CN107694058A - 乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统及方法。其系统包括读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块、判断乒乓球是否落地模块。服务器根据光电传感数据判断是否过网，乒乓球过网后，服务器根据过网前的历史数据判断是否为首次过网，根据过网后乒乓球桌面、球拍面和球网面上压力传感器发送的压力传感数据识别乒乓球的走向。本发明解决了现有基于物联网的乒乓球运动系统不具有判断对局时乒乓球过网后是否首次过网及球走向的功能的问题。

Description

乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统及方法
技术领域
本发明属于智能乒乓球运动技术领域，特别是涉及乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统及方法。
背景技术
现有基于物联网的乒乓球运动系统不具有判断对局时乒乓球过网后是否首次过网及球走向的功能。为此提出乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有基于物联网的乒乓球运动系统不具有判断对局时乒乓球过网后是否首次过网及球走向的功能，提出乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统及方法。
本发明应用压力传感器和遮光式光电传感器，压力传感器受到物体压力后发生形变从而产生压力传感数据；遮光式光电传感器包括发光器、收光器以及电压发生电路，其中发光器和收光器之间光路被物体遮挡后电压发生电路产生光电传感数据。如图1所示，乒乓球桌面、球网面和球拍面部署的压力传感器获取压力传感数据，在球网上方部署的遮光式光电传感器获取光电传感数据，然后发送至服务器，服务器根据光电传感数据判断是否过网。乒乓球过网后，根据过网前的历史数据判断是否为首次过网，根据过网后乒乓球桌面、球拍面和球网面上压力传感器发送的压力传感数据识别乒乓球的走向。
本发明所述的乒乓球撞网是对乒乓球撞击球网的简述，乒乓球过网是对乒乓球从上方经过球网且没有撞网的简述，乒乓球首次过网是对开局有效发球后乒乓球首次从上方经过球网的简述；本发明所述的撞桌是对乒乓球撞击球桌的简述。
乒乓球对局双方编号为A和B，则球桌和球拍的编号为其相应对局方的编号。在球桌面、球网面和球拍面分别部署压力传感器，压力感应区域分别覆盖整个桌面、网面和拍面。在球网上方部署遮光式光电传感器，感应区域覆盖球网上方区域。设置采样时间间隔T，其值小于对局中乒乓球两次撞击的平均时间间隔(根据历史数据统计获得)；设置正整数N；设置判断乒乓球撞击的阈值X。设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y。声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；声明变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；声明变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0。
部署在球拍面、球桌面和球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，根据球拍、球桌和球网的压力传感数据计算每个采样时刻变量i、变量j和变量m的值并记录。
部署在球网上方的遮光式光电传感器按照采样时间间隔T获取光电传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的光电传感数据，当有且只有一个电压数据大于Y时，则判定乒乓球过网；否则判定乒乓球没有过网。
本发明的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，包括读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块、判断乒乓球是否落地模块。
读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块：乒乓球过网之后，读取过网时刻前连续N个采样时刻变量i、变量j和变量m的值；变量i、变量j和变量m的值按照采样时刻从后到前的顺序构成3×N的矩阵H(第1行由变量i的值构成，第2行由变量j的值构成，第2行由变量m的值构成)，发球次数n1即为矩阵H中变量i＝1的元素个数，记变量x1为最近一次发球的球拍编号；撞桌次数n2即为矩阵H中变量j＝1的元素个数，记变量x2为最近一次撞击的球桌编号；撞网次数n3即为矩阵H中变量m＝1的元素个数；当同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2时，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，同时进入获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块；否则判定乒乓球过网不是发球时首次过网。
获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块：部署在球桌面的压力传感器按照事先设置的采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，其中X是事先设置的判断乒乓球撞击的阈值，则判定乒乓球撞击球桌，记变量y为撞击的球桌编号；若x1≠y，则判定乒乓球发球时首次过网后落到对方桌面；若x1＝y，则判定乒乓球发球时首次过网后弹回自己桌面；否则判定没有发生乒乓球撞击球桌。
获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块：部署在球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球发球时首次过网后再次撞网；否则判定没有发生乒乓球再次撞网。
获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块：部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球被球拍撞击，记变量z为撞击乒乓球的球拍编号；若x1＝z则判定乒乓球发球时首次过网后被自己球拍撞击；若x1≠z则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击。否则判定乒乓球没有被球拍撞击。
