用于追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的方法和設(shè)備發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤，并且特別是涉及用于追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：
一種基于單個(gè)攝像機(jī)和標(biāo)識(shí)器的中風(fēng)康復(fù)系統(tǒng)是新興市場(chǎng)的高性價(jià)比解決方案。通過電視機(jī)，中風(fēng)后的患者可以根據(jù)屏幕上的由醫(yī)生/臨床醫(yī)學(xué)家規(guī)定的指導(dǎo)來自己進(jìn)行康復(fù)鍛煉。WO2008/099301A1公開了一種用于引導(dǎo)和監(jiān)管身體鍛煉的反饋裝置。盡管所述反饋裝置利用了戴在身上的傳感器或標(biāo)識(shí)器以及攝像機(jī)系統(tǒng)來檢測(cè)人員的身體姿勢(shì)和/或身體運(yùn)動(dòng)，但所述反饋裝置只能檢測(cè)到整體的身體姿勢(shì)，而不能在(例如)手部和/或腕部的旋轉(zhuǎn)鍛煉中準(zhǔn)確地檢測(cè)角度變化。特別地，在所有康復(fù)鍛煉中，與手部和/或腕部相關(guān)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是中風(fēng)后患者的重要鍛煉。在具有任意形狀(如橢圓形球或立方體)的戴在手上的標(biāo)識(shí)器的情形中，基于單個(gè)攝像機(jī)的系統(tǒng)難以追蹤3個(gè)自由度的手部旋轉(zhuǎn)。在多數(shù)情況下，為了完成此任務(wù)，必須在手部使用另外的標(biāo)識(shí)器或其它模式(如加速計(jì))來幫助追蹤旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)實(shí)施并減少用于手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤的標(biāo)識(shí)器的數(shù)量，本發(fā)明的發(fā)明人仔細(xì)研究了與所有類型的手部/腕部旋轉(zhuǎn)有關(guān)的鍛煉，并且發(fā)現(xiàn)這些鍛煉可以被分類成兩種類別：即，與攝像機(jī)獲取的標(biāo)識(shí)器圖像的面積改變無關(guān)的第一類(例如，手部/腕部旋轉(zhuǎn)以及前臂旋前和旋后)；和與攝像機(jī)獲取的標(biāo)識(shí)器圖像的面積改變有關(guān)的第二類(例如，腕部背屈和掌屈)。另外，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，對(duì)于屬于第一類的鍛煉來說，手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤可由線性擬合算法來實(shí)施，而對(duì)于屬于第二類的鍛煉來說，手部/腕部旋轉(zhuǎn)追蹤可由面積角度映射算法實(shí)施。然而，并非所有的任意形狀的標(biāo)識(shí)器都可以用于這兩種算法。換句話說，所述兩種算法應(yīng)當(dāng)結(jié)合被特別設(shè)計(jì)的戴在手上的標(biāo)識(shí)器來使用，以使這兩種算法同時(shí)可行。用這種方法，戴在手上的單個(gè)標(biāo)識(shí)器足以用于手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤，使得可簡(jiǎn)化系統(tǒng)的實(shí)施并可節(jié)省標(biāo)識(shí)器或其它加速計(jì)的成本。如上文提及，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，戴在手上的標(biāo)識(shí)器的形狀不能是任意的，尤其是對(duì)于線性擬合算法來說。例如，如果標(biāo)識(shí)器在攝像機(jī)上的投影是圓形形狀或方形形狀，則由攝像機(jī)獲取的圖像不能被線性擬合成線，因此由標(biāo)識(shí)器運(yùn)動(dòng)代表的手部/腕部旋轉(zhuǎn)不能被線性擬合算法識(shí)別。因此，根據(jù)上文，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，為了在單個(gè)標(biāo)識(shí)器的情況下使手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤同時(shí)適合用于面積角度映射算法和線性擬合算法，標(biāo)識(shí)器在攝像機(jī)上的投影應(yīng)當(dāng)是類似矩形的形狀，且優(yōu)選地具有細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀以便適合用于線性擬合。