Posture correction method based on posture correction glasses and related assembly

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种基于姿势矫正镜的姿势矫正方法及相关组件，通过包括有单个可移动摄像头的姿势矫正镜对用户姿势进行矫正，避免多个摄像头带来的高成本，同时，每隔预设时长控制摄像头调整当前采集数据的位置，无需用户在采集数据前保持一个状态一段时间，提高用户体验感。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

姿势矫正镜是一种提供给运动障碍、创伤恢复、帕金森氏综合征和瘫痪的等患者对身体异常姿势进行矫正训练的镜子。

当前的姿势矫正镜采用单个摄像头采集用户的图像，并对图像进行解析确定待训练的部位，由于摄像头的位置设置固定，因此，当用户的身高和体型存在差异时，摄像头依旧在固定位置进行图像采集会导致获取的数据不够准确，进而导致姿势训练的效果较差。而增加摄像头的数量会带来成本的上升，当其中任意一个摄像头故障时，定位和排除故障费时费力。

此外，采用单个摄像头的方式进行训练过程中，根据用户的运动情况采集数据时，每次采集前需要用户保持某个状态一段时间，否则采集的数据将不准确，这给用户带来极差的体验感。

为了实现基于包括有单个摄像头的姿势矫正镜，根据用户的当前状态对用户姿势进行准确矫正，提升用户体验感，本申请实施例提供了一种基于姿势矫正镜的姿势矫正方法，通过获取待矫正部位，嵌入式设置于矩形镜片表面的红外传感器所采集的初始数据，以及可移动设置于预设轨道内的摄像头所采集的目标图像，其中，预设轨道为嵌入式设置于各矩形镜片间的轨道，根据获取的目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置，并在每隔预设时长后，根据获取的初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置以便捕捉训练数据。由此，可根据用户体型控制摄像头位置最佳位置进行数据采集，同时，无需用户在采集数据前保持一个状态一段时间，提高用户体验感

图1为本申请实施例所提供的一种基于姿势矫正镜的姿势矫正方法的流程图，该方法应用于包括有多个矩形镜片、一个摄像头、红外传感器和控制单元的姿势矫正镜，摄像头可移动设置于各矩形镜片间嵌入式设置的预设轨道内，且红外传感器嵌入式设置于矩形镜片的表面，如图1所示，该方法包括：

S10：获取用户选择的待训练部位，红外传感器采集的初始数据，以及摄像头采集的目标图像；

在具体实施例中，获取用户根据实际需求选择的待训练部位，以及红外传感器采集的初始数据和摄像头采集的目标图像。其中，待训练部位可以是一个，也可以是多个，对此本申请不作限定。当待训练部位为多个时，依据用户需求一次进行训练，每个待训练部位达到预设训练时长时，发出提示并直接进入下一个待训练部位的训练。

需要说明的是，红外传感器采集的初始数据包括姿势矫正镜距离地面的距离，用户头顶映射在姿势矫正镜的点垂直到姿势矫正镜底边的距离，以及用户的宽度。其中，用户的宽度可以是肩距，也可以是以用户水平方向上最长的距离作为用户宽度，对此本申请不作限定。

事实上，不同身高的用户距离姿势矫正镜的距离也会影响矫正的效果，因此，在姿势矫正镜前更加身高的不同，设置不同的距离姿势矫正镜的距离。用户进行姿势矫正时，需要根据自身的身高站立在与姿势矫正镜相应的距离处。

S11：根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置；

根据步骤S10获取到摄像头采集的目标图像后，解析目标图像，然后依据解析的结果确定待训练部位映射在姿势矫正镜上的理论目标位置，即待训练部位照射在矫正镜的理论目标位置。

可以理解的是，摄像头设置于预设轨道内，且该预设轨道嵌入式设置于矩形镜片间，因此，待训练部位映射在姿势矫正镜上可能在矩形镜片上，也可能正好映射在预设轨道上。故，将映射的位置称为理论目标位置，需要根据理论目标位置确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置。

当理论目标位置正好在预设轨道上时，将理论目标位置作为摄像头采集训练数据的最佳目标位置。当理论目标位置在矩形镜片上时，进一步确定该理论目标位置在水平方向上和垂直方向上与预设轨道距离最近的第一位置和第二位置，将第一位置和第二位置中的较小者作为最佳目标位置。也就是说，当理论目标位置落在其中一个矩形镜片上时，该矩形镜片的每条边都有一条预设轨道，确定理论目标位置距离每条边上的预设轨道最近的点，将这个点作为最佳目标位置。

S12：在每隔预设时长后，根据初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置处，以便摄像头捕捉待训练部位的训练数据。

实施中，获取到红外传感器采集的初始数据后，根据初始数据可以确定用户的几何中心映射在姿势矫正镜上所对应的位置，将该位置称为目标中心位置。即用户自身的中心点映射在姿势矫正镜上的位置。

