CN105435434B - 光电式高尔夫击球参数测试方法和装置 - Google Patents

光电式高尔夫击球参数测试方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105435434B
CN105435434B CN201510953468.7A CN201510953468A CN105435434B CN 105435434 B CN105435434 B CN 105435434B CN 201510953468 A CN201510953468 A CN 201510953468A CN 105435434 B CN105435434 B CN 105435434B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rod
bar
inspection positions
signal
getting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510953468.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105435434A (zh
Inventor
吴旭峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510953468.7A priority Critical patent/CN105435434B/zh
Publication of CN105435434A publication Critical patent/CN105435434A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105435434B publication Critical patent/CN105435434B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/36—Training appliances or apparatus for special sports for golf
    • A63B69/3658—Means associated with the ball for indicating or measuring, e.g. speed, direction

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光电式高尔夫击球参数测试方法和装置，应用于高尔夫练习时帮助矫正击球动作，通过在进杆检测位置和出杆检测位置处分别设置两束激光束，挥杆时对杆头在进杆检测位置处的两束激光束间，从进杆到出杆以及出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间进行计时，再基于测得的时间和设定的激光束间的距离等信息算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向。本发明实现了从数值上测出击球过程中球杆杆头的击打速度，进杆和出杆时杆头的偏转角度和方向，把这些参数显示出来并提供给练习者，能够有效帮助练习者分析击球过程中的动作，并予以纠正。