換句話說，標(biāo)識(shí)器的投影不應(yīng)當(dāng)是圓形形狀或方形形狀等。特別地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的方法，其中用戶在他/她的手部佩戴有標(biāo)識(shí)器，所述方法包括以下步驟：-當(dāng)手部分別處于第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)時(shí)通過攝像機(jī)獲取所述標(biāo)識(shí)器的第一圖像和第二圖像；-基于所述第一圖像和第二圖像以及用戶正在執(zhí)行的鍛煉的類型，根據(jù)從第一姿勢(shì)到第二姿勢(shì)的改變導(dǎo)出手部和/或腕部的角度變化；以及-輸出所述手部和/或腕部的角度變化，其中所述標(biāo)識(shí)器近似于矩形塊，所述標(biāo)識(shí)器具有用于容納用戶的手掌的開口，并且標(biāo)識(shí)器的沿著垂直于手掌的方向的邊大致比另外兩邊短。由于標(biāo)識(shí)器的沿著垂直于手掌的方向的邊大致比另外兩邊短，因此其在攝影機(jī)上的投影是矩形形狀的且可被線性擬合成線。因此，具有上述形狀的戴在手上的標(biāo)識(shí)器適合用于線性擬合算法。因此，通過本發(fā)明的方法，戴在手上的單個(gè)標(biāo)識(shí)器足以用于手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤，使得可簡(jiǎn)化系統(tǒng)實(shí)施并且可節(jié)省標(biāo)識(shí)器或其它加速計(jì)的成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型與前臂旋后和旋前有關(guān)并且第一圖像和第二圖像均為細(xì)長(zhǎng)的時(shí)，導(dǎo)出步驟包括以下子步驟：-將第一圖像和第二圖像分別擬合成第一線和第二線；以及-計(jì)算第一線和第二線之間的角度作為手部和/或腕部的角度變化。用這種方法，如上文提及，可以通過利用線性擬合算法結(jié)合戴在手上的簡(jiǎn)單標(biāo)識(shí)器來容易地執(zhí)行此類鍛煉的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型與腕部背屈和掌屈有關(guān)時(shí)，導(dǎo)出步驟包括以下子步驟：-分別計(jì)算第一圖像和第二圖像的第一面積和第二面積；-通過查找預(yù)定義表將第一面積映射到第一角度，所述第一角度指示當(dāng)標(biāo)識(shí)器處于第一姿勢(shì)時(shí)所述標(biāo)識(shí)器所位于的平面相對(duì)于基準(zhǔn)平面的角度；-通過查找預(yù)定義表將第二面積映射到第二角度，所述第二角度指示當(dāng)標(biāo)識(shí)器處于第二姿勢(shì)時(shí)所述標(biāo)識(shí)器所位于的平面相對(duì)于基準(zhǔn)平面的角度；以及-計(jì)算第一角度和第二角度之間的角度差作為手部和/或腕部的角度變化。用這種方法，如上文提及，可以通過利用面積映射算法結(jié)合戴在手上的簡(jiǎn)單標(biāo)識(shí)器來容易地執(zhí)行此類鍛煉的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤。關(guān)于如何建立預(yù)定義表，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，為了區(qū)分具有相同面積但對(duì)應(yīng)于不同姿勢(shì)的兩個(gè)圖像(例如，兩個(gè)圖像具有相同面積但分別是在腕部屈曲和伸展期間獲取的)，一種選項(xiàng)是將其中獲取的標(biāo)識(shí)器的圖像的面積為最小值時(shí)的標(biāo)識(shí)器平面視為基準(zhǔn)平面，并參考標(biāo)識(shí)器的中心來區(qū)分對(duì)應(yīng)于相同面積的所獲取圖像的不同姿勢(shì)的符號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于追蹤正執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，其中用戶在他/她的手部佩戴有標(biāo)識(shí)器，所述