判断乒乓球是否落地模块：当乒乓球没有撞击球桌且没有撞击球网且没有被球拍撞击时，则判断k是否小于N。若k<N，则令k＝k+1，同时返回获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块和获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块；否则判定乒乓球发球时首次过网后落地。
乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统的系统框图如图2所示。各模块的逻辑顺序如图2所示，其中获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块和获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块是同时执行模块。
本发明的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法按以下步骤：
步骤1、设置球桌和球拍的编号及相关变量。
乒乓球对局双方编号为A和B，则球桌和球拍的编号为其相应对局方的编号；在球桌面、球网面和球拍面分别部署压力传感器，压力感应区域分别覆盖整个桌面、网面和拍面；在球网上方部署遮光式光电传感器，感应区域覆盖球网上方区域；设置采样时间间隔T，其值小于对局中乒乓球两次撞击的平均时间间隔(根据历史数据统计获得)；设置正整数N；设置判断乒乓球撞击的阈值X；设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y；声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；声明变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；声明变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0。
步骤2、记录变量i、j和m的值。
部署在球拍面、球桌面和球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，根据球拍、球桌和球网的压力传感数据计算每个采样时刻变量i、变量j和变量m的值并记录；部署在球网上方的遮光式光电传感器按照采样时间间隔T获取光电传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的光电传感数据，当有且只有一个电压数据大于Y时，则判定乒乓球过网，进入步骤3；否则判定乒乓球没有过网，返回步骤2。
步骤3、读取历史数据及判断是否为发球时首次过网。
乒乓球过网之后，读取过网时刻前连续N个采样时刻变量i、变量j和变量m的值；变量i、变量j和变量m的值按照采样时刻从后到前的顺序构成3×N的矩阵H(第1行由变量i的值构成，第2行由变量j的值构成，第2行由变量m的值构成)，发球次数n1即为矩阵H中变量i＝1的元素个数，记变量x1为最近一次发球的球拍编号；撞桌次数n2即为矩阵H中变量j＝1的元素个数，记变量x2为最近一次撞击的球桌编号；撞网次数n3即为矩阵H中变量m＝1的元素个数；当同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2时，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，进入步骤4；否则判定乒乓球过网不是发球时首次过网，结束。
步骤4、同时获取球桌、球网和球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌、球网或球拍。同时执行步骤4.1、步骤4.2和步骤4.3。
步骤4.1、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌。
部署在球桌面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球撞击球桌，记变量y为撞击的球桌编号；若x1≠y，则判定乒乓球发球时首次过网后落到对方桌面，结束；若x1＝y，则判定乒乓球发球时首次过网后弹回自己桌面，结束。否则判定没有发生乒乓球撞击球桌。
步骤4.2、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网。
部署在球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球发球时首次过网后再次撞网，结束；否则判定没有发生乒乓球再次撞网。
步骤4.3、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击。
部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球被球拍撞击，记变量z为撞击乒乓球的球拍编号；若x1＝z则判定乒乓球发球时首次过网后被自己球拍撞击，结束；若x1≠z则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击，结束。否则判定乒乓球没有被球拍撞击。
步骤5、判断乒乓球是否落地
判断k是否小于N，若k<N，则令k＝k+1，返回步骤4；否则判定乒乓球发球时首次过网后落地，结束。
乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法流程图，如图3所示。为方便显示，步骤4.1、步骤4.2和步骤4.3的相关内容在图3中按顺序显示，实际上是同时执行。
本发明的系统及方法具有的优点是：
(1)应用压力传感器和光电传感器，可以简单有效地判断乒乓球对局时的乒乓球撞击球桌、球拍、球网及过网的时间和位置。
(2)采用物联网方法实现乒乓球对局时是否首次过网后乒乓球走向的识别，能够简单有效地识别乒乓球在对局时的状态。
附图说明
图1是本发明的基于压力传感器和光电传感器的乒乓球运动系统的结构示意图；
图2是本发明的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统框图；
图3是本发明的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法流程图；
