一种基于机器视觉的引体向上计数器

1.本发明涉及引体向上测试时的计数用具，针对人工监考时主观性大，标准不统一，使得考试成绩出现不公平和现有的引体向上测试设备结构复杂，交互能力差，成本高，不易安装、维护费用高，不易于铺设的现象，本发明是一种用于引体向上的测验中的计数用具。


背景技术：

2.引体向上指依靠自身力量克服自身体重向上做功的垂吊练习，《国家学生体质健康标准》测试要求所有初高中和大学男生每年必须进行引体向上测试，是衡量男性体质的重要参考标准和项目之一。
3.引体向上主要测试上肢肌肉力量的发展水平，以及臂力和腰腹力量，是一项多关节复合动作。传统的引体向上测试需要人工监考，主观性大，标准不统一，容易出现考试成绩出现不公平现象。目前也提出了一些智能测试系统，根据所使用传感器类型可以分为基于超声波传感器等非视觉传感器和基于视觉传感器两类。其中非视觉传感器主要进行固定位置、距离的判断对动态动作的效果没有视觉传感器好，且固定的数值对于不同身高条件人和摆动动作并不公平，且设备大多需要固定在特定位置不易于铺设、安装。目前视觉传感器大多设备使用类似kinect传感器和pc机的组合来进行骨骼跟踪或人脸识别实现引体向上的计数，但其硬件成本高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的引体向上计数器，与现有的国内外的计数器相比，结构简单，布设方便且在保证正确率的同时有效的降低了硬件成本，具有较高的使用价值。
5.本发明的技术方案在于：一种基于机器视觉的引体向上计数器，包括树莓派模块和单目摄像头，单目摄像头内嵌入有人脸识别模块，树莓派模块中预安装有引体向上计数程序，单目摄像头布设在单杠水平高度并与树莓派模块连接。
6.树莓派模块包括数据输入模块、主控制器、数据显示模块、图像处理模块、位置检测模块、目标跟踪模块和计数模块。主控制器为核心控制单元，用以对其他模块进行控制，数据输入模块、数据显示模块、图像处理模块、位置检测模块、目标跟踪模块和计数模块均与主控制器连接；数据输入模块用以将单目摄像头采集的人脸图像输入至主控制器中进行识别，识别结果通过数据显示模块进行显示。单目摄像头采集的引体向上计数图像经过数据输入模块后，经过图像处理模块、位置检测模块、目标跟踪模块和计数模块进行识别计算，自动对人脸识别的目标进行引体计数。
7.树莓派模块中的计数程序中，首先输入学号，然后点击confirm开始引体向上计数，待计数完成后点击next储存数据，即可进行下一轮计数过程。
8.使用嵌入式系统(树莓派)和单目摄像头的设备组合，利用人脸识别和目标追踪相结合的方式实现引体线上计数功能。
9.本发明的优点在于：本发明的基于机器视觉的引体向上计数器设备使用嵌入式系统代替传统pc平台，技术实现优化了现有使用人脸识别的方法，采用人脸识别与目标追踪相融合的方法，使得结构简单布设方便，降低了硬件成本，具有较高的使用价值。
附图说明
10.图1为系统整体架构。
11.图2为算法实现流程。
12.图3为程序主界面。
13.图4为程序运行完界面。
14.图5为程序重新开始计数界面。
具体实施方式
15.为了让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
16.如图1
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5所示，一种基于机器视觉的引体向上计数器，包括树莓派模块和单目摄像头，单目摄像头内嵌入有人脸识别模块，树莓派模块中预安装有引体向上计数程序，单目摄像头布设在单杠水平高度并与树莓派模块连接。树莓派模块中的计数程序中，首先输入学号，然后点击confirm开始引体向上计数，待计数完成后点击next储存数据，即可进行下一轮计数过程
17.使用嵌入式系统(树莓派)和单目摄像头的设备组合，利用人脸识别和目标追踪相结合的方式实现引体线上计数功能。将图中设备布设在单杠水平高度，打开内置程序，输入学号，点击confirm开始引体向上计数，待计数完成后点击next储存数据，即可进行下一轮计数过程。