設(shè)備包括：-攝像機(jī)，所述攝像機(jī)被配置成當(dāng)手部分別處于第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)時(shí)獲取標(biāo)識(shí)器的第一圖像和第二圖像；-處理器，所述處理器被配置成基于所述第一圖像和第二圖像以及用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型，根據(jù)從第一姿勢(shì)到第二姿勢(shì)的改變導(dǎo)出手部和/或腕部的角度變化；以及-界面，所述界面被配置成輸出手部和/或腕部的角度變化，其中所述標(biāo)識(shí)器近似于矩形塊，所述標(biāo)識(shí)器具有用于容納用戶的手掌的開口，并且標(biāo)識(shí)器的沿著垂直于手掌的方向的邊大致比另外兩邊短。如上文提及，由于具有上述形狀的戴在手上的標(biāo)識(shí)器適合用于線性擬合算法，因此，通過利用本發(fā)明的設(shè)備，戴在手上的單個(gè)標(biāo)識(shí)器足以用于手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤，使得可簡(jiǎn)化系統(tǒng)實(shí)施并且可節(jié)省標(biāo)識(shí)器或其它加速計(jì)的成本。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述處理器還被配置成基于角度變化和鍛煉的設(shè)置目標(biāo)來產(chǎn)生指令信息，并且所述界面還被配置成通過視頻和/或音頻將所述指令信息提供給用戶。用這種方法，所述設(shè)備可提供以可理解的方式示出或提供給用戶的實(shí)時(shí)反饋，所述實(shí)時(shí)反饋基本上是檢測(cè)結(jié)果的顯示或者是語音提示。因此，改善了用戶的體驗(yàn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，標(biāo)識(shí)器具有三個(gè)邊a、b和c，當(dāng)用戶將他/她的手掌放入開口中時(shí)，所述三個(gè)邊分別對(duì)應(yīng)于手掌的厚度、長(zhǎng)度和寬度。在優(yōu)選的實(shí)施例中，a、b和c的尺寸是：a＝55mm～75mm，b＝195mm～220mm，c＝155mm～170mm，以便貼合人手的形狀，使得標(biāo)識(shí)器對(duì)用戶來說更為舒適和更為方便。關(guān)于標(biāo)識(shí)器的類型和將在本發(fā)明中使用的攝像機(jī)，反向反射性標(biāo)識(shí)器和紅外線攝像機(jī)的組合可為優(yōu)選的。使用反向反射性標(biāo)識(shí)器的優(yōu)點(diǎn)是，可實(shí)現(xiàn)與非反射性區(qū)域相比極高的對(duì)比度，因此對(duì)于圖像分割來說是有利的。通過將標(biāo)識(shí)器放在患者身體某些部位處(如上肢關(guān)節(jié))，可追蹤臂部運(yùn)動(dòng)。然而，本發(fā)明的實(shí)施并不限于“反向反射性標(biāo)識(shí)器和紅外線攝像機(jī)”的組合，而是可用于其它基于“標(biāo)識(shí)器+攝像機(jī)”的配置中。例如，標(biāo)識(shí)器未必是反向反射性標(biāo)識(shí)器，而是可僅為紅色或可與標(biāo)識(shí)器的周圍環(huán)境區(qū)分的任何其它顏色的任意標(biāo)識(shí)器。在這種情況下，如果攝像機(jī)中使用的算法可通過色彩辨別來分割圖像元素，則攝像機(jī)可為任意攝像機(jī)。換句話說，可利用其它類型的標(biāo)識(shí)器和攝像機(jī)，只要攝像機(jī)獲取的標(biāo)識(shí)器圖像可與周圍事物的圖像區(qū)分開即可。根據(jù)結(jié)合附圖做出的說明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更顯而易見，且參考所述說明，將易于理解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。