空 挡 广 告 位 | 空 挡 广 告 位

谷歌专利:用XR帮你准确完成深蹲,俯卧撑和仰卧起坐等动作

查看引用/信息源请点击:映维网Nweon

锻炼用例

映维网Nweon 2023年10月10日)人们对AR/VR的一个畅想是,未来大家都会穿戴轻便的头显并完成各种日常活动,例如办公,娱乐和社交。对于谷歌而言,这家公司构思的一个重要用例是锻炼。

谷歌指出,头戴式设备可以监测用户进行的锻炼,如俯卧撑、仰卧起坐或深蹲。例如,头戴式设备可以基于头戴式设备与landmark的距离来追踪用户执行的重复动作。landmark可以包括表面的一部分,例如用户正在进行锻炼的地板或地面。

所以在名为“Tracking repetitions by head-mounted device based on distance”的专利申请中,谷歌提出可以根据相关距离来追踪用户的重复动作,从而支持锻炼用例,例如判断用户是否完成特定动作,或者完成动作是否标准。

在一个实施例中,当头戴式设备与landmark的距离在起始位置范围内时,头戴式设备可以认为用户处于起始位置,并且当头戴式设备与landmark的距离在完成范围内时,可以认为用户已经完成了重复的第一部分。

所述头戴式设备可基于所述头戴式设备中包含的一个或多个摄像头和/或基于所述头戴式设备中包含的一个或多个摄像头和陀螺仪来测量与所述landmark的距离。

图1A示出佩戴头戴式设备(HMD) 100在起始位置执行俯卧撑的用户150。用户150可以将用户150的部分手臂156A、156B(如用户的150手)和腿158A、158B(如用户的150脚)放在表面102上。所述表面102可以包括用户150正在其上运动的地板、地面或其他表面。当用户150演示适当的形式时,用户的150躯干154可以沿姿势线112和/或平面呈直线。

头戴式设备100可以安装在用户150的头152上和/或放置在头152上。头戴式设备100可以包括智能眼镜。头戴式设备100可以指向远离用户头部152和/或面部的方向。所述头戴式设备100指向的方向可视为所述头戴式设备100的方向110。

所述头戴式设备100可包括方向传感器,所述方向传感器可包括测量所述方向110的陀螺仪和/或加速度计。

在一个示例中,陀螺仪可以包含在包含在头戴式设备100中的惯性测量单元IMU中。头戴式设备100和/或陀螺仪可以将方向110与平行平面108进行比较。平行平面108可以平行于面102。角度Θ可以测量和/或表示平行平面108中方向110之间的差值。

所述头戴式设备100可以测量所述头戴式设备100与landmark104之间的距离106。其中,距离106可指头戴式设备100与landmark104之间的任何距离,并可包括如图所示的不同距离106A、106B、106C。

当用户150处于所述俯卧撑的起始位置时,所述头戴式设备100可测量所述头戴式设备100与所述landmark104之间的第一距离106A。所述landmark104可以包括所述表面102的一部分。头戴式设备100可以选择landmark104,并在整个锻炼过程中测量与同一landmark104的距离106A。其中,在图1A的示例中,锻炼为俯卧撑。

标尺104可以是不移动的固定物体和/或不移动的固定物体的一部分,以便在测量距离106时提供一致性。头戴式设备100可以选择landmark104作为对象。其中,所述对象将在整个锻炼(和/或重复)过程中保持在头戴式设备100中包含的摄像头视场内。

landmark104可在用户可及的范围内。所述头戴式设备100可以基于所述头戴式设备100中所述摄像头所捕获的landmark104的一个或多个图像来测量距离106A。例如,头戴式设备100可以通过摄像头捕获的landmark104的多个图像之间的三角测量和/或基于陀螺仪对方向的一次或多次测量来测量距离106A。

在图1A所示的示例中,距离106A可以在起始位置范围内。起始位置范围可以是用户150的高度的函数,例如围绕用户150的估计臂长的范围。例如,用户150手臂的长度156A, 156B可以估计为用户150身高的40%。

在用户150手臂156A、156B的长度可估计为用户150身高的40%的示例中,起始位置范围可在用户150身高的30%至40%之间。在一个示例中,基于距离106A在起始位置范围内,头戴式设备100可以为用户150输出开始锻炼和/或重复的指令,例如声音输出。

在图1A所示的实施例中,方向110可以在起始方向范围内。在俯卧撑的例子中,测量方向110与平行平面108之间的差值的角度Θ的起始方向范围可以接近90°或垂直于表面102,例如在80°和90°之间。在本例中,由于角度Θ在起始方向范围内,因此可以认为用户150处于开始俯卧撑的适当位置。

