CN106492440B - 乒乓球落点数据的采集处理装置以及分析系统 - Google Patents

乒乓球落点数据的采集处理装置以及分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明所涉及的一种乒乓球落点数据的采集处理装置以及包含该乒乓球落点数据的采集处理装置的分析系统。本发明的乒乓球落点数据的采集处理装置用于采集处理运动员的乒乓球落点数据，包括：球桌本体、压电感应部、电信号放大部、信号转换部、采集处理侧存储部、发送部、电源部、电路保护部以及采集处理侧控制部。本发明的乒乓球落点数据的分析装置包含：分析侧存储部、控制存储部、接收部、计算部、预定规则存储部、输入部、检索获取部、分析部以及分析侧控制部。本发明不仅可以实现对运动员的打法特点分析、竞技水平进行评估，也可以辅助裁判判断、辅助运动员的赛前练习、辅助运动员分析比赛失误成因等。

Description

乒乓球落点数据的采集处理装置以及分析系统
技术领域
本发明涉及一种体育运动辅助技术领域，具体涉及一种乒乓球落点数据的采集处理装置以及包含乒乓球落点数据的采集处理装置的乒乓球落点数据的分析系统。
背景技术
乒乓球是一项融速度、力量、落点、旋转、线路、节奏为一体的娱乐、健身、竞技体育运动。我国是乒乓球运动大国，在世界各届大赛中几乎包揽所有奖项，同时乒乓球也是我国外交的一大途径，在全国人民心目中有着极高的意义。
由于乒乓球体积小，速度快，转速高，现阶段除了比分之外，对乒乓球运动的描述多是“这个球转得快”、“这个球拍控球好”、“这球打偏了”等主观的描述。乒乓球运动作为一项竞技体育运动，若能对其进行定量的参数化分析，可使得乒乓球运动具有很好观赏性的同时也能有具体的数据参数作为参考。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种乒乓球落点数据的采集处理装置以及包含乒乓球落点数据的采集处理装置的乒乓球落点数据的分析系统。
本发明提供的乒乓球落点数据的采集处理装置，具有这样的特征，包括：球桌本体；压电感应部，用于感应乒乓球落点的压力，并将感应到的压力转换成对应的电信号，具有多个以阵列排布的方式设置在球桌本体的桌面上的压电感应单元；电信号放大部，用于放大电信号；信号转换部，用于将放大的电信号进行A/D转换，得到对应的数字信号，采集处理侧存储部，用于存储数字信号，存储的数字信号作为当前乒乓球落点数据；发送部，用于发送当前乒乓球落点数据；电源部，对电信号放大部、信号转换部、采集处理侧存储部和发送部进行供电。
在本发明提供的乒乓球落点数据的采集处理装置中，还包括：电路保护部，其中，电路保护部用于防止乒乓球落点数据的采集处理装置中出现短路现象或过载现象。
在本发明提供的乒乓球落点数据的采集处理装置中，还可以具有这样的特征：其中，压电感应单元为压电感应薄膜片。
在本发明提供的乒乓球落点数据的采集处理装置中，还可以具有这样的特征：其中，电信号放大部为放大器。
在本发明提供的乒乓球落点数据的采集处理装置中，还可以具有这样的特征：其中，信号转换部为A/D转换器。
本发明提供的一种乒乓球落点数据的分析系统，对乒乓球落点数据进行分析，具有这样的特征，包括：多个乒乓球落点数据的采集处理装置，采集乒乓球落点数据，以及乒乓球落点数据的分析装置，分析乒乓球落点数据，其中，乒乓球落点数据的采集处理装置为上述的乒乓球落点数据的采集处理装置，乒乓球落点数据的分析装置具有：分析侧存储部，存储有理论乒乓球落点数据、与该理论乒乓球落点数据相对应的竞技水平和与理论乒乓球落点数据相对应的打法；控制存储部，控制当前乒乓球落点数据在分析侧存储部进行存储；接收部，接收当前乒乓球落点数据；计算部，基于接收部接收的当前乒乓球落点数据，根据预定规则计算出乒乓球的落点位置，再对落点位置的相关数据进行分形计算；预定规则存储部，用于存储至少预定规则；输入部，用于输入至少运动员的打法；检索接收部，基于计算后的当前乒乓球落点数据，在分析侧存储部中检索并获取理论乒乓球落点数据；分析部，将计算后的当前乒乓球落点数据与分析侧存储部中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到分析结果。
本发明提供的一种乒乓球落点数据的分析系统，还具有这样的特征：其中，预定规则为：当乒乓球撞击球桌桌面上的多个压电感应单元时，规定与最大压力值对应的压电感应单元的中心位置为乒乓球的落点位置。
本发明提供的一种乒乓球落点数据的分析系统，还具有这样的特征：其中，分形计算为：利用分形理论对当前乒乓球落点数据计算，得出分形维数。
本发明提供的一种乒乓球落点数据的分析系统，还具有这样的特征：其中，分形维数为相似维数或豪斯道夫维数。
本发明提供的一种乒乓球落点数据的分析系统，还具有这样的特征：其中，分析部包含打法分析单元和竞技水平分析单元，打法分析单元将计算后的当前乒乓球落点数据与分析侧存储部中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到运动员的打法类型；竞技水平分析单元将计算后的当前乒乓球落点数据与分析侧存储部中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到运动员的竞技水平。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种乒乓球落点数据的采集处理装置以及分析系统，因为乒乓球落点数据的分析系统包括乒乓球落点数据的采集处理装置以及乒乓球落点数据的分析装置，所以本发明能够采集处理运动员的乒乓球落点数据，并能将无序的乒乓球落点数据转换为便于计算的相关数据，进而可以进行定量的分析，本发明不仅可以实现对运动员的打法特点分析、竞技水平进行评估，也可以辅助裁判判断、辅助运动员的赛前练习、辅助运动员分析比赛失误成因等。
附图说明
图1是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析系统的框图；
图2是本发明的实施例中乒乓球落点数据的采集处理装置的框图；
图3是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析装置的框图；
图4是本发明的实施例中铺有压电感应薄膜片的球桌结构示意图；
图5是本发明的实施例中铺有压电感应薄膜片的球桌结构的局部放大图；
图6是本发明的实施例中乒乓球落点数据的采集处理过程的示意图；
图7是本发明的实施例中乒乓球在球桌桌面的落点分布示意图；
图8是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析系统建立数据库的动作流程图；以及
图9是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析系统分析的动作流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明一种乒乓球落点数据的采集处理装置以及分析系统作具体阐述。
图1是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析系统的框图。
如图1所示，乒乓球落点数据的分析系统100包括：四个乒乓球落点数据的采集处理装置10以及乒乓球落点数据的分析装置20。乒乓球落点数据的采集处理装置10通过通信网络200与乒乓球落点数据的分析装置20连接。
本实施例中，四个乒乓球落点数据的采集处理装置10结构相同，在此仅对一个乒乓球落点数据的采集处理装置10进行阐述。每个乒乓球落点数据的采集处理装置10都具有一个唯一的采集处理侧识别号。乒乓球落点数据的采集处理装置10通过通信网络200将乒乓球落点数据发送给乒乓球落点数据的分析装置20以进行分析。
图2是本发明的实施例中乒乓球落点数据的采集处理装置的框图。
乒乓球落点数据的采集处理装置10包含：球桌本体11、压电感应部12、电信号放大部13、信号转换部14、采集处理侧存储部15、发送部16、电源部17、电路保护部18以及采集处理侧控制部19。
图3是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析装置的框图。
乒乓球落点数据的分析装置20可为由计算机、个人电脑等作为乒乓球落点数据的分析装置。如图3所示，乒乓球落点数据的分析装置20包含：分析侧存储部21、控制存储部22、接收部23、计算部24、预定规则存储部25、输入部26、检索获取部27、分析部28以及分析侧控制部29。
球桌本体11为普通的乒乓球桌。
图4是本发明的实施例中铺有压电感应薄膜片的球桌结构示意图。
图5是本发明的实施例中铺有压电感应薄膜片的球桌结构的局部放大图。
压电感应部12用于感应乒乓球落点的压力，并将感应到的压力转换成对应的电信号。如图4所示，压电感应部12具有多个以阵列排布的方式设置于球桌本体11的桌面上的压电感应单元12a，每个压电感应单元12a有唯一的压电感应识别号。压电感应单元12a为厚度为28μm的聚偏二己烯压电感应薄膜片。聚偏二己烯具有动态性能好，频带宽、测量精度高、测量灵敏度高等特点，能够满足本发明实施例的压电感应要求。乒乓球落点的压力通过压电感应膜片的极化效应，转化为电信号。如图5所示，压电感应单元12a与位于球桌下方导线相连，通过导线输出的电信号。
图6是本发明的实施例中乒乓球落点数据的采集处理过程的示意图。
电信号放大部13为放大器。如图6所示，由于压电感应膜片的极化效应极其微弱，所以微弱电信号需通过放大器放大才能被识别。
信号转换部14为A/D转换器。如图6所示，由于模拟电信号不便于分析，所以放大的电信号需经过A/D转换器进行A/D转换得到对应的便于分析的数字信号。
采集处理侧存储部15用于存储数字信号以及压电感应单元12a的压电感应识别号。将存储的数字信号以及压电感应识别号作为当前乒乓球落点数据。
发送部16通过通信网络200将当前乒乓球落点数据发送至乒乓球落点数据的分析装置20。
电源部17对电信号放大部、信号转换部和采集处理侧存储部进行供电，电源部可直接为12V电压的电源，也可以由220v电压通过变压器得到的12v电压，以满足信号处理过程中的供电要求。
电路保护部18用于防止乒乓球落点数据的采集处理装置10中出现短路现象或过载现象。
采集处理侧控制部19中包含用于控制压电感应部12、电信号放大部13、信号转换部14、采集处理侧存储部15、发送部16、电源部17和电路保护部18运行的计算机程序。
分析侧存储部21存储有乒乓球落点数据、与乒乓球落点数据相对应的竞技水平和与乒乓球落点数据相对应的打法。
控制存储部22，控制当前乒乓球落点数据、与当前乒乓球落点数据相对应的竞技水平和与当前乒乓球落点数据相对应的打法在分析侧存储部进行存储。
接收部23接收通过通信网络200接收乒乓球落点数据的采集处理装置10发送来的当前乒乓球落点数据和采集处理侧识别号。
计算部24基于接收部23接收当前乒乓球落点数据，根据预定规则计算出乒乓球的落点位置，再对落点位置的相关数据进行分形计算。
预定规则为：当乒乓球撞击球桌桌面上的多个压电感应单元时，规定与最大压力值对应的压电感应单元的中心位置为乒乓球的落点位置；当多个压电感应单元感应到的压力大小相同时，计算部计算出能包络这些压电感应单元的几何中心的最小圆，规定圆心位置为乒乓球的落点位置。
预定规则存储部25，用于存储至少预定规则。
图5是本发明的实施例中乒乓球在球桌桌面的落点分布示意图。
如图5所示，图中落点看起来零散分布，毫无规律。但是这类图可以通过分形理论进行分形计算，如图5中落点聚集的深色区域，可通过分形理论计算出分形维数，本实施例采用相似维数进行计算，使无序的落点位置的相关数据转变成便于分析的数据。具体如下：
相似维数DS，一般来说，某图形是由把原图形缩小为1/r的相似的N个图形组成，则有如下关系：
rD＝N，DS＝logN/logr
输入部26用于输入运动员的打法、运动员的姓名、年龄、性别等信息。
检索获取部27基于计算后的当前乒乓球落点数据，从分析侧存储部21中检索并获取理论乒乓球落点数据。
分析部28将计算后的当前乒乓球落点数据与分析侧存储部21中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到分析结果。
分析部28包含打法分析单元28a和竞技水平分析单元28b。
打法分析单元28a将计算后的当前乒乓球落点数据与分析侧存储部21中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到运动员的打法类型。
竞技水平分析单元28b将计算后的当前乒乓球落点数据与与分析侧存储部21中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到运动员的竞技水平。
分析侧控制部29中包含用于控制分析侧存储部21、控制存储部22、接收部23、计算部24、预定规则存储部25、输入部26、检索获取部27和分析部28运行的计算机程序。
图8是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析系统建立数据库的动作流程图。
步骤S1：运动员打球，乒乓球撞击桌面造成一定的压力，然后进入步骤S2。
步骤S2：压电感应部12感应压力并将感应到的压力转化成电信号，然后进入步骤S3。
步骤S3：电信号放大部13接收电信号，并将接收的电信号放大，然后进入步骤S4。
步骤S4：信号转换部14接收放大的电信号，并转换成数字信号，然后进入步骤S5。
步骤S5：采集处理侧存储部15存储数字信号作为当前乒乓球落点数据，然后进入步骤S6。
步骤S6：发送部16发送当前乒乓球落点数据给乒乓球落点数据的分析装置20，然后进入步骤S7。
步骤S7：接收部23接收乒乓球落点数据的采集处理装置10发送来的当前乒乓球落点数据，然后进入步骤S8。
步骤S8：计算部24对当前乒乓球落点数据进行计算，然后进入步骤S9。
步骤S9：在输入部26输入对应的运动员打球的打法和对应的运动员的竞技水平，然后进入步骤S10。
步骤S10：控制存储部22控制计算后的当前乒乓球落点数据和输入的对应的运动员打球的打法和竞技水平在分析侧存储部21中存储，作为理论数据，接着进入结束状态。
图9是本发明的实施例中乒乓球落点数据的分析系统分析的动作流程图。
步骤S1：运动员打球，乒乓球撞击桌面造成一定的压力，然后进入步骤S2。
步骤S2：压电感应部12感应压力并将感应到的压力转化成电信号，然后进入步骤S3。
步骤S3：电信号放大部13接收电信号，并将接收的电信号放大，然后进入步骤S4。
步骤S4：信号转换部14接收放大的电信号，并转换成数字信号，然后进入步骤S5。
步骤S5：采集处理侧存储部15存储数字信号作为当前乒乓球落点数据，然后进入步骤S6。
步骤S6：发送部16发送当前乒乓球落点数据给乒乓球落点数据的分析装置20，然后进入步骤S7。
步骤S7：接收部23接收乒乓球落点数据的采集处理装置10发送来的当前乒乓球落点数据，然后进入步骤S8。
步骤S8：计算部24对当前乒乓球落点数据进行计算，然后进入步骤S9。
步骤S9：检索获取部27基于计算后的当前乒乓球落点数据，在分析侧存储部中检索并获取理论乒乓球落点数据，然后进入步骤S10。
步骤S10：分析部28将计算后的当前乒乓球落点数据与分析侧存储部中的理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到分析结果，然后进入步骤S11。
步骤S11：输入部26输入对应的运动员的姓名、年龄、性别等信息，然后进入步骤S12。
步骤S12：控制存储部22将分析结果以及输入的运动员的姓名、年龄、性别等对应储存到分析侧存储部21中，接着进入结束状态。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种乒乓球落点数据的采集处理装置以及分析系统，因为乒乓球落点数据的分析系统包括乒乓球落点数据的采集处理装置以及乒乓球落点数据的分析装置，所以本实施例能够采集处理运动员的乒乓球落点数据，并能将无序的乒乓球落点数据转换为便于计算的相关数据，进而可以进行定量的分析，本实施例不仅可以实现对运动员的打法特点分析、竞技水平进行评估，也可以辅助裁判判断、辅助运动员的赛前练习、辅助运动员分析比赛失误成因等。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种乒乓球落点数据的分析系统，对所述乒乓球落点数据进行分析，其特征在于，包括：
多个乒乓球落点数据的采集处理装置，采集乒乓球落点数据，以及
乒乓球落点数据的分析装置，分析所述乒乓球落点数据，
其中，所述乒乓球落点数据的分析装置具有：
分析侧存储部，存储有理论乒乓球落点数据、与该理论乒乓球落点数据相对应的竞技水平和与所述理论乒乓球落点数据相对应的打法；
控制存储部，控制当前乒乓球落点数据在所述分析侧存储部进行存储；
接收部，接收所述当前乒乓球落点数据；
计算部，基于所述接收部接收的所述当前乒乓球落点数据，根据预定规则计算出乒乓球的落点位置，再对所述落点位置的相关数据进行分形计算；
预定规则存储部，用于存储至少所述预定规则；
输入部，用于输入至少运动员的打法；
检索接收部，基于计算后的当前乒乓球落点数据，在所述分析侧存储部中检索并获取所述理论乒乓球落点数据；
分析部，将所述计算后的当前乒乓球落点数据与所述分析侧存储部中的所述理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到分析结果，
所述乒乓球落点数据的采集处理装置包括：
球桌本体；
压电感应部，用于感应乒乓球落点的压力，并将感应到的所述压力转换成对应的电信号，具有多个以阵列排布的方式设置在所述球桌本体的桌面上的压电感应单元；
电信号放大部，用于放大所述电信号；
信号转换部，用于将放大的所述电信号进行A/D转换，得到对应的数字信号，
采集处理侧存储部，用于存储所述数字信号，存储的所述数字信号作为当前乒乓球落点数据；
发送部，用于发送所述当前乒乓球落点数据；
电源部，对所述电信号放大部、所述信号转换部、所述采集处理侧存储部和所述发送部进行供电。
2.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于，包括：
其中，所述预定规则为：当乒乓球撞击球桌桌面上的多个压电感应单元时，规定与最大压力值对应的所述压电感应单元的中心位置为所述乒乓球的落点位置。
3.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于，包括：
其中，所述分形计算为：利用分形理论对所述当前乒乓球落点数据计算，得出分形维数。
4.根据权利要求3所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于，包括：
其中，所述分形维数为相似维数或豪斯道夫维数。
5.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于，包括：
其中，所述分析部包含打法分析单元和竞技水平分析单元，
所述打法分析单元将所述计算后的当前乒乓球落点数据与所述分析侧存储部中的所述理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到运动员的打法类型；
所述竞技水平分析单元将所述计算后的当前乒乓球落点数据与所述分析侧存储部中的所述理论乒乓球落点数据进行对比分析，得到运动员的竞技水平。
6.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于：
所述乒乓球落点数据的采集处理装置还包括：电路保护部，
其中，所述电路保护部用于防止所述乒乓球落点数据的采集处理装置中出现短路现象或过载现象。
7.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于：
其中，所述压电感应单元为压电感应薄膜片。
8.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于：
其中，所述电信号放大部为放大器。
9.根据权利要求1所述的乒乓球落点数据的分析系统，其特征在于：
其中，所述信号转换部为A/D转换器。
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