CN107802999A - 智能羽毛球拍运动量化系统及其量化统计方法 - Google Patents

智能羽毛球拍运动量化系统及其量化统计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能羽毛球拍运动量化系统，包括羽毛球拍，所述羽毛球拍的拍杆和手柄均为中空结构，该中空结构内安装有测量机构和无线接发装置；所述测量机构连接无线接发装置，所述无线接发装置与远端的处理器通讯，该处理器连接显示器；一种智能羽毛球拍运动量化系统的量化统计方法，根据测取击球时拍头的微小转动量获得准确的击球时刻数据，从而计算出需要的运动状态数据。有益效果：数据更贴近实际运动情况，减少误测因素，提高真实性和精确度，且双方球拍联动测量，获得的每回合时间更准确。

Description

智能羽毛球拍运动量化系统及其量化统计方法
技术领域
本发明涉及羽毛球运动技术领域，具体的说，涉及一种智能羽毛球拍运动量化系统及其量化统计方法。
背景技术
在羽毛球比赛和训练中，运动员的击球力量和速度也是运动统计中十分重要的数据，尤其对于专业运动员，只有精确统计出每次击球的力度和速度才能更有针对性地设计训练内容。
现有技术中，击球力量往往是通过测算球拍的移动位移量从而计算出加速度和力量，由于运动员跑动过程中球拍本身就会运动且震动，这样就容易出现误测，使测算球拍移动变得不准确且难度加大。
实际在击球时，球拍的拍头是会产生微小转动的，而未击球时拍头并不会转动，因此，这个变形量能够直接反应击球时刻球拍的变化，从而计算得出的击球力量和速度则能真正反应运动员的能力，而不会误测。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能羽毛球拍运动量化系统及其量化统计方法，根据测取击球时拍头的微小转动量获得准确的击球时刻数据，从而计算出需要的运动状态数据。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种智能羽毛球拍运动量化系统，包括羽毛球拍，所述羽毛球拍的拍杆和手柄均为中空结构，该中空结构内安装有测量机构和无线接发装置；
所述测量机构连接无线接发装置，所述无线接发装置与远端的处理器通讯，该处理器连接显示器。
通过上述设计，测量机构测取羽毛球拍运动中的变化量，并将该变化量经无线接发装置传输至远端处理器中进行运算，处理器将运算结果显示在显示器上。
进一步描述，所述测量机构设置有挠度传感器、三维陀螺仪和毫秒计时器；
所述挠度传感器位于所述中空结构内，并固定在羽毛球拍的拍杆与拍头的连接部，该挠度传感器的触发端连接毫秒计时器的接收端；
所述三维陀螺仪和毫秒计时器均安装于所述拍杆内壁上；
所述挠度传感器、三维陀螺仪和毫秒计时器的信号输出端分别连接无线接发装置。
通过上述设计，挠度传感器测量羽毛球拍击球时拍头的角度偏移量，三维陀螺仪测量羽毛球拍的立体位移变化量，毫秒计时器测量羽毛球拍击球的精确时间。
更进一步描述，所述羽毛球拍的外壳为透频材质。
更进一步描述，所述羽毛球拍内还设置有电池，所述电池分别连接测量机构和无线接发装置为其供电。
一种智能羽毛球拍运动量化系统的量化统计方法，包括计时方法、运动量计算方法和数据计算方法；
所述计时方法采用如下具体步骤：
1.1，处理器获取单打一对羽毛球拍或双打二对羽毛球拍的初始信息，设定挥拍限值a、移动限值b和时间限值t；
1.2，处理器获取任一羽毛球拍的动态信息；
所述动态信息由羽毛球拍的挠度传感器采集羽毛球拍的拍头变形量A并发送至无线接发装置；所述三维陀螺仪采集羽毛球拍的位移量B并发送至无线接发装置；所述毫秒计时器获取挠度传感器的感应时间C并发送至无线接发装置，无线接发装置经无线信号传输拍头变形量A、位移量B和感应时间C至处理器；