Description

光电式高尔夫击球参数测试方法和装置
技术领域
本发明涉及一种光电式高尔夫击球参数测试方法和装置，主要应用于高尔夫练习时帮助矫正击球动作。
背景技术
在高尔夫击球时，为了保证球飞出去以后能到达或接近目标，应保证在击球过程中杆头的击球面和飞行方向垂直，并在击球和送球的一段距离内保持杆面平行，一般要求在击球的过程中要有一个送胯的动作。目前的高尔夫练习器一般没有动作矫正，大多是仅有一个球道。前期我们设计了一套高尔夫练习器，基本结构如图1所示，两个框型结构，分别安装ABCD四个激光头，abcd是四个光电接受管，高尔夫球杆击球时（比如正手，由右向左），杆头相继切断四条激光束，通过电路感应判断AB和CD四条光束的切断先后，判断进杆和出杆的时候，球杆杆头是左偏还是右偏，用发光二极管来显示。这部分内容已经申请了实用新型专利“光电感应即时显示式高尔夫球挥杆准直练习器CN 201930499 U” ，已经获得授权。
但原来的专利中仅能判断进杆和出杆的时候，球杆杆头是左偏还是右偏，对于偏离1度和10度，显示结果是一样的，而球杆角度不同。击球后球飞出后偏离目标差别很大。我们考虑在这个基础上，我们以原来的机械结构，通过微机系统计时测量球杆杆头切断各条光束的时间差，用我们发明的算法计算出击球过程的平均速度，同时判断进杆和出杆的左右偏，并算出偏转角度，用液晶显示器或计算机显示出来。这样就能给练习者在数值上有所参考，在矫正动作时可以考虑纠正的幅度，实际价值更大。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供了一种光电式高尔夫击球参数测试方法和装置，能够把高尔夫击球时击球参数计算出来，进而显示出来。主要针对击球速度、进杆和出杆时杆头的偏转方向和角度等参数，对练习者的动作有比较强的指导意义。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种光电式高尔夫击球参数测试方法，包括：
（1）获取进杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第一个切断信号时启动第一定时器和第二定时器；
（2）获取进杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第二个切断信号时停止第一定时器；
（3）获取出杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第三个切断信号时停止第二定时器，启动第三定时器；
（4）获取出杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第四个切断信号时停止第三定时器；
（5）结合进杆和出杆检测位置、激光束间的距离、定时器的计时时间以及激光束切断的先后顺序计算得出挥杆速度以及进杆和出杆时的偏向角度和方向。
所述挥杆速度根据公式v=L/T 2 计算得出，其中L为进杆检测位置与出杆检测位置间的距离，T 2 为第二定时器的计时时间。
所述进杆时的偏向角度根据公式α 1 =arctan（vT 1 /D）计算得出，其中D为进杆检测位置处两束激光束之间的距离，T 1 为第一定时器的计时时间。
所述出杆时的偏向角度根据公式α 2 =arctan（vT 3 /D）计算得出，其中D为出杆检测位置处两束激光束之间的距离，T 3 为第三定时器的计时时间。
进一步地，为了及时发现挥杆异常，保障参数正确计算，所述步骤（2）中还包括：若在距离获取到第一个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第二个切断信号，则发出错误信号；所述步骤（4）中还包括：若在距离获取到第三个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第四个切断信号，则发出错误信号。
所述步骤（3）中还包括：若在距离获取到第二个切断信号的第二时间间隔内未获取到所述第三个切断信号，则发出错误信号。
一种实现上述方法的光电式高尔夫击球参数测试装置，包括：主控模块、显示模块和光电检测模块，所述光电检测模块包括四个光电管和四路光检测比较电路，分别对应四束激光束的检测，在激光束被切断时，光检测比较电路输出切断信号至主控模块；
所述主控模块包括：第一计时单元，用于根据进杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在进杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；第二计时单元，用于根据进杆和出杆检测位置处各自的第一个切断信号记录球杆杆头从进杆到出杆的移动时间；第三计时单元，用于根据出杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；以及计算单元，用于根据激光束切断的先后顺序、测得的时间和设定的激光束间的距离算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向；
所述显示模块与主控模块相连，接收并显示计算结果。
进一步地，所述主控模块还包括：第一错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到进杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号；第二错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第二时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第一个切断信号，若没有获取到则输出错误信号；以及第三错误检测单元，用于在获取到出杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号。
有益效果：本发明在现有实用新型专利“光电感应即时显示式高尔夫球挥杆准直练习器CN 201930499 U”的基础上，设计了测试击球参数的方法及实现装置，从数值上测出击球过程中球杆杆头的击打速度，进杆和出杆时杆头的偏转角度和方向，把这些参数显示出来并提供给练习者，能够有效帮助练习者分析击球过程中的动作，并纠正。
附图说明
图1是现有的光电式高尔夫练习器示意图。
图2是本发明实施例的方法总体流程图。
图3是本发明实施例的详细控制程序流程图。
图4是本发明实施例的装置结构框图。