基于头戴式设备100的方向110在启动方向范围内,头戴式设备100可以输出指令,让用户开始锻炼,例如俯卧撑。在一个例子中,指令是一个可听到的输出,如“开始”。

图1B示出用户150在中间位置执行俯卧撑。在本例中,用户150弯曲了用户的150条手臂,并且距离106(表示为第二距离106B)已从图1A的起始位置所示的第一距离106A减小。然而,106B距离landmark104依然在完成范围之外。其中,完成范围可以是用户高度150的函数。

在一个示例中,最终位置可以被认为是用户的头部和/或头戴式设备100在距离landmark104的用户150高度的10%以内的位置。

在最终位置被认为是用户头部和/或头戴式设备100在距离landmark104的用户150高度的10%以内的位置的示例中,完成范围可以在用户150高度的10%左右,例如在用户150高度的5%至15%之间。在一个示例中,基于距离106B在完成范围之外,头戴式设备100可以为用户150输出继续锻炼的指令,例如声音输出“继续”。

图1C显示用户150在底部或完成位置执行俯卧撑。在这个例子中,用户150已经完成了锻炼的第一部分,亦即向下做俯卧撑。在完成第一部分锻炼的基础上,距离106减小,第三距离106C在完成范围内。

如图1C所示,第三距离106C小于完成距离204。基于第三距离106C小于完成距离204,所述头戴式设备100可以确定所述距离106C在完成范围205内(如图2所示)。在一个示例中,所述头戴式设备100可以认为用户150已完成所述锻炼的重复,并增加重复计数器。

在一个示例中,头戴式设备100仅在用户150返回到图1A所示的起始位置和/或距离106返回到起始位置范围后才认为用户150已经完成了锻炼的重复。

图1D显示了用户150在用户150的臀部过高的情况下进行俯卧撑。当用户150的臀部太高时,角度Φ将小于180°,用户150的头152下沉,导致角度Θ超出方向范围和/或大于90°。

基于角度Θ在方向范围之外且/或大于90°,头戴式设备100可以输出用户150动作不正确的指示。在一个例子中,指示可能是一个可听到的输出,例如“臀部请下沉”。

图1E显示了用户150以臀部部过低的形式进行俯卧撑。当用户150的臀部太低时,角度Φ将大于180°,用户的150头152抬起,导致角度Θ(超出方向范围和/或小于阈值形式值,例如80°。

基于角度Θ在方向范围之外和/或小于阈值形式值,头戴式设备100可以输出用户150的动作不正确的指示。在一个例子中,指示可能是一个可听到的输出,例如“臀部请抬起。”

图2显示了距离阈值和理想方向作为距离函数的曲线图。起始位置范围202可包括距离106大于或等于返回完成距离206的距离。完成范围205可包括距离106小于或等于完成距离204的距离。完成范围205可以表示距离106的范围,而在所述范围内可以认为用户150已经完成了锻炼的第一部分。

完成距离204可以表示头戴式设备100与表面102和/或landmark104的距离106。完成距离204和/或完成范围205可以是用户在锻炼期间停止和/或改变运动方向的距离或位置。

在俯卧撑和深蹲示例中,完成距离204可以表示用户150到达锻炼底部时的距离106,如图俯卧撑示例1C所示。在仰卧起坐的例子中,完成距离204可以表示用户150到达锻炼顶点时的距离106。完成范围205可以表示低于完成距离204的任何值,以考虑用户150移动超过完成距离204的情况。

返回完成距离206可以表示用户150返回到锻炼起始位置时的距离106,例如用户150的手臂156A、156B在做俯卧撑时完全伸展,如图1A所。返回完成距离206和/或起始位置范围202可以是用户在完成重复锻炼后在锻炼期间停止和/或改变运动方向的距离或位置。

起始位置范围202可以包括距离106大于返回完成距离206的任何值,并且允许返回完成距离206在用户150完全扩展时具有小于距离106A的值,从而允许用户150移动中的特定公差。

头戴式设备100可以确定完成距离204、完成范围205、返回完成距离206和/或起始位置范围202作为用户150高度的函数。在一个示例中,返回完成距离206可以是用户150身高的40%,并且起始位置范围202可以是等于或大于返回完成距离206的任何值。

在一个示例中,完成距离204可以是返回完成距离206的一半,或者完成距离204可以是用户150身高的10%。在一个示例中,完成范围205可以是小于或等于完成距离204的任何值。

