1.基于2D激光雷达的仰卧起坐测试装置及动作判断方法,包括一块平整的底板,设置为软性垫子,其特征在于:所述的底板的前端设置脚部的限位杆和操作面板,所述的操作面板上设置显示屏,蜂鸣器和用户按键,所述的底板的后端设置扁平的头枕,所述的头枕的前端设置弧形边沿,所述的弧形边沿的中间设置2D激光雷达,在所述的2D激光雷达上建立传感器坐标系,x轴指向所述的底板的前端,y轴指向所述的底板的上方,所述的2D激光雷达的初始检测方向与x轴重合;所述的操作面板内部设置电子控制装置,所述的电子控制装置设置进行集中控制的处理器,所述的处理器连接所述的用户按键,蜂鸣器,显示屏和2D激光雷达;所述的处理器设置仰卧起坐动作判断方法,所述的仰卧起坐动作判断方法包括以下步骤:
(1)测试者按下所述的用户按键,所述的处理器控制所述的蜂鸣器发声,提示测试开始;
(2)测试者收腹,上体向上向前运动,到达最前端以后放松腹部,身体向后向下最后平躺到所述的底板上,循环反复;所述的处理器采集所述的2D激光雷达的输出数据f(i)=(θi,di),i=0,1,2...M,其中M为输出数据数量,θi为测量角度,di为测量距离,删除di<Tmin或者di>Tmax的数据,其中Tmin为无效距离的下限阈值,Tmax为无效距离的上限阈值;将数据f(i)转换为传感器坐标系中的点P(i)=(di·cosθi,di·sinθi),i=0,1,2...N,其中N<M,同时应满足N>Nmin,Nmin为最低有效数据量,否则检测数据f(i)无效;
(3)利用最小二乘法将点P(i)拟合成一条直线L,斜率为k;当k≥0,则直线L与x轴的夹角α=arctan(k);当k<0,则直线与x轴的夹角α=180°+arctan(k);
(4)将0°~180°区间划分为三个区域:第一区域:[αmax,180°);第二区域:(αmin,αmax);第三区域:(0,αmin];当夹角α从第一区域,进入第二区域,再进入第三区域的情况下,所述的处理器控制所述的蜂鸣器发声,确认计量一次仰卧起坐,所述的显示屏的显示次数加1,循环反复,其中αmax>αmin,αmax为角度上限阈值,αmin为角度下限阈值;
(5)当所述的用户按键再次按下,所述的显示屏的显示次数置零,进入下一轮计量,返回步骤(1)。
2.根据权利要求1所述的基于2D激光雷达的仰卧起坐测试装置及动作判断方法,其特征在于:步骤(3)中直线L的斜率k的计算方法为:x坐标平均值:
y坐标平均值:
x、y坐标乘积平均值:
因此斜率
3.根据权利要求1所述的基于2D激光雷达的仰卧起坐测试装置及动作判断方法,其特征在于:所述的操作面板上设置身份识别装置,所述的身份识别装置与所述的处理器连接。
4.根据权利要求1所述的基于2D激光雷达的仰卧起坐测试装置及动作判断方法,其特征在于:所述的电子控制装置设置无线通讯模块与所述的处理器连接,所述的无线通讯模块与远程服务器进行通讯,所述的远程服务器进行测试者的成绩管理,所述的远程服务器无线连接手持终端。
5.根据权利要求3所述的基于2D激光雷达的仰卧起坐测试装置及动作判断方法,其特征在于:所述的身份识别装置设置为指纹识别模块;或,所述的身份识别装置设置为人脸识别模块;或,所述的身份识别装置设置为身份信息读取模块。