图4是本发明实施例的乒乓球桌编号和球拍编号示意图。
具体实施方式
下面对本发明优选实施例作详细说明。
本发明应用压力传感器和遮光式光电传感器，压力传感器受到物体压力后发生形变从而产生压力传感数据；遮光式光电传感器包括发光器、收光器以及电压发生电路，其中发光器和收光器之间光路被物体遮挡后电压发生电路产生光电传感数据。如图1所示，乒乓球桌面、球网面和球拍面部署的压力传感器获取压力传感数据，在球网上方部署的遮光式光电传感器获取光电传感数据，然后发送至服务器，服务器根据光电传感数据判断是否过网。乒乓球过网后，服务器根据过网前的历史数据判断是否为首次过网，根据过网后乒乓球桌面、球拍面和球网面上压力传感器发送的压力传感数据识别乒乓球的走向。
本发明所述的乒乓球撞网是对乒乓球撞击球网的简述，乒乓球过网是对乒乓球从上方经过球网且没有撞网的简述，乒乓球首次过网是对开局有效发球后乒乓球首次从上方经过球网的简述；本发明所述的撞桌是对乒乓球撞击球桌的简述。
乒乓球对局双方编号为A和B，则球桌和球拍的编号为其相应对局方的编号。在球桌面、球网面和球拍面分别部署压力传感器，压力感应区域分别覆盖整个桌面、网面和拍面。在球网上方部署遮光式光电传感器，感应区域覆盖球网上方区域。设置采样时间间隔T，其值小于对局中乒乓球两次撞击的平均时间间隔(根据历史数据统计获得)；设置正整数N；设置判断乒乓球撞击的阈值X。设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y。声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；声明变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；声明变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0。本实施例中，对局双方编号为A和B，乒乓球桌两侧按照相应对局方分别编号为A和B，相应的球拍编号为A和B，如图4所示；在乒乓球桌面上部署36个压电薄膜传感器，在球拍面部署12个压电薄膜传感器，在球网上方部署3个遮光式光电传感器(3对发光器和收光器)。设置数据采样时间间隔T＝10毫秒；设置正整数N＝100；设置用于判断是否发生乒乓球撞击的电压值X＝5毫伏(mV)；设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y＝3mV。声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0。
部署在球拍面、球桌面和球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，根据球拍、球桌和球网的压力传感数据计算每个采样时刻变量i、变量j和变量m的值并记录。本实施例中，球桌面、球拍面和球网面分布的压力传感器分别按照采样时间间隔T获取电压数据，然后发送至服务器，服务器根据各自电压数据计算变量i、变量j和变量m的值。
部署在球网上方的遮光式光电传感器按照采样时间间隔T获取光电传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的光电传感数据，当有且只有一个电压数据大于Y时，则判定乒乓球过网；否则判定乒乓球没有过网。本实施例中，球网上方部署的3个遮光式光电传感器按照采样时间间隔T获取电压数据，然后发送至服务器，服务器在某采样时刻获取的3个电压数据值x，矩阵x中仅有一个电压数据5mV>3mV(毫伏)，则判定乒乓球过网。
本发明的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，包括读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块、判断乒乓球是否落地模块。
读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块：乒乓球过网之后，读取过网时刻前连续N个采样时刻变量i、变量j和变量m的值；变量i、变量j和变量m的值按照采样时刻从后到前的顺序构成3×N的矩阵H(第1行由变量i的值构成，第2行由变量j的值构成，第2行由变量m的值构成)，发球次数n1即为矩阵H中变量i＝1的元素个数，记变量x1为最近一次发球的球拍编号；撞桌次数n2即为矩阵H中变量j＝1的元素个数，记变量x2为最近一次撞击的球桌编号；撞网次数n3即为矩阵H中变量m＝1的元素个数；当同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2时，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，同时进入获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块；否则判定乒乓球过网不是发球时首次过网。本实施例中，乒乓球过网之后，读取此采样时刻前连续100个采样时刻变量i、j、m的值，按照采样时刻从后到前的顺序构成3×100的矩阵H，其中变量i＝1的元素只有一个，为第75列的元素，即n1＝1，最近一次发球的球拍编号为A，即x1＝A；变量j＝1的元素只有一个，为第55列的元素，即n2＝1，最近一次撞击球桌的编号为A，即x2＝A；变量m的值均为0，即n3＝0。同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，同时进入获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块。
获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块：部署在球桌面的压力传感器按照事先设置的采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，其中X是事先设置的判断乒乓球撞击的阈值，则判定乒乓球撞击球桌，记变量y为撞击的球桌编号；若x1≠y，则判定乒乓球发球时首次过网后落到对方桌面；若x1＝y，则判定乒乓球发球时首次过网后弹回自己桌面；否则判定没有发生乒乓球撞击球桌。本实施例中，部署在球桌面的36个压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的电压数据，然后发送至服务器。服务器根据该采样时刻的电压数据判断乒乓球是否撞击球桌。k＝1时，没有发生乒乓球撞击球桌。