在一个示例中,当用户150的手臂156A、156B伸直时,返回完成距离206和完成距离204可以是头戴式设备100的距离106A的函数,如图1A所示。

在一个示例中,头戴式设备100可以在用户150处于起始位置时确定距离106A,然后在用户150处于起始位置时确定作为距离106A的函数的返回完成距离206和完成距离204。在一个示例中,当用户150处于起始位置时,返回完成距离206可为距离106A的60%,和/或当用户150处于起始位置时,完成距离204可为距离106A的10%。

理想方向208可以是距离106的函数。例如,当用户150完成如图1C所示的俯卧撑,距离106处于或接近完成距离204,且/或距离106在完成范围内时,理想方位208和/或理想值0可为90°。当用户150处于如图1A所示的起始位置时,理想方向208可以是小于90°的值,例如80°。

在一个例子中,理想方向208的角度可以是距离106除以使用者的高度150的倒数余弦。取向范围可以是理想取向208加上或减去指定的度数,例如正负2°或正负3°。

图3显示了佩戴头戴式设备100的站立位置的用户150的高度测量。在一个示例中,头戴式设备100可以在用户150处于站立位置时确定用户150的高度。

在图3所示的示例中,用户150站在表面102上。用户150可以环顾四周,使头戴式设备100能够通过头戴式设备100中包含的摄像头捕获一个或多个图像。用户150的移动还可以使头戴式设备100向不同方向110移动。图3示出平行于表面102的平行平面108中方向110之间的夹角Θ。

基于捕获一个或多个图像,和/或多个方向110,头戴式设备100可以确定从头戴式设备100到表面102的高度302,或从用户150的头部顶部到表面102的高度304。头戴式设备100可以使用高度302、304来确定完成距离204、完成范围、返回完成距离206和/或起始位置范围202。

在一个示例中,头戴式设备100可以根据用户输入确定用户的150身高304,例如用户150口头陈述用户的150身高,或者用户150手动将用户的150身高304输入到头戴式设备100或与头戴式设备100通信的其他设备中。

图4显示了佩戴头戴式设备100执行仰卧起坐动作的用户150。头戴式设备可以监控用户的运动并追踪重复。在仰卧起坐的示例中,锻炼的第一部分将包括用户150将用户的150头和/或躯干154从表面102抬起,从而增加用户的150头和/或躯干154与表面102的距离。

锻炼的第二部分可以包括用户150将用户的150头和/或躯干154向后降低到表面102,从而减小用户的150头和/或躯干154与表面102的距离。头戴式设备100可以依靠表面102的一部分作为landmark,或者在用户头部前方的视野范围内选择另一个对象。

在一个示例中,头戴式设备100可以通过基于头戴式设备100的方向110来追踪用户的150运动和/或进度。所述头戴式设备100的方向110可通过角度Θ来测量,所述角度Θ测量的是所述头戴式设备100的方向110与平行于所述表面102的平行平面108的角度之差。

图5显示了用户150戴着头戴式设备100进行深蹲。在用户150进行深蹲锻炼的示例中,用户150可以在锻炼的第一部分中弯曲用户的150条腿以向下移动,并在锻炼的第二部分中伸直用户的150条腿以向上移动。

头戴式设备100可以根据头戴式设备100的方向110监控用户150进行深蹲的形式。在本锻炼中,适当的形式可以规定测量头戴式设备100的方向110与平行平面108之间的差异的角度Θ接近于零,例如在零的阈值范围内,例如在零的10°范围内。

在深蹲示例中,返回完成距离206可以是用户的150高度,和/或接近用户的150高度,例如用户150高度的90%,和/或起始位置范围202可以是等于或大于用户150高度的90%的值。

在一个示例中,完成距离204可以是用户150高度的70%,和/或完成范围可以小于或等于用户150高度的70%,要求用户蹲下用户150高度的30%。

相关专利Google Patent | Tracking repetitions by head-mounted device based on distance

名为“Tracking repetitions by head-mounted device based on distance”的谷歌专利申请最初在2022年3月提交,并在日前由美国专利商标局公布。

本文链接https://news.nweon.com/113588
转载须知:转载摘编需注明来源映维网并保留本文链接
素材版权:除额外说明,文章所用图片、视频均来自文章关联个人、企业实体等提供
QQ交流群苹果Vision  |  Meta Quest  |  微软HoloLens  |  AR/VR开发者  |  映维粉丝读者

您可能还喜欢...

资讯