CN104941168A - 基于可佩戴设备的足球比赛回放系统及回放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可佩戴设备的足球比赛回放系统及回放方法，所述系统包括可佩戴设备、后台数据收集及计算设备和动作事件回放系统；所述可佩戴设备可采集的参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据，所述后台数据收集及计算设备利用所述可佩戴设备所采集的基本数据，生成三维图像。所述方法包括步骤1、数据采集上传；步骤2、动作事件数据分析；步骤3、数据汇总；步骤4、动作事件回放。本发明比一般的视频或者照片资料，更利于比赛数据的统计和集中分析，比起现有的比赛数据记录系统，则可以重构整个比赛或者任意比赛片段，功能更加齐全，也更加具有实用性。

Description

基于可佩戴设备的足球比赛回放系统及回放方法

技术领域

本发明涉及智能可佩戴设备，具体涉及一种基于可佩戴设备的足球比赛回放系统及回放方法。

背景技术

除图像视频的记录以外，足球比赛中赛况的数据记录有很大的实用价值，可以供运动教练用来分析比赛战略布局，判断每个队员的发挥情况，也可以供赛事解说员详细解说回顾比赛的精彩点，更可以用于足球爱好者重新品味比赛时的情况。在现有技术中，也存在一些传感器设备可以记录人员、足球一定周期内的活动内容和事件的数据，但是无法做到根据这些内容重构出一个完整的足球比赛情况，甚至无法针对单个足球队员的运动情况，运球进球的情况进行画面重构。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明公开了一种基于可佩戴设备的足球比赛回放系统及回放方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于可佩戴设备的足球比赛回放系统，包括可佩戴设备、后台数据收集及计算设备和动作事件回放系统；

所述可佩戴设备为可直接穿戴在身上的便携设备，可采集的参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据，包括运动传感器、GPS模块和第一蓝牙模块；

所述后台数据收集及计算设备利用所述可佩戴设备所采集的基本数据，再通过计算，将所述数据生成三维图像；所述后台数据收集及计算设备包括第二蓝牙模块、用户界面模块、动作事件数据分析模块和动作事件画面生成模块；所述第一蓝牙模块和第二蓝牙模块是所述可佩戴设备与所述后台数据收集及计算设备的通信接口；所述用户界面模块用于维护所述可佩戴设备的工作状态；所述动作事件数据分析模块通过分析所述可佩戴设备传回的数据，分析整场比赛参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据；所述动作事件画面生成模块通过接收所述动作事件数据分析模块计算出的虚拟画面数据，播放出整场比赛的回放记录；

所述动作事件回放系统包括显示器模块；通过接收所述后台数据收集及计算设备传送的数据，播放出整场比赛的回放记录。

利用上述基于可佩戴设备的足球比赛回放系统实现的基于可佩戴设备的足球比赛回放方法，包括以下步骤：

步骤1、数据采集上传，利用可佩戴设备采集队员的运动数据并上传至后台数据收集及计算设备；

步骤2、动作事件数据分析；对步骤1所述的数据进行分析；

步骤3、数据汇总，将步骤2中所述的数据分析结果进行汇总；

步骤4、动作事件回放。

其进一步的技术方案为，所述步骤1包括以下步骤：

步骤11、后台数据收集及计算设备广播发送连接信息；

步骤12、所有可佩戴设备与后台数据收集及计算设备连接；

步骤13、后台数据收集及计算设备发送时间标签，将所有可佩戴设备时间统一；并检查是否所有已连接的可佩戴设备均收到时间同步信息，若判定为否，则重复步骤13，直到确认所有的已连接的可佩戴设备均收到了时间同步信息；

步骤14、后台数据收集及计算设备发送开始标签，所有的可佩戴设备清除缓存并开始记录佩戴者的运动数据；

步骤15、每间隔固定时间记录一次可佩戴设备的运动数据,并判断可佩戴设备的存储空间是否即将存满，若判定为否，则重复步骤15，直至比赛结束，进入步骤17；若判定为是，则进入步骤16；