附圖說明結(jié)合實(shí)施例并參考附圖，將在下文中更詳細(xì)地描述和解釋本發(fā)明，圖中：圖1a-1c分別示出了戴在手上的標(biāo)識(shí)器的俯視圖、前視圖和側(cè)視圖；圖2示出了戴在手上的標(biāo)識(shí)器的透視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的戴在手上的標(biāo)識(shí)器的幾何形狀；圖4是示出在前臂旋前和旋后期間對(duì)手部初始姿勢(shì)的定義的示意圖；圖5是示出了通過利用線性擬合算法獲得的手部和/或腕部的角度變化的示意圖；圖6是示出了在腕部屈曲和伸展期間戴在手上的標(biāo)識(shí)器在前視圖中的面積改變的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的方法的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的方框圖；以及圖9示出了角度變化在顯示器上的實(shí)時(shí)反饋中的呈現(xiàn)。附圖中的相同元件符號(hào)指示相似或?qū)?yīng)的特征和/或功能。具體實(shí)施方式下文將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。戴在手上的標(biāo)識(shí)器不應(yīng)當(dāng)僅適合于由中風(fēng)后患者佩戴，而是應(yīng)當(dāng)也在技術(shù)上支持三個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)追蹤。中風(fēng)患者難以佩戴具有單獨(dú)護(hù)套設(shè)計(jì)的手套，因此，基本形狀應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成無指手套。圖1a-1c分別示出了戴在手上的標(biāo)識(shí)器的俯視圖、前視圖和側(cè)視圖。反向反射性材料被涂敷在手套(即，戴在手上的標(biāo)識(shí)器)外側(cè)以反射紅外光。圖2另外示出了所述戴在手上的標(biāo)識(shí)器的透視圖。如根據(jù)圖2可見，手套具有翻轉(zhuǎn)式設(shè)計(jì)，尤其有助于肢體一側(cè)具有功能障礙的用戶更方便地戴上手套。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的戴在手上的標(biāo)識(shí)器的幾何形狀。如根據(jù)圖3可見，標(biāo)識(shí)器的形狀是大致立方體的。所述標(biāo)識(shí)器具有三個(gè)邊a、b和c，當(dāng)用戶將他/她的手掌放入開口中時(shí)，所述三個(gè)邊分別對(duì)應(yīng)于手掌的厚度、長(zhǎng)度和寬度。根據(jù)本發(fā)明，a、b和c中的至少一個(gè)與另外兩個(gè)不同，使得組成所述立方體的六個(gè)側(cè)表面中的至少一對(duì)側(cè)表面是矩形的，并且能夠被線性擬合成線。在圖3所示的實(shí)施例中，所述標(biāo)識(shí)器近似于矩形塊，所述標(biāo)識(shí)器具有用于容納用戶手掌的開口，并且標(biāo)識(shí)器的沿著垂直于手掌的方向的邊大致比另外兩邊短。由于標(biāo)識(shí)器的沿著垂直于手掌的方向的邊大致比另外兩邊短，因此其在攝影機(jī)上的投影是矩形形狀的且可被線性擬合成線。因此，具有上文提及形狀的戴在手上的標(biāo)識(shí)器適合用于線性擬合算法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了使標(biāo)識(shí)器適合于人手的形狀，優(yōu)選地使b>c>a。另外，為了改善用戶的穿著性能，a優(yōu)選地被選擇為介于55mm～75mm的范圍內(nèi)，b優(yōu)選地被選擇為介于195mm～220mm的范圍內(nèi)，且c優(yōu)選地被選擇為介于155mm～170mm的范圍內(nèi)。另外優(yōu)選地是，根據(jù)用戶的性別來選擇這些參數(shù)，以便考慮到男性或女性用戶的手形。例如，對(duì)于成人男性用戶來說，a＝60mm～75mm，b＝205mm～220mm，c＝160mm～170mm；而對(duì)于成年女性用戶來說，a＝55mm～65mm，b＝195mm～210mm，和c＝155mm～165mm。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，a可被選擇為63mm，b可被選擇為210mm，且c可被選擇為165mm。如上文提及，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，這些與手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)有關(guān)的鍛煉可以被分類成兩個(gè)類別：與攝像機(jī)獲取的標(biāo)識(shí)器圖像的面積改變無關(guān)的第一類(例如，手部/腕部旋轉(zhuǎn)以及前臂旋前和旋后)；和與攝像機(jī)獲取的標(biāo)識(shí)器圖像的面積改變有關(guān)的第二類(例如，腕部背屈和掌屈)。