获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块：部署在球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球发球时首次过网后再次撞网；否则判定没有发生乒乓球再次撞网。本实施例中，部署在球网面的8个压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的电压数据，然后发送至服务器。服务器根据该采样时刻的电压数据判断乒乓球是否撞网。k＝1时，没有发生乒乓球再次撞网。
获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块：部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球被球拍撞击，记变量z为撞击乒乓球的球拍编号；若x1＝z则判定乒乓球发球时首次过网后被自己球拍撞击；若x1≠z则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击。否则判定乒乓球没有被球拍撞击。本实施例中，部署在球拍面的12个压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的电压数据，然后发送至服务器。服务器根据该采样时刻的电压数据判断乒乓球是否被球拍撞击。k＝1时，没有发生乒乓球被球拍撞击。
判断乒乓球是否落地模块：当乒乓球没有撞击球桌且没有撞击球网且没有被球拍撞击时，则判断k是否小于N。若k<N，则令k＝k+1，同时返回获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块和获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块；否则判定乒乓球发球时首次过网后落地。本实施例中，k＝1时，k<N＝100，令k＝k+1＝2。同时返回获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块和获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块。
k＝2时，通过该采样时刻的压力传感数据判断乒乓球没有撞击球桌、没有撞击球网、没有被球拍撞击。k<N＝100，令k＝k+1＝3。同时返回获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块和获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块。
k＝3时，通过球拍该采样时刻的压力传感数据判断乒乓球被球拍撞击，撞击乒乓球的球拍编号为B，即z＝B，x1≠z，则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击。此时系统运行结束。
本发明的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法按以下步骤：
步骤1、设置球桌和球拍的编号及相关变量。
乒乓球对局双方编号为A和B，则球桌和球拍的编号为其相应对局方的编号；在球桌面、球网面和球拍面分别部署压力传感器，压力感应区域分别覆盖整个桌面、网面和拍面；在球网上方部署遮光式光电传感器，感应区域覆盖球网上方区域；设置采样时间间隔T，其值小于对局中乒乓球两次撞击的平均时间间隔(根据历史数据统计获得)；设置正整数N；设置判断乒乓球撞击的阈值X；设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y；声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；声明变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；声明变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0。本实施例中，对局双方编号为A和B，乒乓球桌两侧按照相应对局方分别编号为A和B，相应的球拍编号为A和B，如图4所示；在乒乓球桌面上部署36个压电薄膜传感器，在球拍面部署12个压电薄膜传感器，在球网上方部署3个遮光式光电传感器(3对发光器和收光器)。设置数据采样时间间隔T＝10毫秒；设置正整数N＝100；设置用于判断是否发生乒乓球撞击的电压值X＝5毫伏(mV)；设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y＝3mV。声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0。
步骤2、记录变量i、j和m的值。
部署在球拍面、球桌面和球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，根据球拍、球桌和球网的压力传感数据计算每个采样时刻变量i、变量j和变量m的值并记录；部署在球网上方的遮光式光电传感器按照采样时间间隔T获取光电传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的光电传感数据，当有且只有一个电压数据大于Y时，则判定乒乓球过网，进入步骤3；否则判定乒乓球没有过网，返回步骤2。本实施例中，球桌面、球拍面和球网面分布的压力传感器分别按照采样时间间隔T获取电压数据，然后发送至服务器，服务器获取同一采样采样时刻的压力传感数据，根据各自电压数据计算变量i、变量j和变量m的值。球网上方部署的3个遮光式光电传感器按照采样时间间隔T获取电压数据，然后发送至服务器，服务器获取的某采样时刻的3个电压数据值x，矩阵x中仅有一个电压数据5mV>3mV(毫伏)，则判定乒乓球过网，进入步骤3。
步骤3、读取历史数据及判断是否为发球时首次过网。