步骤16、可佩戴设备主动与后台数据收集及计算设备建立连接，并直接进入步骤19；

步骤17、比赛结束，后台数据收集及计算设备发送连接信息与所有可佩戴设备进行连接，并发送结束标签；

步骤18、可佩戴设备停止记录运动信息的数据；

步骤19、可佩戴设备将运动数据传输给后台数据收集及计算设备，清除缓存。并判断可佩戴设备是否有结束标签，若判定为否，则重复步骤15，若判定为是，则进入步骤10；

步骤10、数据采集上传结束。

其进一步的技术方案为，所述步骤2包括以下步骤：

步骤21、获取可佩戴设备所记录的运动数据；

步骤22、读取可佩戴设备的标签，通过不同的可佩带设备标签，识别不同球队的队员以及足球；

步骤23、将运动数据按照时间串联，即按照时间串联每个可佩带设备在每个记录时间点上的运动信息；

步骤24、计算可佩戴设备的运动速度，根据可佩戴设备在每个时间段内的位置信息的变更，计算出每个地点该可佩戴设备的运动速度；

步骤25、判定可佩戴设备在时间点的状态，根据可佩戴设备在每个记录点的速度，可以判定该设备在该时间点的状态为跑、走或者原地静止；

步骤26、判断队员的状态，根据可佩戴设备在每个记录点与足球记录设备之间的距离，判断队员状态是持球、无球、带球、准备接球或者是抢球状态；

步骤27、判断足球的状态，足球上安装有足球记录设备，根据足球记录设备的高度、运动方向以及可佩戴设备的位置、运动方向，判断出足球处于被射门、传球、截球或带球状态；

步骤28、判断每个队员的特殊运动状态，所述特殊运动状态是指过人、或者截球的状态，根据多个可佩戴设备在同一时间的位置、运动数据以及球的位置以及运动轨迹，判断每个用户的特殊运动状态；

步骤29、根据多个可佩戴设备在同一时间的位置、运动数据以及球的位置以及运动轨迹，将每次有多人参与争球的片段单独保存；

步骤20、将上述步骤中得出的分析数据按单人与球、多人与球、全员与球的角度汇总，生成回放数据。

其进一步的技术方案为，所述步骤3包括以下步骤：

步骤31、后台数据收集及计算设备获取可佩戴设备所搜集的相关数据；

步骤32、将队员和足球的运动数据按时间汇总；判定每个数据是单人事件还是多人事件；若判定为多人事件，则进入步骤33，若判定为单人事件，则进入步骤35；

步骤33、后台数据收集及计算设备将相关的多个队员以及足球的运动数据按照时间轴汇总；

步骤34、生成多个队员与球相互关联的比赛回放数据，之后进入步骤37；

步骤35、后台数据收集及计算设备将单个队员以及足球的运动数据按照时间轴汇总；

步骤36、生成一段单个队员与球相互关联的比赛回放数据；之后进入步骤37；

步骤37、将比赛回放内容存至后台数据收集及计算设备的硬盘中。

其进一步的技术方案为，所述步骤4包括以下步骤：

步骤41、用户选择回放角度，所述回放角度为单人比赛或者多人比赛；若选择多人比赛，则进入步骤42，若选择单人比赛，则进入步骤43；

步骤42、用户选择回放类型，所述回放类型为截球片段、争球片段或者过人片段，之后进入步骤44；

步骤43、用户选择回放类型，所述回放类型为射门片段、跑位片段、带球片段或者个人整场数据；之后进入步骤45；

步骤44、根据回放类型选择需要回放的时间段；之后进入步骤46；

步骤45、根据回放类型选择需要回放的时间段；之后进入步骤46；

步骤46、后台数据收集及计算设备将准备好的片段传至显示器进行回放；

步骤47、用户对回放内容进行重播、快进或者暂停的基本视频播放操作。

本发明的有益技术效果是：

本发明基于可佩戴设备实现，由于电子技术的发展，此类设备可做到小巧轻便，运动员将可佩戴设备佩戴在身上并不影响比赛发挥，却可以自动实时记录运动中的每一个状态和运动轨迹，进而分析出比赛情况。由于本发明记录的是虚拟数据，所以可以使用计算机将数据处理，随意选择回放任何单人或者多人片段，比如查看一个特定队员的整场表现，也可以选择任何运动形式的集合片段回放，比如查看每个跑动、接球、传球、射门等动作集合。

本发明比一般的视频或者照片资料，更利于比赛数据的统计和集中分析，比起现有的比赛数据记录系统，则可以重构整个比赛或者任意比赛片段，功能更加齐全，也更加具有实用性。除去足球比赛外，本发明所述的原理也可以应用在其他比赛上，比如篮球等。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2是本发明的方法步骤图。

图3是步骤1的流程图。

图4是步骤2的流程图。

图5是步骤3的流程图。

图6是步骤4的流程图。

具体实施方式

图1是本发明的系统结构示意图。本发明包括可佩戴设备A、后台数据收集及计算设备B和动作事件回放系统C。

可佩戴设备A指的是装备了GPS模块和陀螺仪的可移动的计算设备，可直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可佩戴设备A包括运动传感器A1、GPS模块A2和蓝牙模块A3。