另外，本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，對(duì)于屬于第一類的鍛煉來說，手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤可由線性擬合算法來實(shí)施，而對(duì)于屬于第二類的鍛煉來說，手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)追蹤可由面積角度映射算法實(shí)施。在下文中，參照?qǐng)D4和5示出了手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)以及前臂旋前和旋后作為第一類鍛煉的實(shí)例。圖4是示出在前臂旋前和旋后期間對(duì)手部初始姿勢(shì)的定義的示意圖。如根據(jù)圖4可見，可選擇其中手部垂直于水平面的姿勢(shì)(即，圖4所示的手的0°位置)作為用于前臂旋前和旋后鍛煉的手部初始姿勢(shì)。圖5是示出了通過利用線性擬合算法獲得的手部和/或腕部的角度變化的示意圖。根據(jù)線性擬合算法，當(dāng)將標(biāo)識(shí)器戴在手部并由攝像機(jī)成像時(shí)，第一圖像和第二圖像是細(xì)長(zhǎng)的，且標(biāo)識(shí)器圖像的所有像素將被擬合成沿著圖像長(zhǎng)度方向的線。如果當(dāng)手部處于第一姿勢(shì)時(shí)所獲取的標(biāo)識(shí)器圖像擬合成所述第一線，并且當(dāng)手部處于第二姿勢(shì)時(shí)所獲取的標(biāo)識(shí)器圖像擬合成所述第二線，則第一線和第二線之間的角度可被計(jì)算作為手部和/或腕部的角度變化。請(qǐng)注意，雖然本發(fā)明實(shí)施例的第一姿勢(shì)與初始姿勢(shì)相同，但第一姿勢(shì)也可偏離初始姿勢(shì)。例如，所述第一姿勢(shì)可并非圖4所示的手部的0°位置，而可以是圖4的左側(cè)所示的手部的80°位置。在下文中，參照?qǐng)D6將腕部背屈和掌屈作為第二類鍛煉的實(shí)例示出。圖6是示出了在腕部背屈和掌屈期間戴在手上的標(biāo)識(shí)器在前視圖中的面積改變的示意圖。如根據(jù)圖6可見，標(biāo)識(shí)器的面積由于不同的腕部屈曲和伸展角度而改變。戴在手上的標(biāo)識(shí)器被設(shè)計(jì)成當(dāng)用戶在橫向平面內(nèi)執(zhí)行腕部背屈和掌屈時(shí)具有某種形狀。如果標(biāo)識(shí)器圖像的最小面積表示腕部的自然位置，并且將標(biāo)識(shí)器圖像的面積為最小值時(shí)標(biāo)識(shí)器所在的平面視為基準(zhǔn)平面(0°位置)，則標(biāo)識(shí)器圖像的最大面積將表示腕部的90°屈曲或伸展。為了區(qū)分腕部的伸展或屈曲，可追蹤標(biāo)識(shí)器的中心并將其與腕部處于自然位置時(shí)它的初始位置進(jìn)行比較。在屈曲鍛煉的情形中標(biāo)識(shí)器的中心位置應(yīng)當(dāng)與在伸展鍛煉的情形中的所述位置相反。就這一點(diǎn)而言，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地理解，標(biāo)識(shí)器的中心位置僅為區(qū)分伸展和屈曲的方式的一個(gè)實(shí)例，同時(shí)可采用在手套或其它基準(zhǔn)物中的其它位置，只要其可用于此目的即可。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部/腕部旋轉(zhuǎn)的方法的流程圖。如圖7所示，提議了一種追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部/腕部旋轉(zhuǎn)的方法70。特別地，此方法70是結(jié)合上述戴在手上的標(biāo)識(shí)器使用的，并且包括獲取步驟71、導(dǎo)出步驟72和輸出步驟73。首先，通過攝像機(jī)獲取當(dāng)手部分別處于第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)時(shí)標(biāo)識(shí)器的第一圖像和第二圖像(步驟71)。然后，基于所述第一圖像和第二圖像以及用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型，導(dǎo)出與從第一姿勢(shì)到第二姿勢(shì)的改變相關(guān)聯(lián)的手部和/或腕部的角度變化(步驟72)。將要使用的算法是根據(jù)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型來選擇的。