1.3，处理器获取所有羽毛球拍的有效挥拍，所述有效挥拍为拍头变形量A大于或等于挥拍限值a时的数据，当场上双方任一羽毛球拍产生第一次有效挥拍时，处理器开始统计并计时；
1.4，当相邻有效挥拍的间隔时间大于或等于时间限值t时，处理器停止计时，得到回合时间T。
更进一步描述，所述运动量计算方法在回合时间T内分别统计各个羽毛球拍的运动量，采用如下具体步骤：
2.1，当位移量B中Bx、By、Bz均大于或等于移动限值b时，处理器判断运动员挥拍或移动，累积计数；
2.2，当拍头变形量A大于或等于挥拍限值a时，处理器判断运动员挥拍，累积挥拍数N加1；否则处理器判断运动员移动，累积步点数M加1；
2.3，处理器停止计时的同时停止累积计数；
2.4，所述处理器停止计时后发送累积挥拍数N和累积步点数M至显示器并显示。
更进一步描述，所述数据计算方法采用如下具体步骤：
3.1，所述处理器提取每次有效挥拍时间内所述拍头变形量A中的最大值为最大变形量Amax，处理器比较最大变形量Amax与数据库的挠度/力量数据得出挥拍力量F；
3.2，所述处理器比较感应时间C和挥拍力量F在数据库的速度数据得出挥拍速度v；
3.3，所述处理器实时传输挥拍力量F和挥拍速度v至显示器并显示；
3.4，所述处理器停止计时后提取回合时间T内挥拍力量F的最大值生成最大挥拍力量Fmax，提取回合时间T内挥拍速度v的最大值生成最大挥拍速度vmax，处理器将最大挥拍力量Fmax和最大挥拍速度vmax发送至显示器并显示。
更进一步描述，所述数据库的挠度/力量数据和速度数据为处理器存储的参考数据，该参考数据的挠度/力量数据包含挠度变形量A和挥拍力量F的二维坐标值，参考数据的挠度/力量数据为预先测量出的每一挠度变形量Ai对应一个挥拍力量Fi；
所述参考数据的速度数据包含感应时间C、挥拍力量F和挥拍速度v的三维坐标值，参考数据的速度数据为预先测量出的每一感应时间Ci和挥拍力量Fi对应一个挥拍速度vi。
更进一步描述，所述挥拍力量F、最大挥拍力量Fmax、挥拍速度v、最大挥拍速度vmax、累积挥拍数N和累积步点数M均为单一羽毛球拍独立统计，所述回合时间T为场上双方的羽毛球拍联合统计，且所有羽毛球拍的回合时间T一致。
更进一步描述，所述挥拍力量F和挥拍速度v设定为每次累积挥拍数N改变时自动清零；
所述最大挥拍力量Fmax、最大挥拍速度vmax、累积挥拍数N和累积步点数M设定为回合时间T清零时自动清零；
所述回合时间T设定为每次处理器发送至显示器显示后自动清零。
本发明的有益效果：根据测取击球时拍头的微小转动量获得准确的击球时刻数据，数据更贴近实际运动情况，减少误测因素，提高真实性和精确度，且双方球拍联动测量，获得的每回合时间更准确。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是羽毛球拍的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明：
如图2所示，一种智能羽毛球拍运动量化系统，包括羽毛球拍1，所述羽毛球拍1的拍杆和手柄均为中空结构，该中空结构内安装有测量机构11和无线接发装置12；
所述测量机构11设置有挠度传感器11a、三维陀螺仪11b和毫秒计时器11c；
所述挠度传感器11a位于所述中空结构内，并固定在羽毛球拍1的拍杆与拍头的连接部，所述三维陀螺仪11b和毫秒计时器11c均安装于所述拍杆内壁上；
所述羽毛球拍1的外壳为透频材质。
所述羽毛球拍1内还设置有电池。
如图1所示，所述挠度传感器11a、三维陀螺仪11b和毫秒计时器11c的信号输出端分别连接无线接发装置12。
所述无线接发装置12与远端的处理器2通讯，该处理器2连接显示器3。
该挠度传感器11a的触发端连接毫秒计时器11c的接收端；
所述电池分别连接测量机构11和无线接发装置12为其供电。
本发明的工作原理为：