后台数据收集及计算设备B包括蓝牙模块B1、用户界面模块B2、动作事件数据分析模块B3和动作事件画面生成模块B4。后台数据收集及计算设备B利用可佩戴设备A所采集的参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据，再通过计算，将这些数据生成三维图像。蓝牙模块B1是可佩戴设备A与后台数据处理设备，即动作事件数据分析模块B3的通信接口。用户通过用户界面模块B2维护可佩戴设备状态，发出生成比赛回放数据指令。动作事件数据分析模块B3通过分析可佩戴设备A传回的数据，分析整场比赛参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据。动作事件画面生成模块B4通过接收动作事件数据分析模块B3计算出的的虚拟画面数据，播放出整场比赛的回放记录。

动作事件回放系统C包括显示器模块C1，通过接收动作事件数据分析模块B3的虚拟画面数据，播放出整场比赛的回放记录。

图2是本发明的方法步骤图。

图3是步骤1的流程图。步骤1具体包括

步骤11、后台数据收集及计算设备广播发送连接信息。

步骤12、所有可佩戴设备与后台数据收集及计算设备连接。

步骤13、后台数据收集及计算设备发送时间标签，将所有可佩戴设备时间统一。并检查是否所有已连接的可佩戴设备均收到时间同步信息，若判定为否，则重复步骤13，直到确认所有的已连接的可佩戴设备均收到了时间同步信息。

步骤14、后台数据收集及计算设备发送开始标签，所有的可佩戴设备清除缓存并开始记录佩戴者的运动数据。

步骤15、每间隔30毫秒记录一次佩戴者的GPS位置、高度的运动信息。并判断可佩戴设备的存储空间是否即将存满，若判定为否，则重复步骤15，直至比赛结束，进入步骤17，若判定为是，则进入步骤16。

步骤16、可佩戴设备主动与后台数据收集及计算设备建立连接，并直接进入步骤19。

步骤17、比赛结束，后台数据收集及计算设备发送连接信息与所有可佩戴设备进行连接，并发送结束标签。

步骤18、可佩戴设备停止记录运动数据。

步骤19、可佩戴设备将运动数据传输给后台数据收集及计算设备，清除缓存。并判断可佩戴设备是否有结束标签，若判定为否，则重复步骤15，若判定为是，则进入步骤10。

步骤10、数据采集上传结束。

图4是步骤2的流程图。步骤2具体包括：

步骤21、获取可佩戴设备所记录的运动数据，

步骤22、读取可佩戴设备的标签，通过不同的可佩带设备标签，识别不同球队的队员以及足球。

步骤23、将运动信息按照时间串联，即按照时间串联每个可佩带设备在每个记录时间点上的运动信息。

步骤24、计算可佩戴设备的运动速度，根据可佩戴设备在每个时间段内的位置信息的变更，就可以计算出每个地点该设备的运动速度。

步骤25、判定该可佩戴设备在该时间点的状态，根据可佩戴设备在每个记录点的速度，可以判定该设备在该时间点，是跑还是走还是原地静止。

步骤26、判断队员的状态，根据可佩戴设备在每个记录点与足球记录设备之间的距离，即可判断队员状态是持球、无球、带球或者是准备接球、抢球。

步骤27、判断足球的状态，根据足球记录设备的高度、运动方向以及可佩戴设备的位置、运动方向，可判断出足球是处于被射门、传球、截球或带球等状态。

步骤28、判断每个队员的特殊运动状态，所述特殊运动状态是指过人、截球等，根据多个可佩戴设备在同一时间的位置、运动数据以及球的位置以及运动轨迹，即可判断每个用户的特殊运动状态。