例如，當(dāng)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型與前臂旋后和旋前有關(guān)并且第一圖像和第二圖像是細(xì)長(zhǎng)的時(shí)，通過使用線性擬合算法來導(dǎo)出手部和/或腕部的角度變化。另外，當(dāng)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型與腕部背屈和掌屈有關(guān)時(shí)，通過使用面積角度映射算法來導(dǎo)出手部和/或腕部的角度變化。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型與前臂旋后和旋前有關(guān)并且第一圖像和第二圖像均為細(xì)長(zhǎng)的時(shí)，導(dǎo)出步驟包括以下子步驟：-將第一圖像和第二圖像分別擬合成第一線和第二線；以及-計(jì)算第一線和第二線之間的角度作為手部和/或腕部的角度變化。此處將省略線性擬合算法的細(xì)節(jié)，因?yàn)樯衔囊呀Y(jié)合圖4-5描述了這一點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型與腕部背屈和掌屈有關(guān)時(shí)，導(dǎo)出步驟包括以下子步驟：-分別計(jì)算第一圖像和第二圖像的第一面積和第二面積；-通過查找預(yù)定義表將第一面積映射到第一角度，所述第一角度指示當(dāng)標(biāo)識(shí)器處于第一姿勢(shì)時(shí)所述標(biāo)識(shí)器所位于的平面相對(duì)于基準(zhǔn)平面的角度；-通過查找預(yù)定義表將第二面積映射到第二角度，所述第二角度指示當(dāng)標(biāo)識(shí)器處于第二姿勢(shì)時(shí)所述標(biāo)識(shí)器所位于的平面相對(duì)于基準(zhǔn)平面的角度；和-計(jì)算第一角度和第二角度之間的角度差作為手部和/或腕部的角度變化。關(guān)于如何建立查找表，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將其中標(biāo)識(shí)器圖像的面積為最小值處的標(biāo)識(shí)器平面視為基準(zhǔn)平面(0°位置)。因此，其中標(biāo)識(shí)器圖像的面積為最小值處的姿勢(shì)可被選擇作為鍛煉的初始姿勢(shì)。類似于線性擬合的情形，雖然本發(fā)明實(shí)施例中的第一姿勢(shì)可與初始姿勢(shì)相同，但所述第一姿勢(shì)也可與初始姿勢(shì)不同。換句話說，第一姿勢(shì)可并非在0°位置處(圖6中間所示的位置)，而是可為圖6所示的任何其它位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，為了區(qū)分兩個(gè)姿勢(shì)，其中在所述兩個(gè)姿勢(shì)處，標(biāo)識(shí)器圖像的面積相同，并且當(dāng)手部處于所述兩個(gè)姿勢(shì)時(shí)標(biāo)識(shí)器的平面位于基準(zhǔn)平面的兩個(gè)側(cè)上，一種選項(xiàng)是參照標(biāo)識(shí)器的中心來區(qū)分這兩個(gè)姿勢(shì)并將兩個(gè)角度分配給所述兩個(gè)姿勢(shì)，其中所述兩個(gè)角度的量值相同但符號(hào)不同。如上文提及，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地理解，參照標(biāo)識(shí)器的中心位置僅為區(qū)分伸展和屈曲的方式的一個(gè)實(shí)例；可采用在標(biāo)識(shí)器或其它基準(zhǔn)物中的其它位置，只要其可用于此目的即可。一旦獲得了手部和/或腕部的角度變化，便可將其輸出給用戶(步驟73)。雖然圖7未示出，但在本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法還可以包括以下步驟：基于角度變化和鍛煉的設(shè)置目標(biāo)來產(chǎn)生指令信息；以及通過視頻和/或音頻將所述指令信息提供給用戶。例如，可以實(shí)時(shí)方式顯示手部和/或腕部的角度變化，使得用戶正在執(zhí)行的鍛煉的與設(shè)置目標(biāo)有關(guān)的角度變化顯示為基準(zhǔn)圖。用這種方法，可將實(shí)時(shí)反饋以可理解的方式提供給用戶，所述實(shí)時(shí)反饋基本上是檢測(cè)結(jié)果的顯示。因此，改善了用戶的體驗(yàn)。通過參考圖9，可更容易地理解上述觀點(diǎn)。