乒乓球过网之后，读取过网时刻前连续N个采样时刻变量i、变量j和变量m的值；变量i、变量j和变量m的值按照采样时刻从后到前的顺序构成3×N的矩阵H(第1行由变量i的值构成，第2行由变量j的值构成，第2行由变量m的值构成)，发球次数n1即为矩阵H中变量i＝1的元素个数，记变量x1为最近一次发球的球拍编号；撞桌次数n2即为矩阵H中变量j＝1的元素个数，记变量x2为最近一次撞击的球桌编号；撞网次数n3即为矩阵H中变量m＝1的元素个数；当同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2时，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，进入步骤4；否则判定乒乓球过网不是发球时首次过网，结束。本实施例中，乒乓球过网之后，读取此时刻前连续100个采样时刻变量i、j、m的值，按照采样时刻从后到前的顺序构成3×100的矩阵H，其中变量i＝1的元素只有一个，为第75列的元素，即n1＝1，最近一次发球的球拍编号为A，即x1＝A；变量j＝1的元素只有一个，为第55列的元素，即n2＝1，最近一次撞击球桌的编号为A，即x2＝A；变量m的值均为0，即n3＝0。同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，进入步骤4。
步骤4、同时获取球桌、球网和球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌、球网或球拍。同时执行步骤4.1、步骤4.2和步骤4.3。
步骤4.1、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌。
部署在球桌面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球撞击球桌，记变量y为撞击的球桌编号；若x1≠y，则判定乒乓球发球时首次过网后落到对方桌面，结束；若x1＝y，则判定乒乓球发球时首次过网后弹回自己桌面，结束。否则判定没有发生乒乓球撞击球桌。本实施例中，部署在球桌面的36个压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的电压数据，然后发送至服务器。服务器根据该采样时刻电压数据判断乒乓球是否撞击球桌。k＝1时，没有发生乒乓球撞击球桌。
步骤4.2、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网。
部署在球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球发球时首次过网后再次撞网，结束；否则判定没有发生乒乓球再次撞网。本实施例中，部署在球网面的8个压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的电压数据，然后发送至服务器。服务器根据该采样时刻电压数据判断乒乓球是否撞网。k＝1时，没有发生乒乓球再次撞网。
步骤4.3、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击。
部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器。服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球被球拍撞击，记变量z为撞击乒乓球的球拍编号；若x1＝z则判定乒乓球发球时首次过网后被自己球拍撞击，结束；若x1≠z则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击，结束。否则判定乒乓球没有被球拍撞击。本实施例中，部署在球拍面的12个压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的电压数据，然后发送至服务器。服务器根据该采样时刻电压数据判断乒乓球是否被球拍撞击。k＝1时，没有发生乒乓球被球拍撞击。
步骤5、判断乒乓球是否落地
判断k是否小于N，若k<N，则令k＝k+1，返回步骤4；否则判定乒乓球发球时首次过网后落地，结束。本实施例中，k＝1时，k<N＝100，令k＝k+1＝2。返回步骤4。
k＝2时，通过该采样时刻的压力传感数据判断乒乓球没有撞击球桌、没有撞击球网、没有被球拍撞击。k<N＝100，令k＝k+1＝3。返回步骤4。
k＝3时，通过球拍该采样时刻的压力传感数据判断乒乓球被球拍撞击，撞击乒乓球的球拍编号为B，即z＝B，x1≠z，则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击。结束。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，其特征在于包括读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块、判断乒乓球是否落地模块。
2.根据权利要求1所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，其读取历史数据及判断是否为发球时首次过网模块的特征在于：乒乓球过网之后，读取过网时刻前连续N个采样时刻变量i、变量j和变量m的值，其中N是正整数，变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0；变量i、变量j和变量m的值按照采样时刻从后到前的顺序构成3×N的矩阵H，发球次数n1即为矩阵H中变量i＝1的元素个数，记变量x1为最近一次发球的球拍编号；撞桌次数n2即为矩阵H中变量j＝1的元素个数，记变量x2为最近一次撞击的球桌编号；撞网次数n3即为矩阵H中变量m＝1的元素个数；当同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2时，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，同时进入获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块，否则判定乒乓球过网不是发球时首次过网。
3.根据权利要求1所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，其获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块的特征在于：部署在球桌面的压力传感器按照事先设置的采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，其中X是事先设置的判断乒乓球撞击的阈值，则判定乒乓球撞击球桌，记变量y为撞击的球桌编号；若x1≠y，则判定乒乓球发球时首次过网后落到对方桌面，若x1＝y，则判定乒乓球发球时首次过网后弹回己方桌面；否则判定没有发生乒乓球撞击球桌。
4.根据权利要求1所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，其获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块的特征在于：部署在球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球发球时首次过网后再次撞网，否则判定没有发生乒乓球再次撞网。
5.根据权利要求1所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，其获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块的特征在于：部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球被球拍撞击，记变量z为撞击乒乓球的球拍编号；若x1＝z则判定乒乓球发球时首次过网后被己方球拍撞击，若x1≠z则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击；否则判定乒乓球没有被球拍撞击。
6.根据权利要求1所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向系统，其判断乒乓球是否落地模块的特征在于：当乒乓球没有撞击球桌且没有撞击球网且没有被球拍撞击时，则判断k是否小于N；若k<N，则令k＝k+1，同时返回获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌模块、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网模块和获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击模块，否则判定乒乓球发球时首次过网后落地。
7.乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法，其特征在于：
步骤1、设置球桌和球拍的编号及相关变量；
步骤2、记录变量i、变量j和变量m的值；
步骤3、读取历史数据及判断是否为发球时首次过网；
步骤4、同时获取球桌、球网和球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌、球网或球拍；
步骤5、判断乒乓球是否落地。
8.根据权利要求7所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法，其步骤1、步骤2和步骤3的特征在于：
步骤1：乒乓球对局双方编号为A和B，则球桌和球拍的编号为其相应对局方的编号；在球桌面、球网面和球拍面分别部署压力传感器，压力感应区域分别覆盖整个桌面、网面和拍面；在球网上方部署遮光式光电传感器，感应区域覆盖球网上方区域；设置采样时间间隔T；设置正整数N；设置判断乒乓球撞击的阈值X；设置乒乓球遮挡光电传感器产生的最低电压阈值Y；声明变量i表示发球，当乒乓球被球拍撞击是发球时，则i＝1，否则i＝0；变量j表示乒乓球撞桌，当乒乓球撞击球桌时，则j＝1，否则j＝0；变量m表示乒乓球撞网，当乒乓球撞击球网时，则m＝1，否则m＝0；
步骤2：部署在球拍面、球桌面和球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，根据球拍、球桌和球网的压力传感数据计算每个采样时刻变量i、变量j和变量m的值并记录；部署在球网上方的光电传感设备按照采样时间间隔T获取光电传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的光电传感数据，当有且只有一个电压数据大于Y时，则判定乒乓球过网，进入步骤3，否则判定乒乓球没有过网，返回步骤2；
步骤3：乒乓球过网之后，读取过网时刻前连续N个采样时刻变量i、变量j和变量m的值；变量i、变量j和变量m的值按照采样时刻从后到前的顺序构成3×N的矩阵H，发球次数n1即为矩阵H中变量i＝1的元素个数，记变量x1为最近一次发球的球拍编号；撞桌次数n2即为矩阵H中变量j＝1的元素个数，记变量x2为最近一次撞击的球桌编号；撞网次数n3即为矩阵H中变量m＝1的元素个数；当同时满足n1＝n2＝1、n3≤1、x1＝x2时，则判定乒乓球过网是发球时首次过网，设置变量k＝1，进入步骤4，否则判定乒乓球过网不是发球时首次过网，结束。
9.根据权利要求7所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法，其步骤4的特征在于：同时执行步骤4.1、步骤4.2和步骤4.3；
步骤4.1、获取球桌的压力传感数据及判断乒乓球是否撞击球桌：部署在球桌面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球撞击球桌，记变量y为撞击的球桌编号；若x1≠y，则判定乒乓球发球时首次过网后落到对方桌面，结束，若x1＝y，则判定乒乓球发球时首次过网后弹回己方桌面，结束；否则判定没有发生乒乓球撞击球桌；
步骤4.2、获取球网的压力传感数据及判断乒乓球是否再次撞网：部署在球网面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球发球时首次过网后再次撞网，结束，否则判定没有发生乒乓球再次撞网；
步骤4.3、获取球拍的压力传感数据及判断乒乓球是否被球拍撞击：部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取过网时刻之后的压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取同一采样时刻的压力传感数据，当有且只有一个压力传感数据大于X时，则判定乒乓球被球拍撞击，记变量z为撞击乒乓球的球拍编号；若x1＝z则判定乒乓球发球时首次过网后被己方球拍撞击，结束，若x1≠z则判定乒乓球发球时首次过网后被对方球拍撞击，结束；否则判定乒乓球没有被球拍撞击。
10.根据权利要求7所述的乒乓球过网后判断是否首次过网及球走向方法，其步骤5的特征在于：判断k是否小于N，若k<N，则令k＝k+1，返回步骤4；否则判定乒乓球发球时首次过网后落地，结束。
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