进一步的，在得到目标中心位置后，确定步骤S11中得到的最佳目标位置与目标中心位置的相对距离

可以理解的是，在进行姿势矫正的过程中，用户可能会发生移动等现象导致目标中心位置和摄像头采集训练数据的最佳目标位置发生改变。因此，需要在预设时长后，调整摄像头采集训练数据的位置。即，每隔预设时长，获取当前最佳目标位置与目标中心位置的相对距离，以及前一时刻最佳目标位置与目标中心位置的相对距离，并确定当前的相对距离和前一时刻的相对距离之间的差值，在该差值超出预设范围时，确定需要对摄像头当前采集训练数据的位置进行调整。此时，依据当前的最佳目标位置和前一时刻的最佳目标位置之间路径最短原则，控制摄像头移动至当前的最佳目标位置。

事实上，用户在训练过程中发生移动后，目标中心位置也会发生移动，而用户最初站立在镜子前所得到的目标中心位置为最准确的位置。因此，在进行训练前，可以先依据红外传感器采集的初始数据将摄像头移动至目标中心位置处，此后，在训练过程中均以该目标中心位置为依据对摄像头的位置进行调整。

在训练过程中，若红外传感器无法采集到初始数据和/或摄像头无法正常采集到目标图像时，可能红外传感器和摄像头发生故障，也可能是用户偏离训练的物理范围，此时发出提示信号，以便于用户排除故障。

当训练时长达到预设时长时，停止训练，并生成相应待训练部位的动态分析图，以便于用户获取当前的训练效果。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法，应用于包括有多个矩形镜片、一个摄像头、红外传感器和控制单元的姿势矫正镜，摄像头可移动设置于各矩形镜片间嵌入式设置的预设轨道内，且红外传感器嵌入式设置于矩形镜片的表面。该方法包括：获取用户选择的待训练部位，红外传感器采集的初始数据，以及摄像头采集的目标图像，并根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置。在每隔预设时长后，根据初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置处，以便摄像头捕捉待训练部位的训练数据。由此可见，本申请所提供的技术方案，单个摄像头可在预设轨道内进行移动的设计，可根据用户的身材体型进行移动以获取准确数据，且避免多个摄像头带来的高成本，以及避免采用多个摄像头难以进行摄像头故障定位和排除。此外，在每隔预设时长后控制摄像头移动至捕捉用户待训练部位的训练数据的最佳目标位置，以便于根据用户的当前状态不断调整摄像头采集数据的位置，无需用户在采集数据前保持一个状态不同，提升用户体验感。

在具体实施例中，根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置时，先对摄像头采集的目标图像进行解析得到解析结果，并根据解析结果确定待训练部位映射在姿势矫正镜上的理论目标位置。

可以理解的是，本申请所提供的姿势矫正镜由多个矩形镜片组成，且在矩形镜片间设置了预设轨道，因此，在根据解析结果确定待训练部位映射在姿势矫正镜上的理论目标位置时，理论目标位置可能映射在预设轨道上，也可能映射在矩形镜片上。

因此，需要根据理论目标位置确定最佳目标位置，即根据理论目标位置确定摄像头在预设轨道上的最佳位置。当理论目标位置在预设轨道上时，将理论目标位置作为最佳目标位置，当理论目标位置在矩形镜片上时，确定理论目标位置在水平方向上和垂直方向上与预设轨道距离最近的第一位置和第二位置，将第一位置和第二位置中的较小者作为最佳目标位置。为了便于理解，下面将结合图2进行详细说明。

图2为本申请实施例所提供的一种姿势矫正镜示意图，如图2所示，假设矩形镜片为正方形，且每个正方形镜片的边长为L，预设轨道的宽度为W，摄像头可在宽度为W的预设轨道内移动，以姿势矫正镜的中心为原点建立坐标系，其中，用户几何中心位置的坐标为(m，n)。

理论目标位置在水平方向上距离左侧预设轨道最近的距离为L_left，距离右侧预设轨道最近的距离为L_right，在垂直方向上距离下方预设轨道的最近距离为L_bottom，距离上方预设轨道最近的距离为L_top。

因此，在确定最佳目标位置时，以L_left、L_right、L_bottom和L_top中的最小者所对应的预设轨道的位置作为最佳目标位置。即，将理论目标位置在水平方向上和垂直方向上与预设轨道距离最近的第一位置和第二位置中的较小者作为最佳目标位置。

值得注意的是，在水平方向上距离左侧预设轨道最近的距离L_left＝m-int(float(m-w)/(L+W))*(L+W)，距离右侧预设轨道最近的距离L_right＝int(float(m-w)/(L+W))*(L+W)-m，距离下方预设轨道的最近距离L_bottom＝n-int(float(n-w)/(L+W))*(L+W)，垂直方向上距离上方预设轨道最近的距离L_top＝int(float(n-w)/(L+W))*(L+W)-n。

