单元；10504、区域定位模块；106、拟态同步单元；10601、拟态同步模型；10602、目标追踪单元；10603、目标模型同步；10604、区域模型同步。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-5所示，本发明实施例提供一种体育教学智能体育测试系统，包括智能测试系统1，智能测试系统1包括用于整个系统控制和测试判定的监测中心控制端101、用于获取测试学员身份信息的身份获取单元102、用于测试数据存放的存储模块103、用于数据信息匹配的数据交互单元104、用于智能监测的检测传感单元105和用于智能拟态的拟态同步单元106，检测传感单元105包括电性连接的多个传感器、多个追踪摄像头和全景实地相机。

监测中心控制端101包括基于深度学习算法和卷积神经的检测处理中心10101、拥有多个指令按键的控制键10102、图像数据存储单元10103、用于错误警示的标记模块10104、用于智能识别的图像数据对比单元10105和用于处理获取信息的图像获取处理单元10106，利用嵌入处理器中基于深度学习算法和卷积神经作为检测处理中心10101，以多个指令按键的不同操作命令进行操作使用，其中操作按键包括测试项目区域切换、测试项目归零和启动等多个按键，方便根据不同需要进行按键操作使用。

图像获取处理单元10106与检测传感单元105电性连接且与拟态同步单元106和检测处理中心10101电性连接，图像数据对比单元10105与拟态同步单元106电性连接且与检测处理中心10101和标记模块10104电性连接，图像获取处理单元10106根据检测传感单元105进行测试项目区域场景数据和待测学员数据采集，并将采集数据转换传输至拟态同步单元106中进行拟态生成，由拟态同步单元106进行测试进程中学员动静态运动肢态和测试项目点状态同步模拟，完成智能测试，最终由标记模块10104进行各个环节点的标记使用，完成测试结果判定。

身份获取单元102包括人脸认证单元10201、身份认证单元10202和全身认证单元10203，其中人脸认证单元10201和全身认证单元10203采用实时认证模式，身份认证单元10202基于人脸认证单元10201进行身份识别认证，其中身份获取单元102的操作方法为：

A.系统激活后，待测学员进行人脸实时认证，并生成当前学员面部信息，此时根据系统内存储的学员数据进行匹配比对；

B.完成匹配后，系统再次进行学员全身信息采集，包括全身照和身高数据，并利用该数据生成拟态人物数据加载至当前待测项目区域拟态环境中，完成最终身份获取。

检测传感单元105包括人体追踪单元10501、项目定点追踪10502、定点传感单元10503和区域定位模块10504，其中人体追踪单元10501包括人体肢态动态追踪和静态肢体定位，项目定点追踪10502基于测试项目进行测试项目预定点追踪，其中人体追踪单元10501利用肢态传感摄像头进行人体肢体动态和静态定点追踪，完成肢体动静态轨迹判定，利用项目定点追踪10502对测试项目的测试完成点进行追踪，确定学员测试项目结果点的准确统计量，而定点传感单元10503利用扣接式定位传感器进行人体定位，并于测试项目拟态场景中同步该定位点，同时区域定位模块10504对测试项目区域场景进行测试点定位和全局方位定点，完成拟态与现实数据同步关联。

拟态同步单元106包括拟态同步模型10601、目标追踪单元10602、目标模型同步10603和区域模型同步10604，其中拟态同步单元106基于图像获取处理单元10106的通过检测传感单元105获取数据进行具有动态运动的拟态模型建立，利用拟态同步单元106将实际测试项目区域进行拟态生成，并进行多个维度的定点追踪记录，保证数据的实时性、智能性和完整记录。

一种体育教学智能体育测试系统的使用方法，具体包括以下步骤：

S1.身份验证

通过身份获取单元102进行学员身份验证，包括实时人脸识别和全身识别；

系统激活后，利用人脸认证单元10201对待测学员进行人脸实时认证，并生成当前学员面部信息，此时根据系统内存储模块103的学员数据进行匹配比对，完成匹配后，系统利用全身认证单元10203再次进行学员全身信息采集，包括全身照和身高数据，并利用该数据生成拟态人物数据加载至当前待测项目区域拟态环境中，完成最终身份获取；

S2.拟态建立

利用检测传感单元105的多个传感器、多个追踪摄像头和全景实地相机进行所需数据采集，并经过图像获取处理单元10106进行处理后转入拟态同步单元106中生成所需测试项目区域拟态环境和待测学员拟态人物建立，此时将学员测试展现的肢态进行采集追踪，利用拟态人物和拟态环境进行智能监测，并进行实时动态与静态肢态追踪和项目测试点定点追踪；

S3.测试判定

根据拟态同步单元106数据，利用项目定点追踪10502对测试项目的测试完成点进行追踪，确定学员测试项目结果点的准确统计量，而定点传感单元10503利用扣接式定位传感器进行人体定位，并于测试项目拟态场景中同步该定位点，同时区域定位模块10504对测试项目区域场景进行测试点定位和全局方位定点，完成拟态与现实数据同步关联，由图像数据对比单元10105和标记模块10104进行分析比对和标记，其中比对值包含预定范围阈值，而标记模块10104对超出预定范围阈值点进行标记，根据标记点统计和项目测试点定点追踪至进行综合测试成绩判定。

通过进行测试项目区域的拟态建立和学员拟态生成，利用智能拟态场景和拟态人物肢态监测与运动轨迹的监测对比，同时对拟态场景中的整体动态和静态肢体运动轨迹进行智能判定标记，实现自动化、标准化、智能化的体育测试，自动、正确计算测试成绩，量化计算测试过程数据，正确评判规范动作和不规范动作，分析学员的教学学习进度数据，从而给出针对性的运动处方，不仅可以有效避免测试中冒名顶替代测，且有效减少测试过程中因意外、捣乱等导致的人工裁决的遗漏和错误。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。