步骤29、根据多个可佩戴设备在同一时间的位置、运动数据以及球的位置以及运动轨迹，将每次有2人及以上参与争球的片段单独保存

步骤20、将之前得出的分析数据按单人与球、多人与球、全员与球等角度统一汇总，生成回放数据。

在整个步骤2中，可佩戴设备记录和统计了多种数据用以分析足球队员和足球的状态，具体来说，可佩戴设备可以记录的数据包括但不局限于下述数据：

每个队员整场比赛的持球时间；

每个队员整场比赛的空跑时间；

每个队员整场比赛的停留时间；

每个队员整场比赛的带球时间；

每个队员整场比赛的截球次数；

每个队员整场比赛的被截球次数；

每个队员整场比赛的传球次数；

每个队员整场比赛的接球次数；

每个队员整场比赛的助攻次数；

每个队员整场比赛的射门次数；

每个队员整场比赛的跑动距离；

每个队员整场比赛的跑动时间；

每个队员在整场比赛中所处的位置；

守门员整场比赛的扑球次数；

图5是步骤3的流程图，步骤3具体包括：

步骤31、后台数据收集及计算设备分析可佩戴设备所搜集的相关数据。

步骤32、将所有队员和足球的运动数据按时间汇总，形成一个时间轴。则整场比赛的所有数据都按照时间顺序被排列整理。之后判定每个数据是单人事件还是多人事件。若判定为多人事件，则进入步骤33，若判定为单人事件，则进入步骤35。

步骤33、判断为多人事件后，后台数据收集及计算设备事件相关的多个队员以及足球的运动数据按照时间轴汇总。

步骤34、生成一段多个队员与球相互关联的比赛回放数据，之后进入步骤37。

步骤35、判定为单人数据之后，后台数据收集及计算设备将单个队员以及足球的运动数据按照时间轴汇总

步骤36、生成一端单个队员与球相互关联的比赛回放数据。之后进入步骤37。

步骤37、将比赛回放内容存至后台数据收集及计算设备的硬盘中，以便用户随时查看。

图6是步骤4的示意图。步骤4具体包括：

步骤41、用户选择回放角度，可选择单人或者多人比赛两种不同的回放角度。若选择多人回放角度，则进入步骤42，若选择单人的回放角度，则进入步骤43。

步骤42、用户选择回放类型、可选择截球片段、争球片段、过人片段等。之后进入步骤44。

步骤43、用户选择回放类型，可以有射门片段、跑位片段、带球片段或者个人整场数据等。之后进入步骤45。

步骤44、根据回放类型选择需要回放的时间段。之后进入步骤46。

步骤45、根据回放类型选择需要回放的时间段。之后进入步骤46。

步骤46、根据用户的选择，后台数据收集及计算设备将准备好的片段传至显示器进行回访。

步骤47、用户可对回放内容进行重播、快进、暂停等基本视频播放操作。

本发明文本中所涉及的术语具体解释如下：

可佩戴设备：本文所说的可佩戴设备指的是装备了GPS模块和陀螺仪的可移动的计算设备，可直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备，可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变；

足球比赛回放系统：利用可穿戴设备采集参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据，再通过计算，将这些数据生成三维图像，利用成像技术，将赛况清晰的回放到屏幕上，可以克服人类观察能力上存在的极限和盲区，帮助查看比赛格的全程动态。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于可佩戴设备的足球比赛回放系统，其特征在于：包括可佩戴设备(A)、后台数据收集及计算设备(B)和动作事件回放系统(C)；

所述可佩戴设备(A)为可直接穿戴在身上的便携设备，可采集的参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据，包括运动传感器(A1)、GPS模块(A2)和第一蓝牙模块(A3)；

所述后台数据收集及计算设备(B)利用所述可佩戴设备(A)所采集的基本数据，再通过计算，将所述数据生成三维图像；所述后台数据收集及计算设备(B)包括第二蓝牙模块(B1)、用户界面模块(B2)、动作事件数据分析模块(B3)和动作事件画面生成模块(B4)；所述第一蓝牙模块(B1)和第二蓝牙模块(B2)是所述可佩戴设备(A)与所述后台数据收集及计算设备(B)的通信接口；所述用户界面模块(B2)用于维护所述可佩戴设备(A)的工作状态；所述动作事件数据分析模块(B3)通过分析所述可佩戴设备(A)传回的数据，分析整场比赛参赛者的运动状态以及足球运动轨迹的基本数据；所述动作事件画面生成模块(B4)通过接收所述动作事件数据分析模块(B3)计算出的虚拟画面数据，播放出整场比赛的回放记录；

所述动作事件回放系统(C)包括显示器模块(C1)；通过接收所述后台数据收集及计算设备(B)传送的数据，播放出整场比赛的回放记录。

2.一种利用权利要求1所述的基于可佩戴设备的足球比赛回放系统实现的基于可佩戴设备的足球比赛回放方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、数据采集上传，利用可佩戴设备采集队员的运动数据并上传至后台数据收集及计算设备；

步骤2、对步骤1所述的数据进行动作事件数据分析；

步骤3、将步骤2中所述的数据分析结果进行汇总；

步骤4、动作事件回放。

3.如权利要求2所述的基于可佩戴设备的足球比赛回放方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤11、后台数据收集及计算设备广播发送连接信息；

