CN107320933A - 一种高尔夫挥杆动作训练系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高尔夫挥杆动作训练系统及应用。所述系统包括高尔夫挥杆动作准直训练器（1）、高尔夫挥杆动作检测器（2）、人体骨骼数据采集器（3）、数据分析系统（4）以及高尔夫球打击垫（5）。所述人体骨骼数据采集器（3）置于高尔夫挥杆者正前方，距离地面高度为1.2~2.5米，人体骨骼数据采集器（3）通过有线方式与高尔夫球打击垫（5）相连接，高尔夫挥杆动作准直训练器（1）、高尔夫挥杆动作检测器（2）通过无线方式与高尔夫球打击垫（5）相连接。本发明能够通过实时检测高尔夫挥杆动作中的杆头信息、高尔夫球飞行初段的高低与速度信息、挥杆者的骨骼运动数据，经过计算机数据分析系统（4）处理及分析后，为练习者提供挥杆动作的分析结果，有利于使用者提升高尔夫的运动水平。

Description

一种高尔夫挥杆动作训练系统及应用

技术领域

本发明涉及高尔夫运动挥杆动作检测领域，更具体地，涉及一种高尔夫挥杆动作训练系统及应用。

背景技术

随着高尔夫球运动的普及与推广，高尔夫教学和高尔夫练习方法得到众多教练与学员的关注。目前的高尔夫训练主要是针对挥杆动作和挥杆力量进行训练，而高尔夫球运动员在做挥杆训练时，其挥杆击球瞬时的杆头偏角及杆头速度决定了高尔夫球飞行的方向和距离，它们是评价运动员挥杆击球动作和挥杆力量的两个关键性指标。目前，对于杆头偏角和杆头速度测量的方法主要有图像分析和相控雷达检测等，图像分析方法是通过高速摄像机抓取击球瞬时的图片，经过图像处理技术来获取，其检测精度受到图像质量的约束；相控雷达检测设备，如目前世界上最先进的高尔夫雷达监测设备TrackMan等，虽然精度高，但只适用于大挥杆动作，对于推杆动作，由于高尔夫球始终在地面滚动，受到球杆的遮挡等影响，无法进行检测。且这两种方法对设备要求比较高，价格昂贵，不利于推广。此外，多数高尔夫训练设备功能较为单一，不具备可存储功能，无法做事后的数据分析，且设备结构仍嫌复杂，笨重。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种高尔夫挥杆动作训练分析系统。

本发明要解决的另一技术问题是提供所述系统的应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种高尔夫挥杆动作训练系统，包括高尔夫挥杆动作准直训练器1、高尔夫挥杆动作检测器2、人体骨骼数据采集器3、数据分析系统4以及高尔夫球打击垫5；所述人体骨骼数据采集器3置于高尔夫挥杆者正前方，距离地面高度为1.2～2.5米，人体骨骼数据采集器3通过有线方式与高尔夫球打击垫5相连接，高尔夫挥杆动作准直训练器1、高尔夫挥杆动作检测器2通过无线方式与高尔夫球打击垫5相连接；

所述高尔夫挥杆动作准直训练器1可以参照本申请人在专利号为ZL201621090886.4所公开的技术方案。

所述高尔夫挥杆动作检测器2包括高尔夫杆头底部位置检测装置21、高尔夫球飞行速度和轨迹检测装置22、无线发射器；所述检测装置21设置于高尔夫球杆挥入一侧，所述检测装置21上安装有至少两组光学发射头和接收头，且一一对应，每组相互平行，组与组之间保持一定的相等距离；所述检测装置22上装有至少五组光学发射和接收头组，组与组之间保持一定的相等间距，并且至少使用两套检测装置22对高尔夫球进行检测；所述检测装置21嵌入所述高尔夫球打击垫5中，所述检测装置22的发射端与接收端分别放置在打击垫5的两侧，所述无线发射器与所述检测装置21、22分别连接；所述检测装置21和22上均安装有无线发射器。

作为进一步改进，所述人体骨骼数据采集器3采集到的挥杆运动骨骼数据与高尔夫挥杆动作准直训练器1采集到的杆头数据输入到数据分析系统4中，可以评判挥杆动作的质量。

作为进一步改进，所述人体骨骼数据采集器3置于高尔夫挥杆者正前方1.2米～1.5米的距离。

作为进一步改进，所述人体骨骼数据采集器3采用3D体感摄影机（如微软公司的kinect 或Intel公司的RealSense），获取高尔夫挥杆者挥杆过程的骨骼数据。

所述光学发射器、光学感应检测器均设置内置电池或外接移动电源。

作为进一步改进，所述检测装置21的每组光学发射和接收头组之间的间隔距离设为0.5～1厘米。优选地，所述检测装置21与高尔夫球23之间的间距为3cm～8cm。

作为进一步改进，所述检测装置22的每组光学发射和接收头组之间的间隔距离设为0.5～1厘米。

作为进一步改进，所述检测装置22通过放置于所述高尔夫球23被击打后飞行方向一侧，检测装置22的发射端与接收端分别放置在打击垫两侧，间距为100cm以上。

作为进一步改进，检测装置22距高尔夫球23的最近距离为50厘米以上。

作为进一步改进，所述无线发射器为蓝牙发射器、ZigBee发射器或WIFI发射器。

作为进一步改进，所述的高尔夫挥杆动作检测器2，还包括用于接收无线发射器所发信号的无线终端。

作为进一步改进，所述高尔夫球23置于高尔夫球打击垫5上，位置在检测装置21和检测装置22之间。

作为进一步改进，检测装置21、检测装置22均设置内置电池或外接移动电源。

本发明同时提供所述系统的应用，通过实时检测高尔夫挥杆动作中的杆头信息、高尔夫球飞行初段的高低与速度信息、挥杆者的骨骼运动数据，经过计算机数据分析系统处理及分析后，为高尔夫练习者或运动者提供挥杆动作的分析结果。

进一步地，所述杆头信息包括高尔夫挥杆过程中杆头的偏角和速度。所述计算机数据分析系统可以基于挥杆者的骨骼运动数据计算肢体角度及人体重心转移过程，为高尔夫使用者在练习挥杆时的动作的正确性与准确性提供依据。

另一应用是将所述高尔夫挥杆动作训练系统应用于评价高尔夫的运动水平。

本发明与现有技术相比，其具有以下显著优点：

1）本发明能够实时检测高尔夫挥杆动作中击球前后的偏角和杆头速度，自动化程度高，数据检测的精度高；2）本发明采用蓝牙或ZigBee无线技术，能够将数据方便的传输到电脑或各种移动终端上，便于数据的存储、管理和事后分析；3）本发明将人体运动数据与击球检测数据相结合，通过定量分析的方式指导高尔夫球练习者的挥杆动作4）配备大功率电池，功耗低，一次使用时间长；5）抗干扰效果较好。

附图说明

图1是本发明的高尔夫挥杆动作训练系统的立体结构示意图。

图2本发明高尔夫挥杆动作检测器结构示意图。

图3检测装置21的结构示意图。

图4检测装置22的结构示意图。

图5高尔夫挥杆打击高尔夫球轨迹示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

一种高尔夫挥杆动作训练分析系统，如图1所示，包括高尔夫挥杆动作准直训练器1、高尔夫挥杆动作检测器2、人体骨骼数据采集器3、数据分析系统4以及高尔夫球打击垫5；所述人体骨骼数据采集器3置于高尔夫挥杆者正前方，距离地面高度为1.2～2.5米，人体骨骼数据采集器3通过有线方式与高尔夫球打击垫5相连接，高尔夫挥杆动作准直训练器1、高尔夫挥杆动作检测器2通过无线方式与高尔夫球打击垫5相连接；

所述高尔夫挥杆动作准直训练器1可以参照本申请人在专利号为ZL201621090886.4所公开的技术方案。

如图2所示，所述高尔夫挥杆动作检测器2包括高尔夫杆头底部位置检测装置21、高尔夫球飞行速度和轨迹检测装置22、无线发射器；所述检测装置21设置于高尔夫球杆挥入一侧，所述检测装置21上安装有至少两组光学发射头和接收头，且一一对应，每组相互平行，组与组之间保持一定的相等距离；所述检测装置22上装有至少五组光学发射和接收头组，组与组之间保持一定的相等间距，并且至少使用两套检测装置22对高尔夫球进行检测；所述检测装置21嵌入所述高尔夫球打击垫5中，所述检测装置22的发射端与接收端分别放置在打击垫5的两侧，所述无线发射器与所述检测装置21、22分别连接；所述检测装置21和22上均安装有无线发射器。

高尔夫球F置于高尔夫球打击垫5上，位置在打击垫中央，当挥动高尔夫球杆击打高尔夫球F时，杆头通过检测装置1和检测器2之间时，会短时间改变光学感应检测器上光学感应头的状态，经过计算处理，检测出杆头的偏角和速度，杆头击打高尔夫球之前的杆头底部位置高度，高尔夫球被击打后，初始飞行的速度和高度，同时，装置3将记录挥杆过程中，人体骨骼的运动数据等。将这些数据通过无线方式（如蓝牙、ZigBee等）和有线（装置3采集的人体骨骼数据）的方式发送给电脑或移动终端（如手机、平板电脑等），经过装置4进行数据分析后，可以提供挥杆动作的分析报告。

所述检测装置21的每组光学发射和接收头组之间的间隔距离设为0.5～1厘米。优选地，所述检测装置21与高尔夫球23之间的间距为3cm～8cm。

所述检测装置22的每组光学发射和接收头组之间的间隔距离设为0.5～1厘米。

所述检测装置22通过放置于所述高尔夫球23被击打后飞行方向一侧，检测装置22的发射端与接收端分别放置在打击垫两侧，间距为100cm以上。

检测装置22距高尔夫球23的最近距离为50厘米以上。

所述无线发射器为蓝牙发射器、ZigBee发射器或WIFI发射器。

所述的高尔夫挥杆动作检测器2，还包括用于接收无线发射器所发信号的无线终端。

所述高尔夫球23置于高尔夫球打击垫5上，位置在检测装置21和检测装置22之间。

检测装置21、检测装置22均设置内置电池或外接移动电源。

本发明结构简单，采用低功耗器件，大容量电池供电，能够实时检测，最大程度地减小功耗，可广泛用于高尔夫运动中对挥杆/推杆动作的训练与纠正。

具体实施例包括以下步骤：

步骤S1.装置1、2、3先要进行光学对准，当全部设备对准后，设备发送对准指令给电脑或移动终端，将高尔夫球F置于高尔夫球打击垫5上，执行步骤2，否则执行步骤1；

步骤S2.挥动高尔夫球杆击打高尔夫球F，以图1为例，当从右往左挥杆击高尔夫球F时，杆头在击中球之前会依次通过装置1和2，可以计算出：击球瞬时杆头的偏角、速度，同理可以获得击球后送杆时，杆头的偏角和速度；杆头击球前瞬间的杆头底部距离打击垫的高度，高尔夫球被击打后初始速度和高度，进而可以推算高尔夫球的飞行轨迹；练习者挥杆过程的骨骼运动数据，可以计算出挥杆过程人体重心转移情况。

步骤S3.将数据发送给装有分析系统软件的电脑或移动终端，告知使用者本次挥杆过程的相关信息。

装置2的工作过程如步骤S21至步骤23所示：

S21.检测装置21和检测装置22通电后，进行光学对准，使得检测装置21和22的光学发射头一一对准自身的光学感应头，当全部对准后，设备发送对准指令给电脑或移动终端，将高尔夫球23置于高尔夫球打击垫5上，高尔夫球23的位置在检测装置21和22之间，执行步骤S22，否则执行步骤S21；

S22.挥动高尔夫球杆击打高尔夫球23，以图5为例，当从右往左挥杆击高尔夫球23时，杆头在击中球之前会遮断检测装置21上的发射头，由于每个发射头距离打击垫表面的距离是已知的，记录第一个被遮断的发射头的位置，可以知道杆头底部在某时刻与打击垫表面的距离。利用无线发射器将数据发送给电脑或移动终端，告知使用者本次挥杆过程的相关信息。

S23.高尔夫球23被击打后，以抛物线轨迹飞行，将穿过检测装置22，由于每个检测装置22的发射头距离打击垫表面的距离是已知的，检测装置22之间的距离也是已知的，记录每一个检测装置22的第一个被遮断的发射头的时刻和位置，通过几何关系和时间距离差，可以计算出在某时刻高尔夫球与打击垫5表面的距离及飞行速度，利用高尔夫球做抛物线运动的原理，可以估算出球的飞行轨迹。通过数据采集和处理工作，利用无线发射器将数据发送给电脑或移动终端，告知使用者本次挥杆过程的相关信息。这样，可以实现实时检测高尔夫挥杆动作中击球前杆头底部距离打击垫的距离，击球后高尔夫球的速度和轨迹，自动化程度高，数据检测的精度高，因此可以检测挥杆过程中击球时杆头底部与打击垫之间的准确距离，从而能够纠正下杆过深或者过浅的问题。

通过大量试验总结发现，本发明所述系统能很好地通过实时检测高尔夫挥杆动作中的杆头信息、高尔夫球飞行初段的高低与速度信息、挥杆者的骨骼运动数据，经过计算机数据分析系统处理及分析后，为高尔夫练习者或运动者提供挥杆动作的分析结果。所述杆头信息包括高尔夫挥杆过程中杆头的偏角和速度。所述计算机数据分析系统可以基于挥杆者的骨骼运动数据计算肢体角度及人体重心转移过程，为高尔夫使用者在练习挥杆时的动作的正确性与准确性提供依据。试验证明，所述高尔夫挥杆动作训练系统也可以很好地应用于评价高尔夫的运动水平。

以上所述，仅是本实施例的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，包括高尔夫挥杆动作准直训练器（1）、高尔夫挥杆动作检测器（2）、人体骨骼数据采集器（3）、数据分析系统（4）以及高尔夫球打击垫（5）；所述人体骨骼数据采集器（3）置于高尔夫挥杆者正前方，距离地面高度为1.2~2.5米，人体骨骼数据采集器（3）通过有线方式与高尔夫球打击垫（5）相连接，高尔夫挥杆动作准直训练器（1）、高尔夫挥杆动作检测器（2）通过无线方式与高尔夫球打击垫（5）相连接；

所述高尔夫挥杆动作检测器（2）包括高尔夫杆头底部位置检测装置（21）、高尔夫球飞行速度和轨迹检测装置（22）、无线发射器；所述检测装置（21）设置于高尔夫球杆挥入一侧，所述检测装置（21）上安装有至少两组光学发射头和接收头，且一一对应，每组相互平行，组与组之间保持一定的相等距离；所述检测装置（22）上装有至少五组光学发射和接收头组，组与组之间保持一定的相等间距，并且至少使用两套检测装置（22）对高尔夫球进行检测；所述检测装置（21）嵌入所述高尔夫球打击垫（5）中，所述检测装置（22）的发射端与接收端分别放置在打击垫（5）的两侧，所述无线发射器与所述检测装置（21）、（22）分别连接；所述检测装置（21）和（22）上均安装有无线发射器。

2.根据权利要求1所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，所述人体骨骼数据采集器（3）采集到的挥杆运动骨骼数据与高尔夫挥杆动作准直训练器（1）采集到的杆头数据输入到数据分析系统（4）中评判挥杆动作的质量。

3.根据权利要求1所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，所述人体骨骼数据采集器（3）置于高尔夫挥杆者正前方1.2米～1.5米的距离。

4.根据权利要求1、2或3所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，所述人体骨骼数据采集器（3）采用3D体感摄影机获取高尔夫挥杆者挥杆过程的骨骼数据。

5.根据权利要求1所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，所述检测装置（21）的每组光学发射和接收头组之间的间隔距离设为0.5～1厘米；所述检测装置（21）与高尔夫球（23）之间的间距为3cm～8cm。

6.根据权利要求1所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，所述检测装置（22）的每组光学发射和接收头组之间的间隔距离设为0.5～1厘米；

所述检测装置（22）通过放置于所述高尔夫球（23）被击打后飞行方向一侧，检测装置（22）的发射端与接收端分别放置在打击垫两侧，间距为100cm以上。

7.根据权利要求1所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，所述高尔夫球（23）置于高尔夫球打击垫（5）上，位置在检测装置（21）和检测装置（22）之间；优选检测装置（22）距高尔夫球（23）的最近距离为50厘米以上。

8.根据权利要求1所述的高尔夫挥杆动作训练系统，其特征在于，还包括用于接收无线发射器所发信号的无线终端；所述检测装置（21）、检测装置（22）均设置内置电池或外接移动电源。

9.权利要求1至8任一项所述高尔夫挥杆动作训练系统的应用，其特征在于，通过实时检测高尔夫挥杆动作中的杆头信息、高尔夫球飞行初段的高低与速度信息、挥杆者的骨骼运动数据，经过计算机数据分析系统处理及分析后，为高尔夫练习者或运动者提供挥杆动作的分析结果。

10.权利要求1至8任一项所述高尔夫挥杆动作训练系统的应用，其特征在于，应用于评价高尔夫的运动水平。