图5是本发明实施例中激光头驱动和光电检测电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图2所示，本发明实施例公开的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，主要包括如下步骤：
S1、获取进杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第一个切断信号时启动第一定时器和第二定时器。
S2、获取进杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第二个切断信号时停止第一定时器。
S3、获取出杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第三个切断信号时停止第二定时器，启动第三定时器。
S4、获取出杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第四个切断信号时停止第三定时器。
S5、结合进杆和出杆检测位置、激光束间的距离、定时器的计时时间以及激光束切断的先后顺序计算得出挥杆速度以及进杆和出杆时的偏向角度和方向。
对于图1中的光电结构，正手击球时，球杆头由右至左分别扫过四条激光束，光电接收管接收到信号后，通过电路处理，信号有一个电平跳变，传输到单片机进行数据处理。以正手击球（由右向左）为例来说明，球杆头扫过第一个框（进杆检测位置处），只要切断a、b两条光束中的任意一条，启动两个计时器T1和T2，同时判断先切断a光束还是b光束，从而可判断进杆时球杆头右偏还是左偏，等到杆头切断a、b光束中的另外一条时，检测到对应的电平跳变，T1计时停止；球杆继续运行扫过第二个框（出杆检测位置处）时，只要切断c、d两条光束中的任意一条，T2计时停止，同时启动计时器T3，同时判断先切断c光束还是d光束，从而可以判断出杆时杆头左偏还时右偏，检测杆头切断c、d光束中的另外一条时，产生对应电平跳变，T3计时停止。T1和T3是击球面分别扫过两个框时分别切断a、b光束和c、d光束间的时间差，T2是从第一框到第二框之间的时间，由两个框之间的距离L（这个参数在开机时可以根据练习者的情况设定调整）和T2可以算出挥杆速度
v=L/T 2 （1）
再由T1和T3、光电管间距D计算出进杆和出杆时的偏向角度
α 1 =arctan（vT 1 /D） （2）
α 2 =arctan（vT 3 /D） （3）
计算得到的结果可在液晶显示器上显示出来，实时从数值上提醒练习者动作纠正幅度，也便于老师和教练检验练习效果。
本发明实施例的方法的详细控制流程如图3所示，开机时，先设定击球方向和两个框型结构之间的距离L，这个数值可以根据练习者水平和练习需要来进行调节。然后进入测试环节，以正手击球为例，先检测a、b两条光线有无切断，如果其中有一条光线被切断，表明开始进行练习。入杆时先切断a光线，表明杆头右偏，先切断b光线，表明杆头左偏。以入杆杆头右偏为例来说明下面的过程，切断a光线后，开启计时器T1和T2。如果1秒钟（时间间隔可以根据激光束间的距离、统计时间差进行调整）内还没有切断b光线，说明击球时击球点偏了，这时程序直接退出，并显示错误返回；如果击球正常，切断b光线，此时计时器T1停止，其所计得时间为击球时切断a、b光线之间的时间差。入杆杆头左偏时的控制检测情况类似。球杆头继续运行，只要检测到c、d两条光线其中有一条被切断，表明杆头到达第二个框，如果5秒还没有到，表明练习者在试杆，或者击球偏出，这时直接退出，显示错误返回。只要检测到c、d两条光线其中有一条被切断时，停止计时器T2，其所计得时间为杆头运行在两个框之间的时间，同时开启计时器T3。如果先检测到c光束被切断，表明出杆右偏，而如果先切断d光束，表明出杆杆头左偏。以出杆杆头右偏为例，c光线被切断以后，说明击杆杆头已经运行到出杆检测位置，此时停止计时器T2，同时开启计时器T3，如果1秒钟内还没有切断d光线，说明击球时击球点偏了，这时程序直接退出，并显示错误返回；如果击球正常，切断d光线，此时计时器T3停止，其所计得时间为击球时切断c、d光线之间的时间差。出杆杆头左偏时的控制检测情况类似。根据一次成功击球测得的时间差T1、T2、T3，由式（1）、（2）、（3），可以算出击球过程中球杆运行速度，和入杆、出杆过程中杆头偏转角度，结合检测过程中测得的入杆和出杆过程中杆头的偏转方向，将结果显示出来，返回。这个结果有助于分析击球过程中动作的大致情况。
如图4所示，本发明实施例公开的一种光电式高尔夫击球参数测试装置，包括主控模块、显示模块和光电检测模块，光电检测模块用于检测激光束是否被切断，输出切断信号至主控模块。主控模块通过三个计时单元分别对杆头在进杆检测位置处的两束激光束间，从进杆到出杆以及出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间进行计时，再通过计算单元根据激光束切断的先后顺序、测得的时间和设定的激光束间的距离算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向。此外，主控模块还通过三个错误检测单元来分别判断在进杆检测位置处的两束激光束间，从进杆到出杆以及出杆检测位置处的两束激光束间的移动是否超时，若超时则输出错误信号。显示模块用于结果显示。其中主控模块的数据处理可以用单片机、ARM系统甚至计算机来进行，显示模块可以采用液晶屏、LED屏甚至计算机屏幕，结合图像处理技术，可以模拟出球场中的飞行方向和轨迹。
根据图1所示的现有的光电式高尔夫练习器结构，我们制作了一套机械结构系统，包括两个框型结构和一个底座，将四个红光半导体激光器分别固定在两个框型结构的上端，光电管安装于框型结构下端，调整激光头对准光电管，四束激光束相互平行，间距可调，形成长方体的四条竖直的棱边状结构。该框型结构固定在底座上，底座相应位置设置两条槽，便于激光通过。下面以主控模块采用89C52单片机，显示模块采用12864液晶显示器，电源为5V直流电源或干电池为例，介绍本发明实施例公开的参数测试装置的硬件电路结构。本实施例的硬件电路主要包括89C52单片机（一个40脚的集成电路模块）、与单片机连接的晶振电路、12864液晶显示器和激光头驱动和光电检测电路（如图5）。我们采用的激光头是4.5V驱动的650nm红光半导体激光器，输出功率约3mw。光电管与一个电阻串联，接受激光照射后与电阻产生分压，该电压与某一设定的电压值通过比较器比较后，产生一个输出电压信号送入单片机进行处理。有光照时比较器输出低电平，光线被球杆头挡住切断时，输出高电平。图1中四个光电管，分别有四路光检测比较电路，产生的电平信号ABCD分别送入89C52单片机的P2.0-2.3口。P2.4口接一个按钮，可用来开机设定击球方向和框间距。