步骤12、所有可佩戴设备与后台数据收集及计算设备连接；

步骤13、后台数据收集及计算设备发送时间标签，将所有可佩戴设备时间统一；并检查是否所有已连接的可佩戴设备均收到时间同步信息，若判定为否，则重复步骤13，直到确认所有的已连接的可佩戴设备均收到了时间同步信息；

步骤14、后台数据收集及计算设备发送开始标签，所有的可佩戴设备清除缓存并开始记录佩戴者的运动数据；

步骤15、每间隔固定时间记录一次可佩戴设备的运动数据,并判断可佩戴设备的存储空间是否即将存满，若判定为否，则重复步骤15，直至比赛结束，进入步骤17；若判定为是，则进入步骤16；

步骤16、可佩戴设备主动与后台数据收集及计算设备建立连接，并直接进入步骤19；

步骤17、比赛结束，后台数据收集及计算设备发送连接信息与所有可佩戴设备进行连接，并发送结束标签；

步骤18、可佩戴设备停止记录运动信息的数据；

步骤19、可佩戴设备将运动数据传输给后台数据收集及计算设备，清除缓存。并判断可佩戴设备是否有结束标签，若判定为否，则重复步骤15，若判定为是，则进入步骤10；

步骤10、数据采集上传结束。

4.如权利要求2所述的基于可佩戴设备的足球比赛回放方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

步骤21、获取可佩戴设备所记录的运动数据；

步骤22、读取可佩戴设备的标签，通过不同的可佩带设备标签，识别不同球队的队员以及足球；

步骤23、将运动数据按照时间串联，即按照时间串联每个可佩带设备在每个记录时间点上的运动信息；

步骤24、计算可佩戴设备的运动速度，根据可佩戴设备在每个时间段内的位置信息的变更，计算出每个地点该可佩戴设备的运动速度；

步骤25、判定可佩戴设备在时间点的状态，根据可佩戴设备在每个记录点的速度，可以判定该设备在该时间点的状态为跑、走或者原地静止；

步骤26、判断队员的状态，根据可佩戴设备在每个记录点与足球记录设备之间的距离，判断队员状态是持球、无球、带球、准备接球或者是抢球状态；

步骤27、判断足球的状态，足球上安装有足球记录设备，根据足球记录设备的高度、运动方向以及可佩戴设备的位置、运动方向，判断出足球处于被射门、传球、截球或带球状态；

步骤28、判断每个队员的特殊运动状态，所述特殊运动状态是指过人、或者截球的状态，根据多个可佩戴设备在同一时间的位置、运动数据以及球的位置以及运动轨迹，判断每个用户的特殊运动状态；

步骤29、根据多个可佩戴设备在同一时间的位置、运动数据以及球的位置以及运动轨迹，将每次有多人参与争球的片段单独保存；

步骤20、将上述步骤中得出的分析数据按单人与球、多人与球、全员与球的分类汇总，生成回放数据。

5.权利要求2所述的基于可佩戴设备的足球比赛回放方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤31、后台数据收集及计算设备获取可佩戴设备所搜集的相关数据；

步骤32、将队员和足球的运动数据按时间汇总；判定每个数据是单人事件还是多人事件；若判定为多人事件，则进入步骤33，若判定为单人事件，则进入步骤35；

步骤33、后台数据收集及计算设备将相关的多个队员以及足球的运动数据按照时间轴汇总；

步骤34、生成多个队员与球相互关联的比赛回放数据，之后进入步骤37；

步骤35、后台数据收集及计算设备将单个队员以及足球的运动数据按照时间轴汇总；

步骤36、生成一段单个队员与球相互关联的比赛回放数据；之后进入步骤37；

步骤37、将比赛回放内容存至后台数据收集及计算设备的硬盘中。

6.权利要求2所述的基于可佩戴设备的足球比赛回放方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤41、用户选择回放角度，所述回放角度为单人比赛或者多人比赛；若选择多人比赛，则进入步骤42，若选择单人比赛，则进入步骤43；

步骤42、用户选择回放类型，所述回放类型为截球片段、争球片段或者过人片段，之后进入步骤44；

步骤43、用户选择回放类型，所述回放类型为射门片段、跑位片段、带球片段或者个人整场数据；之后进入步骤45；

步骤44、根据回放类型选择需要回放的时间段；之后进入步骤46；

步骤45、根据回放类型选择需要回放的时间段；之后进入步骤46；

步骤46、后台数据收集及计算设备将准备好的片段传至所述显示器模块进行回放。