特別地，圖9示出了角度變化在顯示器上的實(shí)時(shí)反饋中的呈現(xiàn)。每個(gè)旋轉(zhuǎn)鍛煉的設(shè)置目標(biāo)顯示為扇形圖，并且顯示出動(dòng)作線和旋轉(zhuǎn)角度(圖9a)。當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)他/她的手部和/或腕部時(shí)，動(dòng)作線與扇形的弧對(duì)齊移動(dòng)。并且旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)地改變(圖9b和9c)。有時(shí)，當(dāng)屏幕上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作過于細(xì)微時(shí)，用戶可發(fā)現(xiàn)難以在視覺上感知到所述旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，可提供放大功能，所述放大功能可放大與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的區(qū)域，使得用戶可真正看到他鍛煉的好壞程度以及他已旋轉(zhuǎn)的角度。為了增加用戶對(duì)旋轉(zhuǎn)鍛煉的理解以及在用戶正在進(jìn)行鍛煉時(shí)激發(fā)其積極性，可在實(shí)時(shí)反饋旁邊放置卡通人物介紹，告訴用戶其應(yīng)當(dāng)如何準(zhǔn)確地執(zhí)行以及關(guān)于當(dāng)前鍛煉其應(yīng)當(dāng)觀察的關(guān)鍵點(diǎn)。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的方框圖。如根據(jù)圖8可見，提議了一種用于追蹤正在執(zhí)行鍛煉的用戶的手部和/或腕部旋轉(zhuǎn)的設(shè)備80。特別地，此設(shè)備80是結(jié)合上述的戴在手上的標(biāo)識(shí)器來使用的，并且包括攝像機(jī)81、處理器82和界面83。圖8中的攝像機(jī)81用于獲取當(dāng)手部分別處于第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)時(shí)標(biāo)識(shí)器的第一圖像和第二圖像。在已獲取圖像之后，處理器82用于基于所述第一圖像和第二圖像以及用戶正在執(zhí)行的鍛煉類型，根據(jù)從第一姿勢(shì)到第二姿勢(shì)的改變導(dǎo)出手部和/或腕部的角度變化。界面83被配置用于將手部和/或腕部的角度變化輸出給用戶。在本發(fā)明的實(shí)施例中，界面83可被配置用于在顯示器上以視覺方式顯示手部和/或腕部的角度變化，或者由揚(yáng)聲器輸出所述角度變化。用這種方法，所述設(shè)備可提供以可理解的方式顯示或提供給用戶的實(shí)時(shí)反饋，所述實(shí)時(shí)反饋基本上是檢測(cè)結(jié)果的顯示或者是語音提示。因此，改善了用戶的體驗(yàn)。請(qǐng)注意，所述實(shí)施例中的反向反射性標(biāo)識(shí)器和紅外線攝像機(jī)的描述僅出于示例性目的，且不應(yīng)被視為限定意義。如上文提及，本發(fā)明的實(shí)施并不限于“反向反射性標(biāo)識(shí)器和紅外線攝像機(jī)”的組合，而是可用于其它基于“標(biāo)識(shí)器+攝像機(jī)”的配置中。例如，標(biāo)識(shí)器未必是反向反射性標(biāo)識(shí)器，而是可僅為紅色或可與手部的周圍環(huán)境區(qū)分的任何其它顏色的任意標(biāo)識(shí)器。在這種情況下，攝像機(jī)可為任意攝像機(jī)，只要攝像機(jī)獲取的標(biāo)識(shí)器圖像可與周圍事物的圖像區(qū)分開即可。應(yīng)該指出的是，上述實(shí)施例圖解說明而非限定本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不背離隨附權(quán)利要求的范圍的前提下設(shè)計(jì)出替代的實(shí)施例。在所述權(quán)利要求中，置于括號(hào)之間的任何元件符號(hào)不應(yīng)視為限定所述權(quán)利要求。詞語“包括”并不排除存在權(quán)利要求或說明書中未列出的元件或步驟。位于元件前面的詞語“一”或“一個(gè)”并不排除存在多個(gè)此類元件。在列出幾種單元的系統(tǒng)權(quán)利要求中，這些單元中的幾種可由一種軟件和/或硬件且相同的軟件和/或硬件來實(shí)施。詞語第一、第二和第三等的使用并不表示任何排序。這些詞語應(yīng)被理解為名稱。