CN105007995B - 用于检测击球器具的击球动作的测量装置、用于训练击球动作的训练装置和方法 - Google Patents

用于检测击球器具的击球动作的测量装置、用于训练击球动作的训练装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于检测击球器具的击球动作的测量装置(2)。测量装置(2)包括至少一二维加速度传感器(6a、6b)，用于检测二维加速度向量(公式(I))。另外，测量装置包括至少一一维加速度传感器(8a、8b)，用于检测一维加速度向量(公式(II))，其中所述至少一一维加速度传感器(8a、8b)是以检测的一维加速度向量(公式(II))相对于由至少一二维加速度传感器(6a、6b)检测的二维加速度向量(公式(I))实质上正交地运行的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器(6a、6b)配置。此外，测量装置(2)包括第一旋转角度传感器(10)，用于检测对于z‑轴的二维加速度向量(公式(I))的第一旋转角度(θ)，其中第一旋转角度传感器(10)是以z‑轴相对于二维加速度向量(公式(I))实质上正交地延伸的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器(6a、6b)配置。测量装置(2)是通过第二旋转角度传感器(12)，用于检测对于y‑轴的所述一维加速度向量(公式(II))的第二旋转角度()来区分，其中第二旋转角度传感器(12)是以y‑轴相对于一维加速度向量(公式(II))实质上垂直地延伸的这种方式而相对于至少一一维加速度传感器(8a、8b)配置。

Description

用于检测击球器具的击球动作的测量装置、用于训练击球动 作的训练装置和方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前言的用于检测击球器具的击球动作的测量装置、根据权利要求20的前言的用于训练击球器具的击球动作的训练装置及根据权利要求27的前言的用于在区别揮擊路径上训练击球用具的击球动作的方法。
背景技术
如上所述类型的测量装置，其适用于确定击球动作，且其包括至少一二维加速度传感器，用于检测二维加速度向量、至少一一维加速度传感器，用于检测一维加速度向量，其中至少一一维加速度传感器是以检测的一维加速度向量相对于由至少一二维加速度传感器检测的二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器配置，以及第一旋转角度传感器，用于检测对于z轴的二维加速度向量的旋转角度，其中第一旋转角度传感器是以z轴相对于二维加速度传感器实质上正交地延伸的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器配置。对于涉及用击球器具打球，例如：众所周知的高尔夫、棒球、网球或冰球，有利的是在击球动作期间在区别挥击路径上引导击球器具。否则，球预定的轨迹可能发生相当大的偏差。在区别路径上引导击球工具可被学习和训练。这就需要识别区别挥击路径和确定从所述区别挥击路径的击球器具的的偏差。
DE 10 2006 008 333 B4公开前言中所述类型的测量装置。所述测量装置主要地藉由加速度传感器确定有关训练击球动作的资料。然而，击球的起始点不能总是明确地从由加速度传感器所获得的数据来确定。这需要其结果是依赖于击球的起使点的数据，例如击速度或最大加速度的时间点，也可能是错误。例如在高尔夫，进一步的问题是传感器，其对推杆超过它在較高速度挥击的情况下的范围是敏感的。因此，从现有技术的测量设备并不适合推杆和用于较高速度的挥击。
发明内容
本发明述及具体说明具有增加精确度的测量装置的问题。
此问题通过权利要求1的特征来解决。
因此，测量装置包括第二旋转角度传感器，用于检测对于y轴的一维加速度传感器的第二旋转角度，其中第二旋转角度传感器以y轴实质上垂直于一维加速度传感器延伸的这种方式而相对于至少一一维加速度传感器配置。例如当使用于高尔夫时，此测量装置可以检测较高速度的挥击和同样地推杆动作。
旋转角度传感器通常可以是用于检测角速度。这种工具例如是陀螺仪传感器。陀螺仪传感器是有利的体现为微机电系统，所谓的MEMS。对于特定的应用，机械陀螺仪传感器也可以使用。为简单起见，两个旋转角度传感器可以是结构上相同的。此外，这两个旋转角度传感器可集成在一个组件中。因为它们提供用于测量相对于彼此实质上正交地运行的两个轴的两个旋转角度，这两个旋转角度传感器相对于彼此实质上正交地配置。旋转角度传感器是适用于解决几毫秒的持续时间的动作。如果陀螺仪传感器用作转动角度传感器，然后较佳地，那些具有50至2000°/s的测量范围，特别是400至800°/s，特别较佳地是550至650°/s，应被选择。
根据一个实施例，测量装置包括至少一二维加速度传感器和两个一维加速度传感器。根据进一步的实施例，测量装置包括两个二维加速度传感器和两个一维加速传感器。两个二维加速度传感器和两个一维加速度传感器在每一情况中不同测量范围是较佳地敏感的。因此，一个二维加速度传感器和一个一维加速度传感器可以被设计和提供用于在0至15g的测量范围的慢击球的测量，特别是0至10g的测量范围。相反的，另一二维加速度传感器和另一一维加速度传感器可被设计和提供用于在5至250g的测量范围的快击球的测量，特别是15至100g的测量范围。