Claims (5)

1.一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，包括：
（1）获取进杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第一个切断信号时启动第一定时器和第二定时器；
（2）获取进杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第二个切断信号时停止第一定时器；
（3）获取出杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第三个切断信号时停止第二定时器，启动第三定时器；
（4）获取出杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第四个切断信号时停止第三定时器；
（5）结合进杆和出杆检测位置、激光束间的距离、定时器的计时时间以及激光束切断的先后顺序计算得出挥杆速度以及进杆和出杆时的偏向角度和方向；
挥杆速度根据公式v=L/T 2 计算得出，其中L为进杆检测位置与出杆检测位置间的距离，T 2 为第二定时器的计时时间；
进杆时的偏向角度根据公式α 1 =arctan（vT 1 /D）计算得出，其中D为进杆检测位置处两束激光束之间的距离，T 1 为第一定时器的计时时间；
出杆时的偏向角度根据公式α 2 =arctan（vT 3 /D）计算得出，其中D为出杆检测位置处两束激光束之间的距离，T 3 为第三定时器的计时时间。
2.根据权利要求1所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述步骤（2）中还包括：若在距离获取到第一个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第二个切断信号，则发出错误信号；所述步骤（4）中还包括：若在距离获取到第三个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第四个切断信号，则发出错误信号。
3.根据权利要求1所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述步骤（3）中还包括：若在距离获取到第二个切断信号的第二时间间隔内未获取到所述第三个切断信号，则发出错误信号。
4.一种实现如权利要求1-3任一项所述方法的光电式高尔夫击球参数测试装置，其特征在于，包括：主控模块、显示模块和光电检测模块，所述光电检测模块包括四个光电管和四路光检测比较电路，分别对应四束激光束的检测，在激光束被切断时，光检测比较电路输出切断信号至主控模块；
所述主控模块包括：第一计时单元，用于根据进杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在进杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；第二计时单元，用于根据进杆和出杆检测位置处各自的第一个切断信号记录球杆杆头从进杆到出杆的移动时间；第三计时单元，用于根据出杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；以及计算单元，用于根据激光束切断的先后顺序、测得的时间和设定的激光束间的距离算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向；
所述显示模块与主控模块相连，接收并显示计算结果。
5.根据权利要求4所述的一种光电式高尔夫击球参数测试装置，其特征在于，所述主控模块还包括：第一错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到进杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号；第二错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第二时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第一个切断信号，若没有获取到则输出错误信号；以及第三错误检测单元，用于在获取到出杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号。
CN201510953468.7A 2015-12-17 2015-12-17 光电式高尔夫击球参数测试方法和装置 Active CN105435434B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953468.7A CN105435434B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 光电式高尔夫击球参数测试方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953468.7A CN105435434B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 光电式高尔夫击球参数测试方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105435434A CN105435434A (zh) 2016-03-30
CN105435434B true CN105435434B (zh) 2017-09-19

Family

ID=55546340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510953468.7A Active CN105435434B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 光电式高尔夫击球参数测试方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105435434B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201930499U (zh) * 2010-12-22 2011-08-17 南京金鹏生命科技有限公司 光电感应即时显示式高尔夫球挥杆准直练习器
CN102814036A (zh) * 2012-09-05 2012-12-12 袁耀宗 高尔夫标准握杆的自动校正系统及校正方法
CN103170118A (zh) * 2013-02-27 2013-06-26 中山大学 一种高尔夫挥杆训练装置
CN103223226A (zh) * 2012-01-27 2013-07-31 邓禄普体育用品株式会社 用于高尔夫球杆的测量设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920949B1 (ko) * 2008-12-12 2009-10-09 (주) 알디텍 스크린 골프 시스템에서 클럽 헤드의 진입각, 공간속도 및타격점을 알기 위한 센싱 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201930499U (zh) * 2010-12-22 2011-08-17 南京金鹏生命科技有限公司 光电感应即时显示式高尔夫球挥杆准直练习器
CN103223226A (zh) * 2012-01-27 2013-07-31 邓禄普体育用品株式会社 用于高尔夫球杆的测量设备
CN102814036A (zh) * 2012-09-05 2012-12-12 袁耀宗 高尔夫标准握杆的自动校正系统及校正方法
CN103170118A (zh) * 2013-02-27 2013-06-26 中山大学 一种高尔夫挥杆训练装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105435434A (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9616346B2 (en) Method and systems for sports simulations
CN105007995B (zh) 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
US7502491B2 (en) Golf swing diagnosis system
KR101645693B1 (ko) 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치 및 방법
CN105792903B (zh) 高尔夫模拟器及高尔夫模拟方法
US20150072797A1 (en) Terminal Device and Display Method
CN103203096B (zh) 高尔夫挥杆信息分析方法、相关装置及分析系统
JP2001264016A (ja) ボールの運動測定装置
CN102245269B (zh) 用于感应入射角和击打点的感应系统
JP2004313479A (ja) ゴルフスウィングの診断システム
CN103203097B (zh) 高尔夫球挥杆过程分析方法、相关装置及分析系统
US20150283427A1 (en) Motion analysis system and motion analysis method
CN206402937U (zh) 鱼类自动测量打标装置
US20180133578A1 (en) Golf ball launch monitor target alignment method and system
CN103721398A (zh) 击球结果推论与姿势修正的方法与装置
JP2004024488A (ja) ゴルフスイングのインパクト状態計測方法
CN110227243A (zh) 乒乓球练习用智能纠正系统及其工作方法
KR101232797B1 (ko) 진자형 퍼팅 연습 장치
CN109011490B (zh) 基于红外双目高速摄像的高尔夫运动地面感测装置及方法
CN105435434B (zh) 光电式高尔夫击球参数测试方法和装置
CN103223226A (zh) 用于高尔夫球杆的测量设备
US20230285832A1 (en) Automatic ball machine apparatus utilizing player identification and player tracking
CN103079652A (zh) 移动物体的感测装置和感测处理方法以及使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置
JP2010158332A (ja) ゴルフクラブの選定方法
CN207101825U (zh) 一种高尔夫挥杆动作训练系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant