CN107469293A - 一种乒乓球运动裁判训练系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：包括3D场景模块、微处理器、声音报警模块、规范动作数据库模块、KINECT动作采集模块和标准动作比较模块以及动作演示模块、系统设置单元，所述3D场景模块的输出端与微处理器的输入端相连接，所述微处理器的输出端分别与声音报警模块、规范动作数据库模块、KINECT动作采集模块和标准动作比较模块的输入端相连接，所述规范动作数据库模块的输出端与标准动作比较模块的输入端相连接，且标准动作比较模块的输出端与微处理器的输入端相连接。该乒乓球运动裁判训练系统是物联网技术在乒乓球裁判训练领域的应用，集3D虚拟技术、物联网技术、动作捕捉技术、动捕分析技术于一体的高科技智能化系统。

Description

一种乒乓球运动裁判训练系统
技术领域
本发明涉及乒乓球裁判训练技术领域，具体为一种乒乓球运动裁判训练系统。
背景技术
在信息社会高速发展的今天，虚拟现实已经实现高度集成化，并逐步渗透到医学、教育、训练、计算机等各个领域，对人类的生活有着深远的影响。裁判工作是乒乓球运动的重要组成部分。目前，我国尚无职业的乒乓球等级裁判员，比赛执法者均来自全国各行各业，裁判工作也是他们本职工作之外的"业余爱好"。考虑到很多乒乓球爱好者对裁判工作比较热衷，并渴望系统了解和学习裁判知识。此系统是物联网技术在乒乓球裁判训练领域的应用。集3D虚拟技术、物联网技术、动作捕捉技术、动捕分析技术于一体的高科技智能化系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种乒乓球运动裁判训练系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种乒乓球运动裁判训练系统，包括3D场景模块、微处理器、声音报警模块、规范动作数据库模块、KINECT动作采集模块和标准动作比较模块以及动作演示模块、系统设置单元，所述3D场景模块和KINECT动作采集模块的输出端均与微处理器的输入端相连接，所述微处理器的输出端分别与声音报警模块、规范动作数据库模块和标准动作比较模块的输入端相连接，所述规范动作数据库模块的输出端与标准动作比较模块的输入端相连接，且标准动作比较模块的输出端与微处理器的输入端相连接。
优选的，所述3D场景模块包括场地选择模块，所述动作演示模块包括犯规动作演示模块和规范动作演示模块。
优选的，所述场地选择模块内设置有场地一、场地二和场地三。
优选的，所述犯规动作演示模块和规范动作演示模块内均分别设置有各种演示模块和综合演示模块。
优选的，所述各种演示模块和综合演示模块均包括演示一、演示二和演示三。
优选的，所述系统设置单元内分别设置有推送消息模块、初次引导模块、选择语言模块、显示观众模块、音乐设置模块、流畅模式模块、音效设置模块和呼叫联系模块。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该乒乓球运动裁判训练系统是一款拥有3D实时物理效果并支持KINECT人机交互的动作捕捉模拟系统。该系统集成声音、画面于一体，可模拟出真实的比赛环境，动态的色度和光影，乒乓球的物理特性等，系统中有不同种类型的犯规想定，用户可以进行指定的训练，也可以进行综合性的随机训练，通过该系统增强乒乓球裁判的专业规范动作，弥补了裁判行业训练的空白，裁判可以根据计算出的精准数据得出自己在哪里还有待提高并加以针对性的修改，是物联网技术在乒乓球裁判训练领域的应用，集3D虚拟技术、物联网技术、动作捕捉技术、动捕分析技术于一体的高科技智能化系统。
附图说明
图1为本发明控制系统图；
图2为本发明系统总体结构；
图3为本发明场景选择系统图；
图4为本发明动作演示系统图；
图5为本发明系统设置系统图；
图6为本发明系统错误检索流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种乒乓球运动裁判训练系统，包括3D场景模块、微处理器、声音报警模块、规范动作数据库模块、KINECT动作采集模块和标准动作比较模块以及动作演示模块、系统设置单元，3D场景模块包括场地选择模块，场景选择可以根据自己的喜好选择不同的场景，增加软件的使用寿命和趣味性，场地选择模块内设置有场地一、场地二和场地三，通过触屏显示，以最简单直接的方式向用户展示了当前的场地，该场地的仿真场景与真实的场景环境保持一致，包括裁判席，乒乓球桌，地板，观众席座椅等，为用户提供高度真实的虚拟现场，动作演示模块包括犯规动作演示模块和规范动作演示模块，犯规动作演示模块和规范动作演示模块内均分别设置有各种演示模块和综合演示模块，各种演示模块和综合演示模块均包括演示一、演示二和演示三，演示内容包含目前乒乓球比赛中所有的犯规场景及动作，每种犯规都可进行单独的演示从而进行评判裁判的肢体动作，也可进行综合的训练，在一段乒乓球对抗中随机在不同的时间段会生成不同的犯规场景，需要裁判训练员具备一定的裁判基本功底，规范动作演示是为了能有效的让裁判员加深记忆，该系统中配备了正确的规范姿势，用户可以通过该功能模块进行正确的姿势学习，在该功能模块中配备了语音或视频说明的讲解，可以更加直观有效的增加裁判员的学习速度及学习质量，系统设置单元内分别设置有推送消息模块、初次引导模块、选择语言模块、显示观众模块、音乐设置模块、流畅模式模块、音效设置模块和呼叫联系模块，3D场景模块和KINECT动作采集模块的输出端均与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端分别与声音报警模块、规范动作数据库模块和标准动作比较模块的输入端相连接，规范动作数据库模块的输出端与标准动作比较模块的输入端相连接，且标准动作比较模块的输出端与微处理器的输入端相连接。
3D场景模块采用3D虚拟现实的技术，建立乒乓球运动员彼此对打的乒乓球场景，该场景模块配备了不同的乒乓球场及球桌，通过该程序运动员可以根据自己的喜好选择不同的环境进行模拟训练，增加该款软件的趣味性及灵活性，同时该场景环境采用真实的训练数据参数，如球的重量，运行轨迹，球弹起的高度，风速的影响，旋转的影响等等，均与真实的打球数据保持一致。
声音报警模块在乒乓球运动员进行乒乓球训练时，会出现一系列的犯规场景，在每一次犯规的时候，都会有声音报警提示，且3D虚拟场景会出现暂停模式。
规范动作数据库模块将正确及专业的裁判动作数据保存至数据库模块中，根据不同的犯规类别存放不同的数据，便于后期的维护与管理，该规范动作数据与国际裁判动作执行标准数据保持一致，遵循了高标准的要求，将标准的规范动作数据全部录入到该数据库中。该数据库配备管理员权限，其他用户不得擅自修改。
KINECT动作采集模块每次犯规时系统场景会自动进入暂停模式，在该模式中启用KINECT进行动作的捕捉，计算出Kinect骨骼点的分布情况，KINECT动作采集分析通关KINECT设备提供的软件接口进行数据分析，手臂姿势及手掌摊开的大小，均可影响动作采集的标准，这样设计是为了能更加有效的评判裁判员的肢体动作，增加正确规范化的提升空间。
标准动作比较模块捕捉后的动作将通过KINECT解析成独立的数据并且与数据库中的规范动作数据进行过滤对比，计算出本次动作与标准裁判的动作相比较的结果，从而得出相关的结论。
系统出错处理设计，在软件的开发过程中，需要对软件中存在的漏洞立即进行处理，即使一个很小的漏洞，也会造成整个软件开发系统的垃圾资源无限增多，最终可能会导致系统的瘫痪，因此在系统设计中，虚拟开发系统要注意数据的约束性，为了进行数据统一收集和规范数据统一格式方面管理者的处理，针对存在的安全隐患，本项目组进行了统一约束规范，该系统配备独立的注册码，在安装时会自动产生数字证书和识别机器的型号，防止版权的盗用，此项主要是对动作规范数据库以及相关文件进行维护，数据库维护：使用数据库的维护功能机制，比如：定期备份数据库，定期检测数据库的一致性，定期查看操作日志等；文件方面：对于日志文件及本地配置文件，定期删除相关文件，减少数据量。
利用3D虚拟技术，建立乒乓球运动员彼此对打乒乓球的场景，在乒乓球运动员进行乒乓球训练时，会出现一系列的犯规场景，在每一次犯规的时候，都会有声音报警提示，且3D虚拟场景会出现暂停模式；于此同时，建立乒乓球裁判规范动作数据库（假设有30个动作），并将规范动作全部录入数据库；利用KINECT对裁判动作进行捕捉，同时与系统软件相连接，根据项目要求，使用 ORACLE进行数据库设计，开发PC端和手机端两个版本的UI界面，构建UI请求的解析服务器端程序。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：包括3D场景模块、微处理器、声音报警模块、规范动作数据库模块、KINECT动作采集模块和标准动作比较模块以及动作演示模块、系统设置单元，所述3D场景模块和KINECT动作采集模块的输出端均与微处理器的输入端相连接，所述微处理器的输出端分别与声音报警模块、规范动作数据库模块和标准动作比较模块的输入端相连接，所述规范动作数据库模块的输出端与标准动作比较模块的输入端相连接，且标准动作比较模块的输出端与微处理器的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：所述3D场景模块包括场地选择模块，所述动作演示模块包括犯规动作演示模块和规范动作演示模块。
3.根据权利要求2所述的一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：所述场地选择模块内设置有场地一、场地二和场地三。
4.根据权利要求2所述的一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：所述犯规动作演示模块和规范动作演示模块内均分别设置有各种演示模块和综合演示模块。
5.根据权利要求4所述的一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：所述各种演示模块和综合演示模块均包括演示一、演示二和演示三。
6.根据权利要求1所述的一种乒乓球运动裁判训练系统，其特征在于：所述系统设置单元内分别设置有推送消息模块、初次引导模块、选择语言模块、显示观众模块、音乐设置模块、流畅模式模块、音效设置模块和呼叫联系模块。
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