根据一个实施例，测量装置包括两个二维加速度传感器，用于检测两个二维加速度向量，两个一维加速度传感器，用于减侧一个一维加速度向量，其中一维加速度传感器以检测的一维加速度向量相对于由二维加速度传感器检测的二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于二维加速度传感器配置，第一旋转角度传感器，用于检测对于z轴的二维加速度向量的第一旋转角度，其中第一旋转角度传感器以z轴相对于二维加速度向量实质上正交地延伸的这种方式而相对于第二加速度传感器配置，以及第二旋转角度传感器，用于检测对于y轴的一维加速度向量的第二旋转角度，其中第二旋转角度传感器以y轴相对于一维加速度向量实质上垂直地延伸的这种方式而相对于伊为加速度传感器配置。根据此实施例，二维加速度传感器在每一情况的不同测量范围是敏感的。另外，一维加速度传感器在每一情况的不同测量范围是敏感的。特别是，二维加速度传感器及/或一维加速度传感器被设计成在每一情况同时地执行测量。
可替代地，测量装置也可以包括仅分别地一个二维加速度传感器和一维加速度传感器。为了仍然能够藉由一个测量装置来检测快击球和慢击球，份大可被提供来用于每一传感器。合适的放大器，例如连续可变放大器，其通过1至16的因子放大。
用于测量击球器具的加速度和旋转角度的传感器可以体现为微机电系统，所谓的MEMS。MEMS具有的优点是，首先，它们可以有效地的成本生产，且其次，它们具有低能量消耗。另外，它们通常具有比传统系统更高的可靠性。
为了能够分析击球的时间量变曲线，这是适宜另外提供时间测量的装置。因此，一个时间点可以被分配到加速度和旋转角度传感器的每一个测量点，并且击球可以时间分辨方式进行分析。
根据一个实施例，测量装置包括运算工具，其提供用于处理由加速度传感器和旋转角度传感器确定的原始资料，并用于有条件资料。有条件数据是用户可以直接使用用于评估他/她的击球动作的质量的资料。这种有条件数据例如是击球的各个阶段的击球器具的方向、最大加速度、持续时间、在各个阶段和挥击路径期间的力量分布及/或加速度。从这些有条件数据，它也能够获得进一步的数据，例如，击球器具的最高速度的时间点以及从那在最高速度的时间点的位置及/或角度。
运算工具可另外具有接口，以传输原始数据及/或有条件数据到外部数据处理系统。可替代地，传感器也可具有此类型的接口。在这种情况下，有可能省去计算工具作为测量装置的部分，并且数据可以直接在外部的数据处理系统进行处理。
由于所有有条件数据的总体被提供往往是不必要的，因此可以提供操作组件，用此操作组件，用户可以选择哪个由计算工具产生的有条件数据。其结果是，计算时间可以节省，使得有条件数据可以是更立即可用的。此外，所希望的有条件数据对用户来说更容易明白。
如前言中提到的，测量装置是想要用于在区别挥击路径上训练击球器具的动作。从此挥击路径的偏差可能会具有球未击中它的目标的影响。因此，特别令人感兴趣的是击球动作是否从区别挥击路径偏离，如果是这样，当到什么程度。为了这个目的，有必要通过运算工具实时对测量数据进行处理和评估。另外，运算工具可被提供用于比较由加速度传感器和旋转角度传感器所确定的原始数据及/或有条件数据与对应区别挥击路径的对应参考数据。当偏差产生时，为了尽快通知用户关于偏差的发生，测量装置可以包括信号发生器。后者提供给用户一个信号，例如，偏差立刻被测量到。可替代地，信号可以通过信号产生器产生，仅在原始数据及/或有条件数据之间的差异(偏差)超过限定限制值。另外，信号的强度可与偏差的大小相关联。信号可以是声学、光学及/或机械。
有利的是，所有的传感器和如果也存在的用于时间测量的工具、运算工具和信号产生器是被容纳在壳体中。固定装置是提供在壳体上，以可释放地将测量装置固定在击球器具上。测量装置的简单处理可以作为一个可能的结果。可替代地，测量装置也可以非可释放地固定在击球器具上。通过示例的方式，测量装置可以配置在击球器具的腔中。根据进一步的替代，固定工具可以被体现，使得它能够间接或直接将测量装置固定在测量装置的用户的身体上。特别地，固定工具可被提供用于将测量装置固定在手上或手腕的附近，使得击球器具的击球动作可以通过手握住击球器具的动作来进行检测。通过示例的方式，固定工具可以是手套或腕带。
用于训练击球器具的击球动作的训练装置是具体说明在权利要求20。根据一个具体说明的架构，训练装置包括击球器具，用击球器具，用户训练击球动作，以及至少一测量装置，用于检测击球器具的击球动作。击球器具线定击球器具轴。测量装置是可释放地固定在击球器具上。测量装置包括至少一二维加速度传感器，用于检测两个二维加速度向量。另外，测量装置包括至少一一维加速度传感器，用于检测一个一维加速度向量，其中至少一一维加速度传感器是以所检测的一维加速度向量相对于由至少一二维加速度传感器检测的二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器配置。此外，测量装置包括第一旋转角度传感器，用于检测对于z轴的二维加速度向量的第一旋转角度，其中第一旋转角度传感器是以z轴相对于二维加速度向量实质上正交地延伸的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器配置。训练装置通过事实被区分的是，测量装置包括第二旋转角度传感器，用于检测对于y轴的一维加速度向量的第二旋转角度，其中第二旋转角度传感器是以y轴相对于一维加速度向量实质上正交地延伸的这种方式而相对于至少一一维加速度传感器配置。
由于它们全体中的传感器不是球面地对称，会有用于在击球器具上对准测量装置的多样化可能性，因为在它们的全部的传感器无法球对称。在一个有利的架构，测量装置可以这种方式关于击球器具轴定向，而这种方式是二维传感器检测相对于击球器具轴正交地运行的击球器具的二维加速度向量、一维加速度传感器检测平行于击球器具轴运行的击球器具的一维加速度向量、第一旋转角度传感器检测对于击球器具轴的击球器具的第一旋转角度、以及第二旋转角度传感器检测对于实质上正交地垂直击球器具轴延伸的y轴的击球器具的第二旋转角度。
根据一个特别有利的实施例，训练装置包括除了固定在击球器具上的测量装置之外的至少一身体传感器。至少一身体传感器是被提供用于测量训练装置的用户的身体或身体部分的动作的传感器。对于这个目的，至少一身体传感器可以间接或直接固定在用户的身体的至少一位置上。身体传感器可以包括至少一加速速传感器、至少一旋转角度传感器或至少一加速度传感器和至少一旋转角度传感器的组合。至少一身体传感器的测量是与测量装置的测量同时有利的产生。此实施例使得它可能在击球期间同时检测击球器具的动作(藉由测量装置)和身体或身体部分的动作(藉由至少一个身体传感器)。
训练装置可有利的具有运算工具，被提供用于比较至少一身体传感器的测量信号与对应参考信号。此运算工具可以是如上所述的测量装置的运算工具或另外的运算工具。另外，由于测量装置的运算工具可适用于比较测量装置的加速度传感器和旋转角度传感器的原始数据及/或参考数据与对应参考信号，因此运算工具可以确定对于击球器具和于对身体或身体部分的从例如对应理想动作(位置)的参考动作(参考位置)的所量测动作(位置)的偏差。由于测量装置和至少一身体传感器同时地执行测量，从参考信号的击球器具的动作的偏差可被分配到身体(部分)姿势或身体(部分)动作或其从在击球器具的动作的偏差的时间点的对应参考信号的偏差。
为了通知身体(部分)姿势或身体(部分)动作的已确定偏差的用户，信号产生器可被提供。信号产生器可以是如上所述测量装置的信号产生器或额外的信号产生器。因此，可能有利地指示用户的是，首先，击球器具的挥击路径从区别挥击路径偏离，如果合适的，身体(部分)姿势或身体(部分)动作的偏差会出现在什么击球器具的动作的偏离的时间点。因此，用户可以识别身体(部分)姿势或身体(部分)动作导致从区别挥击路径的击球器具的偏差且可以校正它，以改进击球器具的击球动作。
信号产生器可以输出声学、光学或机械信号。声学信号可以是，特别是，描述身体或身体部分和击球器具的偏差(错误)姿势或动作的口语通知。光学信号可以是，特别是，身体或身体部分和击球器具的偏差(错误)姿势或动作的图形表示，其描绘的是与对应参考信号的身体或身体部分和击球器具的姿势或动作进行比较。身体可以例如被表示为化身。图形表示可描繪未经時間延迟的事件，使得用户可以识别在它发生时的时刻的偏差。可替代地，光信号可以在击球完成后以一序列一起描绘整个击球动作的过程的影像输出。
根据一个实施例，训练装置的测量装置是根据本发明的一个或多个实施例的测量装置。
用于藉由具体说明在权利要求27的训练装置在区别挥击路径上训练击球器具的击球动作的方法。该方法的有利的发展从依赖于其上的权利要求书是显而易见。
根据方法的一个具体架构，可以做出准备，特别是用于方法的训练装置，以包括击球器具和至少一测量装置，用于检测击球器具的击球动作，所述至少一测量装置被固定在击球器具上，其中训练装置是根据本发明的多个实施例其中之一的训练装置。当训练装置意图使用时，第二旋转角度传感器检测对于y轴实质上垂直区别挥击路径延伸的击球器具的第二旋转角度。
方法可例如作为用于比较已测量挥击路径与理想参考挥击路径。对于这个目的，测量装置的传感器确定原始数据，而测量装置的运算工具将其转换成有条件数据。有条件数据可以获得来指示经由如上进一步示例所述的有条件数据。因此，击球器具的方向、最大加速度、击球的各个阶段的持续时间、在各个阶段和挥击路径的力量分布及/或加速度可被包含。另外，它可能确定在相对于击球的时间点的最高速度的时间点的击球器具的杆头的最大速度和击球器具的杆头的位置。有条件数据随后与参考数据比较，以确定差异。有利的是，如果有条件数据和参考数据之间的差异超过限定限制值，则信号产生器产生信号。信号是在从参考数据的偏差出现时的时刻产生。在此情况中，信号的强度可以与差异的大小相关联。因此，用户在偏差发生时的时刻被通知有偏差。也就是说，用户知道在哪些点的击球动作的情况是不理想的。因此，因此，在击球后，对于用户来识别对有条件数据或甚至更加困难的部分的基础上的对应时刻，及找到时计动作顺序的所计算的时间点就没有必要。
数据也可以在击球后以时间关系来估算，以确定额外的或更精确的参数。其示例包括精确读取从平滑的测量数据的挥击的起始位置或从挥击和击球(影响)之间数据的总数量确定挥击的节奏。
本发明将在示例实施例结合附图的基础上进行详细说明如下。
附图说明
图中：
图1示出根据本发明的一个实施例的用于检测击球器具的击球动作的测量装置的示意图；
图2示出包括从并入如预期的状态的图1的测量装置的训练装置的示意图；
图3示出从不同视角说明图2的训练装置的示意图；
图4示出图1的测量装置的二维加速度传感器的x方向的测量信号作为时间的函数的示意图；
图5示出图4的二维加速度传感器的y轴的测量信号作为时间的函数的示意图；
图6示出图1的测量装置的一维加速度传感器的z方向的测量信号作为时间的函数的示意图；
图7示出图1的测量装置的第一旋转角度传感器的测量信号作为时间的函数的示意图；
图8示出图1的测量装置的第二旋转角度传感器的测量信号作为时间的函数的示意图；
图9示出作为包括图1的测量装置的训练装置的部分的身体传感器和至少一身体传感器的可能的位置的示意图；以及
图10示出在每一情况的图1的测量装置的测量讯号结合图9的身体传感器的测量讯号与参考信号比较的示意图。
具体实施方式
图4至图8所示的测量信号是同时地由不同的传感器进行测量。
图1是根据本发明的一个实施例的测量装置2的示意图。测量装置2提供用于测量击球的击球器具4的动作，以下称为击球动作。击球动作细分为以下几个部分：挥击的起始(a)、后摆(b)、前摆(c)和击球(d)。测量装置2以时间分辨方式测量击球动作，使得挥击的起始(a)和击球(d)之间的有关时间周期可被估测。
测量装置2是例如是用于测量高尔夫、棒球、网球和冰球的击球动作。在示例实施例(图2和3)中，测量装置2用来测量以高尔夫球杆的形式的击球器具的击球动作实现4。
在示例实施例中，测量装置2包括两个二为加速度传感器6a、6b，用于检测二微加速度向量以及两个一维加速度传感器8a、8b，用于检测伊为加速度向量在此情况中，一维加速度传感器8a、8b是以一维加速度向量相对于二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于二维加速度传感器6a、6b配置。除加速度传感器6a、6b、8a、8b之外，测量装置2包括第一旋转角度传感器10，用于检测第一旋转角度θ。在此情况中，第一旋转角度传感器10是以第一旋转角度θ对应于对于z轴相对于二维加速度向量实质上正交地延伸的二维加速度向量的旋转角度的这种方式而相对于二维加速度传感器6a、6b配置。另外，测量装置3包括第二旋转角度传感器12，用于检侧第二旋转角度在此情况中，第二旋转角度传感器12是以第二旋转角度对应于对于y轴实质上垂直于一维加速度向量延伸的一维加速度向量的旋转角度的这种方式而相对于一维加速度传感器8a、8b配置。第二旋转角度因此是挥击平面的旋转角度。
二维加速度传感器6a、6b操作在两个不同且部分重迭的测量范围。在此情况中，一个二维加速度传感器6a的测量范围给予5至250g，且特别适合于快击球。在此情况中，另一二维加速度传感器6b的测量范围给予0至15g，且特别适合于慢击球。
在每一情况中，二维加速度传感器6a、6b可以由两个一维加速度传感器构成。二维加速度传感器6a、6b的这些一维加速度传感器关于测量范围可以是结构相同的。对于具体应用，它也可有利的选择用于这些一维加速度传感器的不同测量范围。另外，二维加速度传感器6a的一维加速度传感器可以是结构相同于一维加速度传感器8a，而二维加速度传感器6b的一维加速度传感器可以是结构相同于一维加速度传感器8b。可替代地，一维加速度传感器也可以被不同地体现。二维加速度传感器6a、6b是有利容纳在一个组件。
旋转角度传感器10、12用于检测角速度。根据一个实施例，旋转角度传感器10、12是陀螺仪传感器。旋转角度传感器10、12关于彼此正交地配置，以测量角度θ和旋转角度传感器10、12操作在50至2000°/s的测量范围。
在示例实施例中，加速度传感器6a、6b、8a、8b和旋转角度传感器10、12是微机电系统，通常被称为MEMS。
另外，测量装置2包括用于时间测量的工具14。用于时间测量的工具14测量与加速度传感器6a、6b、8a、8b和旋转角度传感器10、12平行的时间，以能够分配时间点到由加速度传感器6a、6b、8a、8b和旋转角度传感器10、12检测的每一测量值。
运算工具16提供用于接收和估算由加速度传感器6a、6b、8a、8b、旋转角度传感器10、12和用于时间测量的工具14提供的原始数据。原始数据确定的基础上和物理模型的基础上，运算工具16以时间依赖方式计算空间中击球器具的位置，且也计算在击球的过程中它的方向和速度。计算值可以与参考资料进行比较。运算装置16的功能将结合用于训练击球动作的方法进行以下进一步详细地说明，其中使用所述测量装置2。
运算工具16包括存储器和处理器。存储器存储用于估算通过加速度传感器6a、6b、8a、8b、旋转角度传感器10、12和用于时间测量的工具14提供的原始数据的程序。另外，存储器存储多样性的参考数据，其对应理想挥击顺序和用于与已测量击球动作比较。运算工具16是通过接口18从外部进入。因此，首先，由加速度传感器6a、6b、8a、8b、旋转角度传感器10、12和用于时间测量的工具14提供的原始数据及/或由由运算工具估算的数据可以通过运算工具16传送到外部数据处理系统。其次，接口也启用程序及/或参考数据进行更新和/或更换。接口18例如是USB连接、蓝牙接口、红外线接口或一些其他惯用的无线或有线接口。较佳地，接口是蓝牙接口，以能够从而建立一个连接到例如外部数据处理系统的智能手机。
另外，测量装置2具有操作组件20，用操作组件20，用户可选择哪个程序是由运算工具执行。另外，藉由操作组件20，用户可选择具有哪个随后要测量的要进行比较的参考数据设定。
加速度传感器6a、6b、8a、8b、旋转角度传感器10、12、用于时间测量的工具14和运算工具16是配置在小型壳体22。壳体22具有固定工具24，藉由固定工具24，测量装置2可以释放地被固定在击球器具4上。
另外，测量装置2具有信号产生器26。信号产生器26例如在外部被安装到壳体22。可替代地，信号产生器26也可以容纳在壳体22中。信号产生器26输出声学及/或光学信号。对于具体应用，信号也可以是振动信号。如果由运算工具16计算的值和参考数据之间的差异超过限制值，则信号是由信号产生器26输出。在此状况，限制值可以由使用者限定。
图2和图3示出根据本发明的一个实施例的从两个不同角度的训练装置30。训练装置30是适用于训练击球器具4的击球动作。为了更好地说明的，图2和3示出了与用户一起的训练装置30。在图2中，挥击路径是垂直地延伸至图中的平面，而在图3中，挥击路径是平行于图中的平面。
训练装置30包括已经描述的测量装置2和击球器具4，用训练装置30，击球动作是想要被训练的。击球器具沿着击球器具轴A延伸。测量装置2是固定在击球器具4上。较佳地，测量装置2通过固定工具24固定在击球器具4上。在示例实施例中，击球器具4是高尔夫球杆。然而，如前言中所述，击球器具也可以适用于其他球类运动的击球器具。
在此状况，测量装置2是以由二维加速度传感器6a、6b检测的二维加速度向量axy相对于击球器具轴A正交地运行的这种方式而固定在击球器具4上。从二维加速度传感器6a、6b、一维加速度传感器8a、8b、第一旋转角度传感器10和第二旋转角度传感器12相对于彼此的如上所述相对配置和从击球器具4和二维加速度传感器6a、6b的相对配置，以下关系产生：由一维加速度传感器8a、8b检测的一维加速度向量az平形于击球器具轴A运行。第一旋转角度θ，其通过第一旋转角度传感器10检测，对应对于击球器具轴A的击球器具4的旋转角度。第二旋转角度其通过第二旋转角度传感器12检测，对应对于y-轴实质上垂直击球器具轴A延伸的击球器具4的旋转角度。
为了能够使用用于训练在区别挥击路径上的击球动作的训练装置30，测量装置2是以当训练装置30打算使用时，对于第二旋转角度旋转的y-轴相对于区别挥击路径实质上正交地延伸的这种方式而相对于击球器具轴A配置。
用于训练在区别挥击路径上的具有击球器具4的击球动作的方法是基于事实，此事实是加速度传感器6a、6b、8a、8b、旋转角度传感器10、12和用于时间测量的工具14确定原始数据，原始数据是传输到运算工具16且由运算工具16进行处理，运算工具16将原始数据转换成有条件数据，例如方向、最大加速度、击球动作的各个阶段的持续时间、在各个阶段和挥击路径的力量分布和加速度。这些步骤实时进行，使得有条件数据在击球期间直接提供给用户。
由于训练特定动作的用户不可不必须完全地从所述用户的击球动作的有条件数据读取错误，此方法提供用于比较有条件数据与参考数据，且用于确定有条件数据和参考数据之间的差异。对于此目的，多样像的参考数据可给用户，其中所述用户可以藉由操作组件20选择对应所述用户希望训练的击球动作的参考数据。如果已测量击球动作和已选择参考数据之间的差异是确定的，则信号由信号产生器26产生。在此情况，信号的强度随着差异的大小而变化。在示例实施例中，信号是声学信号，其随着差异增加而更大声。
不需要依赖已测量数据和参考数据的比较的职业球员也可以直接使用有条件数据。参考数据的比较不会在这种情况中发生。
有条件数据和它们与参考数据之间的差异是实时确定，也就是说在击球期间。因此，用户即刻识别挥击动作的哪个阶段是错误的。另外，所有数据(原始数据、有条件数据、差异数据)可通过接口18传送到外部数据处理系统。在击球已经执行后，此允许击球的更广泛的分析。经由示例，因此有可能根据击球的特定类型的多次重复或长期的大量训练阶段，确定出击球质量是如何改进的。
图4至8示意性示出对于使用以高尔夫球杆形式的击球器具4的击球的各个传感器6a、6b、8a、8b、10、12作为时间函数的测量信号。在此事例，挥击的起始(a)、后摆(b)、前摆(c)和击球(d)的相应阶段是指示在每个测量信号中。在此事例，后摆(b)应该理解成表示挥击的起始(a)和击球器具的最高位置的时刻之间的阶段。因此，前摆(c)是击球器具的最高位置的时刻与击球(d)之间的阶段。取决于球员，击球的持续时间是典型地在600和1000ms之间。图4至8示出的击球具有约1000ms的长度。后摆和前摆的相对持续时间不是以真实比例的方式绘制，而是仅示意性绘示在图4至8。一般来说，后摆的持续时间是前摆的持续时间的大约三倍。
图4示出例如二维加速度向量的一个分量的加速度向量的大小如何在击球的过程中变化。如从图3可以看出，加速度向量是垂直地指向击球器具轴A且实质上平行于区别挥击路径运行。图4中示出两个阶段。如实线示出的图对应一个二维加速度传感器6a的测量，其执行在10至100g的范围的测量。由加速度传感器6a测量的加速度值是在图4中左侧纵坐标轴读取。另一二维加速度传感器6b的测量以平行的方式(虚线)发生，此加速度传感器执行在0至10g的范围的测量。由加速度传感器6b测量的加速度值是在图4中右侧纵坐标轴读取。当后摆(b)是通过具有良好分辨率的传感器6b测量时，传感器6b的信号对于前摆(c)是饱和的。相反地，后摆(b)不是通过传感器6a充分解析，但前摆(c)是映射的非常好。因此，传感器6b应该使用于后摆(b)的估算，而传感器6a应该使用于前摆(c)的估算。后摆(b)的加速度向量是负的且具有拋物线轮廓。前摆(c)的加速度向量是正的且同样具有抛物线轮廓，其具有在击球(d)的时刻处的峰值。
图5示出例如二维加速度向量的另一分量的加速度向量的大小如何在击球的过程中变化。如从图3可以看出，加速度向量是垂直地指向击球器具轴A且实质上垂直于区别挥击路径运行。在理想击球的事例，没有y-方向的加速度，且因此加速度向量在整个击球期间是等于零。图5的加速度向量的轮廓完全从对于击球器具轴A的击球器具的旋转产生。图5中也类似于图4示出两个阶段。后摆(b)和前摆(c)的大小是实质上相同的，且仅在它们的符号是不同的。由于大小通常相当小，传感器6b是较佳地使用于评估整个击球。
训练的一个目标是尽可能在一个平面引导击球器具，也就是说最小化击球器具偏离平面。此目标可以通过检查具有传感器6a、6b帮助的加速度向量的轮廓来训练。
图6示出平行于击球器具轴A延伸的加速度向量的大小的轮廓。图6中也类似于图4示出两个阶段。如实线示出的图是通过一个一维加速度传感器8a测量，而如虚线示出的图是通过另一一维加速度传感器8b测量。在关联纵坐标轴分别是对应地指示。前摆的加速度值的轮廓是实质上对应前摆的加速度向量的轮廓。后摆的加速度值的轮廓也是实质上对应后摆的加速度值的轮廓，不同之处在于符号现在是正的。对于估算加速度向量的测量，类似于加速度向量的过程的过程应该被采用。
从加速度传感器6a、6b、8a、8b的测量值和发出，有可能确定响应位置，也就是说直接地在高尔夫打击之前的击球器具4的位置。
图7示出對於击球器具轴A的击球器具4的旋转角度如何在击球期间变化。在此事例，在击球期间的第一旋转角度θ的值的轮廓对应抛物线。通常，挥击的起始(a)的第一角度θ不是相同于击球(d)时的第一角度θ。也就是说，击球器具的杆头在对于击球器具轴A的整个击球器具4的旋转的描述上的击球期间改变它的方向。两个角度之间的差异产生击球器具4的所谓开闭值。也就是说，差异是球是否将很可能朝向左或朝向右的寻求轨迹偏离的测量。理想情况下，击球器具的杆头在击球期间是垂直于区别挥击路径进行引导。训练的一个目标是最小化这两个角度之间的差异。此目标可以通过检查具有第一旋转角度传感器10的帮助的第一角度θ的轮廓来训练。
经常发生的一个问题是所谓的YIP。这是手腕的痉挛，导致对于击球器具轴A的击球器具4的不受控制的旋转。YIP是通过第一旋转传感器10测量。动作发生在约50ms的时间刻度。为了检测这一点，在50至5000Hz的分辨率，特别是500至2000Hz，是必需的。YIP显示成在第一角度θ的时间相关轮廓的钩形偏差(参看图7)。训练的另一目标是用于降低YIP。此目标可以通过检查具有第一旋转角度传感器10的帮助的第一角度θ的轮廓来训练。
图8示出对于y-轴的击球器具4的第二旋转角度如何在击球期间变化。因此，第二旋转角度对应通过击球器具4在击球期间在挥击平面包含的角度。第二旋转角度的时间轮廓实质上对应第一角度θ的时间轮廓。在第二角度θ的事例，也往往可以观察到的是，在挥击的起始(a)的值和击球(d)时不同。所谓的驱动角度可以从差异得到。驱动角度是形成于击球器具的杆头的驱动表面和击球(d)时的垂直面之间的角度。在具体击球的事例，训练的一个目标是首先最小化在挥击的起始(a)的位置和击球(d)时的位置之间的驱动角度的差异。在其他击球的事例，更确切地说尽可能精确地重现驱动角度可能是重要的。这些目标可以通过检查具有第二旋转角度传感器12的帮助的第二角度的轮廓来训练。
可替代地，确定也可以是藉由二维加速度传感器6a、6b，在这种情况下，在x-方向上的分量(参看图3)特别是重要的。然而，可以由第二旋转角传感器12来实现的测量准确性高于加速度传感器6a、6b的测量准确性，所以第二旋转角传感器12的测量应是较佳的。
二维加速度传感器6a、6b一起与一维加速度传感器8a、8b和第一旋转角度传感器10提供相应数据，用于确定在击球期间沿着挥击路径的以高尔夫球杆形式的击球器具4的速度和加速度。
信息的另一个重要项目是加速度向量的时间轮廓(沿着击球器具轴)。如果多于一个测量范围被同步记录，可以在没有超出范围内检测出推杆动作的慢加速度和挥击的高加速度。从加速度的时间轮廓有可能确定在最高加速度的时间点相对于击球(d)的时间点处的击球器具的杆头的最大加速度和击球器具的杆头的位置。训练的一个典型目标是用以实现最高速度的时间点和击球(d)的时间点一致的效果。训练的进一步目标是优化最大速度，也就是说例如最大化它或是训练它到达目标值。
图9示出训练装置30的进一步实施例。图9的训练装置不同于图2和3的训练装置特别是，除了作为用于击球器具4的动作的测量的测量装置2，提供至少一个身体传感器50a-50i，适于检测训练装置30的用户的身体或训练装置30的用户的身体部分的动作。至少一个身体传感器50a-50i被提供来用于直接或间接固定在训练装置30的用户的身体的至少一位置上。身体传感器50a-50i的数量可通过训练装置30的用户取决于训练目标来选择。图9示出经由点为例的9个身体传感器50a-50i以说明对应身体传感器50a-50i可被安装的合适身体位置。因此，手(身体传感器50a)、手腕附近的区域(身体传感器50b)、上臂(身体传感器50c)、头部(身体传感器50d)、背部(身体传感器50e)、骨盆(身体传感器50f)、大腿(身体传感器50g)、脚踝(踝)附近的区域(身体传感器50h)及/或脚(身体传感器50i)是用于检测在击球期间的身体或身体部分的动作的合适身体位置。较佳地，身体传感器50a、50b和50c是安装到握持击球器具4的手或臂。所有这些位置的共同处在于它们较佳地并未提直接提供在一个连结上。
图9的训练装置包括前言所述的测试装置2，其依次包括计算工具和信号产生器。在图9的实施例中，首先，测量装置2的计算工具和信号产生器作为用于处理和输出从测量装置2得到的测量数据或信息，且其次用于处理和输出从至少一身体传感器50a-50i得到的测量数据或信息。
图10示出示例的图9的训练装置的信号产生器的光学信号。人的表示由虚轮廓线的人的表示2.描述至少一个身体传感器50a-50i的测量数据，而由实轮廓线的人的表示对应于参考数据集。因此，以虚线呈现的挥击路径和具有虚轮廓线的击球器具4描述测量装置2的测量数据，而以实线呈现的挥击路径和具有实轮廓线的击球器具4对应参考数据集。参考数据集可以特别是对应较加身体姿势或区别挥击路径。
图10的光学信号是在击球动作已经完成后显示给用户。可替代地，这样的信号可以在击球期间被显示，使得用户可以识别击球期间的时间点是否有相对于具有击球器具的较佳身体姿势及/或姿态的偏差。

Claims (35)

1.用于检测击球器具的击球动作的测量装置，包括
-至少一二维加速度传感器，用于检测二维加速度向量
-至少一一维加速度传感器，用于检测一维加速度向量其中所述至少一一维加速度传感器是以所述检测的一维加速度向量相对于由所述至少一二维加速度传感器检测的所述二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于所述至少一二维加速度传感器配置，
-第一旋转角度传感器，用于检测对于z-轴的所述二维加速度向量的第一旋转角度(θ)，其中所述第一旋转角度传感器是以z-轴相对于所述二维加速度向量实质上正交地延伸的这种方式而相对于所述至少一二维加速度传感器配置，
其特征在于，
-第二旋转角度传感器，用于检测对于y-轴的所述一维加速度向量的第二旋转角度其中所述第二旋转角度传感器是以y-轴相对于所述一维加速度向量实质上垂直地延伸的这种方式而相对于所述至少一一维加速度传感器配置。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一旋转角度传感器和所述第二旋转角度传感器是用于检测角速度的工具。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一旋转角度传感器和所述第二旋转角度传感器是陀螺仪传感器。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一旋转角度传感器和所述第二旋转角度传感器是结构上相同，并且相对于彼此实质上正交地配置。
5.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述第一旋转角度传感器和所述第二旋转角度传感器在50至2000°/s的测量范围是敏感的。
6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括 两个二维加速度传感器，其用于在每一情况中的不同测量范围是敏感的。
7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，一个二维加速度传感器在0至15g的测量范围是敏感的。
8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，另一二维加速度传感器在5至250g的测量范围是敏感的。
9.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，一个二维加速度传感器在0至10g的测量范围是敏感的。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，另一二维加速度传感器在15至100g的测量范围是敏感的。
11.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括两个一维加速度传感器，其中一个一维加速度传感器是结构上相同于所述一个二维加速度传感器，而另一一维加速度传感器是结构上相同于所述另一二维加速度传感器。
12.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述加速度传感器和所述旋转角度传感器是微机电系统(MEMS)。
13.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置具有时间测量工具，其测量在所述击球动作期间的时间。
14.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置具有运算工具，提供用于将由加速度传感器和旋转角度传感器确定的原始数据转换成有条件数据，其包括击球动作的各个阶段的方向、最大加速度、持续时间、在各个阶段和挥击路径期间的力量分布和加速度。
15.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，所述运算工具具有接口，以传输所述原始数据及/或有条件数据到外部数据处理系统。
16.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括操作组件，用操作组件，用户可以选择哪个由运算工具所产生的有条件数 据。