因此，如图2所示，当理论目标位置落在矩形镜片上时，取该点距离四条边所对应的预设轨道最近的点作为最佳目标位置，即摄像头采集训练数据的最佳位置。

可以理解的是，当矩形镜片越多，预设轨道越密集，则控制摄像头采集的数据越准确，相应的，镜片给人的视觉效果相对较差，因此，预设轨道的宽度和矩形镜片的形状、大小和个数可以依据实际需求进行设定。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法，在确定摄像头采集训练大数据的最佳目标位置时，对目标图像进行解析得到解析结果，并依据解析结果确定待训练部位映射在姿势矫正镜上的理论目标位置，当理论目标位置在预设轨道上时，将理论目标位置作为最佳目标位置，当理论目标位置在矩形镜片上时，确定理论目标位置在水平方向上和垂直方向上与预设轨道距离最近的第一位置和第二位置，将第一位置和第二位置中的较小者作为最佳目标位置。由此，尽可能将摄像头移动至一个采集训练数据的最佳位置，提升数据采集准确性，进而提升姿势矫正的效果。

在上述实施例的基础上，得到摄像的最佳目标位置后即可对用户的训练数据进行采集，然而在训练过程中，不可避免用户会发生移动，导致最佳目标位置发生改变，若摄像头一直处于一个位置进行数据采集，则会导致采集的数据出现偏差，因此，需要根据用户的移动实时对摄像头的位置进行调整。

具体的，先根据初始数据确定用户几何中心位置映射在姿势矫正镜上的目标中心位置，并确定最佳目标位置与目标中心位置的相对距离，然后，获取当前的相对距离和前一时刻的相对距离之间的差值，在差值超出预设范围时，控制摄像头移动至当前的最佳目标位置。

值得注意的是，红外传感器采集的初始数据包括姿势矫正镜距离地面的距离，用户头顶映射在姿势矫正镜的点垂直到姿势矫正镜底边的距离，以及用户的宽度。其中，用户的宽度可以是肩距，也可以是以用户水平方向上最长的距离作为用户宽度，对此本申请不作限定。

图3为本申请另一实施例所提供的一种姿势矫正镜的训练示意图，如图3所示，用户根据自身的身高站立在姿势矫正镜前进行姿势训练时，根据红外传感器采集的姿势矫正镜距离地面的距离为a，用户头顶映射在姿势矫正镜的点垂直到姿势矫正镜底边的距离为b，用户的宽度为c，即可确定用户几何中心位置映射在姿势矫正镜上的目标中心位置。例如，目标中心位置位于1/(a+b)，1/c处。

可以理解的是，当用户发生轻微移动时，无需调整摄像头的位置，因此需要根据当前确定的最佳目标位置与目标中心位置的相对距离与前一时刻最佳目标位置与目标中心位置的相对距离之间的差值超出预设范围时，确定需要对摄像头的位置进行调整。此时，获取当前最佳目标位置与前一时刻最佳目标位置之间的所有路径，选取路径最短的路径以便移动摄像头。

需要说明的是，用户在发生移动的过程中，不可避免用户几何中心位置映射在姿势矫正镜上的目标中心位置也会发生改变，因此，在用户初始站立在姿势矫正镜前第一次获取到的目标中心位置作为整个训练过程中的目标中心位置。

此外，还需要说明的是，为了避免摄像头的初始位置位于偏离姿势矫正镜中心较远的地方，导致采集的初始图像不准确，可以在根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置之前，先根据红外传感器采集的初始数据确定用户几何中心映射在姿势矫正镜上的目标中心置，并将摄像头移动至该目标中心位置。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法，根据初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置处时，先根据初始数据确定用户几何中心位置映射在姿势矫正镜上的目标中心位置，然后，确定最佳目标位置与目标中心位置的相对距离，并获取当前的相对距离和前一时刻的相对距离之间的差值，在差值超出预设范围时，确定摄像头需要调整采集训练数据的位置，此时，控制摄像头移动至当前的最佳目标位置。由此，用户无需在采集数据前需要保持一个状态不变，摄像头可以依据用户当前的位置和状态不断的调整摄像头采集训练数据的位置，进而提高数据采集准确性的同时，提高用户体验感。

在具体实施例中，为了进一步提高数据采集的准确性和训练的效果，在无法获取到红外传感器采集的初始数据和/或摄像头采集的目标图像的情况下，可能是红外传感器或摄像头出现故障，也可能是用户离开正常采集的物理范围，此时发出提示信号，以便于工作人员对姿势矫正镜的故障进行排除，或提醒用户移动至指定的训练范围内。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法，在无法获取到红外传感器采集的初始数据和/或摄像头采集的目标图像的情况下，发出提示信号，方便工作人员及时排除故障，进而提高数据采集准确性的同时，提高姿势矫正镜的可靠性。

实施中，为了便于用户查看当前的训练结果，以及结合历史训练数据对用户的训练进行综合分析，在训练时长达到预设时长时，结束当前待训练部位的训练，并生成训练结果分析图。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法，在待训练部位完成训练后，生成训练结果分析图，以便用户查看当前的训练效果。

在上述实施例中，对于基于姿势矫正镜的姿势矫正方法进行了详细描述，本申请还提供一种姿势矫正镜对应的实施例。该姿势矫正镜包括多个矩形镜片、一个摄像头、红外传感器和控制单元，其中，矩形镜片，用于辅助用户进行姿势矫正，摄像头可移动设置于各矩形镜片间嵌入式设置的预设轨道内，用于采集目标图像。需要说明的是，对于预设轨道的宽度，矩形镜片的个数、形状和大小，本申请不作限定。

此外，红外传感器嵌入式设置于矩形镜片的表面，用于采集初始数据，控制单元分别与摄像头和红外传感器连接，用于获取用户选择的待训练部位，红外传感器采集的初始数据，以及摄像头采集的目标图像，根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置，并在每隔预设时长后，根据初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置处，以便摄像头捕捉待训练部位的训练数据。

本申请实施例所提供的姿势矫正镜所带来的有益效果与上述实施例中基于姿势矫正镜的姿势矫正方法所带来的有益效果相对应，此处暂不赘述。

在上述实施例中，对于基于姿势矫正镜的姿势矫正方法进行了详细描述，本申请还提供一种基于姿势矫正镜的姿势矫正装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件结构的角度。

图4为本申请实施例所提供的一种基于姿势矫正镜的姿势矫正装置的结构图，该装置应用于包括有多个矩形镜片、摄像头、红外传感器和控制单元的姿势矫正镜，摄像头可移动设置于各矩形镜片间嵌入式设置的预设轨道内，且红外传感器嵌入式设置于矩形镜片的表面，如图4所示，该装置包括：

获取模块10，用于获取用户选择的待训练部位，红外传感器采集的初始数据，以及摄像头采集的目标图像；

确定模块11，用于根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置；

控制模块12，用于在每隔预设时长后，根据初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置处，以便摄像头捕捉待训练部位的训练数据。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正装置，应用于包括有多个矩形镜片、一个摄像头、红外传感器和控制单元的姿势矫正镜，摄像头可移动设置于各矩形镜片间嵌入式设置的预设轨道内，且红外传感器嵌入式设置于矩形镜片的表面。包括：获取用户选择的待训练部位，红外传感器采集的初始数据，以及摄像头采集的目标图像，并根据目标图像确定摄像头捕捉待训练部位的训练数据的最佳目标位置。在每隔预设时长后，根据初始数据控制摄像头移动至当前的最佳目标位置处，以便摄像头捕捉待训练部位的训练数据。由此可见，本申请所提供的技术方案，单个摄像头可在预设轨道内进行移动的设计，可根据用户的身材体型进行移动以获取准确数据，且避免多个摄像头带来的高成本，以及避免采用多个摄像头难以进行摄像头故障定位和排除。此外，在每隔预设时长后控制摄像头移动至捕捉用户待训练部位的训练数据的最佳目标位置，以便于根据用户的当前状态不断调整摄像头采集数据的位置，无需用户在采集数据前保持一个状态不同，提升用户体验感。

图5为本发明另一实施例提供的一种基于姿势矫正镜的姿势矫正装置的结构图，如图5所示，基于姿势矫正镜的姿势矫正装置包括：存储器20，用于存储计算机程序；

处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例所提到的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法的步骤。

本实施例提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogic Array，简称PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图像处理器(GraphicsProcessing Unit，简称GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的基于姿势矫正镜的姿势矫正方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于基于姿势矫正镜的姿势矫正方法中所涉及的相关数据。

在一些实施例中，基于姿势矫正镜的姿势矫正装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对基于姿势矫正镜的姿势矫正装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：基于姿势矫正镜的姿势矫正方法。

本申请实施例所提供的基于姿势矫正镜的姿势矫正装置，单个摄像头可在预设轨道内进行移动的设计，可根据用户的身材体型进行移动以获取准确数据，且避免多个摄像头带来的高成本，以及避免采用多个摄像头难以进行摄像头故障定位和排除。此外，在每隔预设时长后控制摄像头移动至捕捉用户待训练部位的训练数据的最佳目标位置，以便于根据用户的当前状态不断调整摄像头采集数据的位置，无需用户在采集数据前保持一个状态不同，提升用户体验感。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种基于姿势矫正镜的姿势矫正方法及相关组件进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。