17.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括壳体，其围起所有所述传感器、时间测量的工具和运算工具。
18.根据权利要求1至17的任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括固定工具，其提供用于可释放地或不可释放地将所述测量装置固定在击球器具上。
19.根据权利要求1至17的任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括固定工具，其提供用于间接或直接将所述测量装置固定在用户的身体上。
20.根据权利要求1至17的任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括固定工具，其提供用于间接或直接将所述测量装置固定在手上或在手腕附近。
21.根据权利要求17所述的测量装置，其特征在于，所述运算工具是提供来比较所述原始数据及/或所述有条件数据与参考数据。
22.根据权利要求21所述的测量装置，其特征在于，提供信号产生器，其如果所述有条件数据和所述参考数据的差异超过限定限制值，则产生信号。
23.用于训练击球器具的击球动作的训练装置，包括
-击球器具，用击球器具，用户训练所述击球动作，以及
-至少一测量装置，用于检测所述击球器具的击球动作，所述至少一测量装置被固定在击球器具上且包括
·至少一二维加速度传感器，用于检测二维加速度向量
·至少一一维加速度传感器，用于检测一维加速度向量其中所述至少一一维加速度传感器是以所述检测的一维加速度向量相对于由所述至少一二维加速度传感器检测的所述二维加速度向量实质上正 交地运行的这种方式而相对于所述至少一二维加速度传感器配置，以及
·第一旋转角度传感器，用于检测对于z-轴的所述二维加速度向量，其中所述第一旋转角度传感器是以z-轴相对于所述二维加速度向量实质上正交地延伸的这种方式而相对于所述至少一二维加速度传感器配置，
其特征在于，
所述测量装置包括第二旋转角度传感器，用于检测对于y-轴的所述一维加速度向量的第二旋转角度其中第二旋转角度传感器是以y-轴相对于所述一维加速度向量实质上垂直地延伸的这种方式而相对于所述至少一一维加速度传感器配置。
24.根据权利要求23所述的训练装置，其特征在于，所述击球器具沿着击球器具轴(A)延伸，并且其特征在于，所述测量装置以这种方式关于所述击球器具轴(A)取向，所述这种方式是
-所述二维加速度传感器检测所述击球器具相对于所述击球器具轴(A)正交地运行的二维加速度向量
-所述一维加速度传感器检测所述击球器具平行于所述击球器具轴(A)运行的一维加速度向，
-所述第一旋转角度传感器检测所述击球器具对于所述击球器具轴(A)的第一旋转角度(θ)，以及
-所述第二旋转角度传感器检测所述击球器具对于y-轴的第二旋转角度 所述y-轴实质上垂直于所述击球器具轴(A)延伸。
25.根据权利要求23所述的训练装置，其特征在于，所述训练装置包括至少一身体传感器，其被设计用于间接或直接固定于用户的身体上，且被提供用于检测所述身体的动作，其中至少一身体传感器相对于所述测量装置同时地进行测量。
26.根据权利要求25所述的训练装置，其特征在于，提供运算工具，其适用于比较至少一身体传感器的测量信号与参考信号。
27.根据权利要求26所述的训练装置，其特征在于，所述运算工具被提供用于从对应参考信号分配测量装置的测量信号的偏差到所述至少一身体传感器的同时地测量的测量信号，并且如果是合适的，从所述参考信号分配至少一身体传感器的测量信号的偏差。
28.根据权利要求27所述的训练装置，其特征在于，提供信号产生器，其适用于指示给用户，从对应参考信号分配测量装置的测量信号的偏差到所述至少一身体传感器的同时地测量的测量信号，并且如果是合适的，从所述对应参考信号的所述至少一个身体传感器的测量信号的偏差。
29.根据权利要求28所述的训练装置，其特征在于，所述至少一测量装置是根据权利要求2至17的任一项的测量装置。
30.用于藉由训练装置区别挥击路径上训练击球器具的击球动作的训练方法，其中所述训练装置包括击球器具和至少一测量装置，用于检测所述击球器具的击球动作，所述至少一测量装置被固定在所述击球器具上，
其特征在于，
所述训练装置是根据权利要求23至29的任一项的训练装置。
31.根据权利要求30所述的训练方法，其特征在于，当所述训练装置打算使用时，所述第二旋转角度传感器检测所述击球器具对于y-轴的第二旋转角度所述y-轴实质上垂直于所述区别挥击路径延伸。
32.根据权利要求30所述的训练方法，其特征在于，所述测量装置的所述传感器和所述训练装置的身体传感器同时地执行测量和确定原始数据，并且所述测量装置的运算工具即刻将所述原始数据转换成有条件数据，其中有条件数据包括击球动作的各个阶段的方向、最大加速度、持续时间、在各个阶段和挥击路径期间的力量分布和加速度。
33.根据权利要求32所述的训练方法，其特征在于，所述有条件数据是与参考数据进行比较。
34.根据权利要求33所述的训练方法，其特征在于，如果所述有条件 数据和所述参考数据的差异超过限定限制值，则产生信号。
35.根据权利要求34所述的训练方法，其特征在于，所述信号的强度与所述差异的大小相关联。
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