所述挠度传感器11a采集羽毛球拍1的拍头变形量A并发送至无线接发装置12；所述三维陀螺仪11b采集羽毛球拍1的位移量B并发送至无线接发装置12；所述毫秒计时器11c获取挠度传感器11a的感应时间C并发送至无线接发装置12；
所述无线接发装置12经无线信号传输拍头变形量A、位移量B和感应时间C至处理器2；
处理器2经计时方法、运动量计算方法和数据计算方法计算获得运动量化数据；
所述计时方法采用如下具体步骤：
1.1，处理器2获取单打一对羽毛球拍1或双打二对羽毛球拍1的初始信息，设定挥拍限值a、移动限值b和时间限值t；
1.2，处理器2获取任一羽毛球拍1的动态信息；
1.3，处理器2获取所有羽毛球拍1的有效挥拍，所述有效挥拍为拍头变形量A大于或等于挥拍限值a时的数据，当场上双方任一羽毛球拍1产生第一次有效挥拍时，处理器2开始统计并计时；
1.4，当相邻有效挥拍的间隔时间大于或等于时间限值t时，处理器2停止计时，得到回合时间T。
所述运动量计算方法在回合时间T内分别统计各个羽毛球拍1的运动量，采用如下具体步骤：
2.1，当位移量B中Bx、By、Bz均大于或等于移动限值b时，处理器2判断运动员挥拍或移动，累积计数；
2.2，当拍头变形量A大于或等于挥拍限值a时，处理器2判断运动员挥拍，累积挥拍数N加1；否则处理器2判断运动员移动，累积步点数M加1；
2.3，处理器2停止计时的同时停止累积计数；
2.4，所述处理器2停止计时后发送累积挥拍数N和累积步点数M至显示器3并显示。
所述数据计算方法采用如下具体步骤：
3.1，所述处理器2提取每次有效挥拍时间内所述拍头变形量A中的最大值为最大变形量Amax，处理器2比较最大变形量Amax与数据库的挠度/力量数据得出挥拍力量F；
3.2，所述处理器2比较感应时间C和挥拍力量F在数据库的速度数据得出挥拍速度v；
3.3，所述处理器2实时传输挥拍力量F和挥拍速度v至显示器3并显示；
3.4，所述处理器2停止计时后提取回合时间T内挥拍力量F的最大值生成最大挥拍力量Fmax，提取回合时间T内挥拍速度v的最大值生成最大挥拍速度vmax，处理器2将最大挥拍力量Fmax和最大挥拍速度vmax发送至显示器3并显示。
其中，所述数据库的挠度/力量数据和速度数据为处理器2存储的参考数据，该参考数据的挠度/力量数据包含挠度变形量A和挥拍力量F的二维坐标值；
所述参考数据的速度数据包含感应时间C、挥拍力量F和挥拍速度v的三维坐标值。
所述挥拍力量F、最大挥拍力量Fmax、挥拍速度v、最大挥拍速度vmax、累积挥拍数N和累积步点数M均为单一羽毛球拍1独立统计，所述回合时间T为场上双方的羽毛球拍1联合统计，且所有羽毛球拍1的回合时间T一致。
所述挥拍力量F和挥拍速度v设定为每次累积挥拍数N改变时自动清零；
所述最大挥拍力量Fmax、最大挥拍速度vmax、累积挥拍数N和累积步点数M设定为回合时间T清零时自动清零；
所述回合时间T设定为每次处理器2发送至显示器3显示后自动清零。

Claims (10)

1.一种智能羽毛球拍运动量化系统，包括羽毛球拍(1)，所述羽毛球拍(1)的拍杆和手柄均为中空结构，其特征在于：
该中空结构内安装有测量机构(11)和无线接发装置(12)；
所述测量机构(11)连接无线接发装置(12)，所述无线接发装置(12)与远端的处理器(2)通讯，该处理器(2)连接显示器(3)。
2.根据权利要求1所述的智能羽毛球拍运动量化系统，其特征在于：所述测量机构(11)设置有挠度传感器(11a)、三维陀螺仪(11b)和毫秒计时器(11c)；
所述挠度传感器(11a)位于所述中空结构内，并固定在羽毛球拍(1)的拍杆与拍头的连接部，该挠度传感器(11a)的触发端连接毫秒计时器(11c)的接收端；
所述三维陀螺仪(11b)和毫秒计时器(11c)均安装于所述拍杆内壁上；
所述挠度传感器(11a)、三维陀螺仪(11b)和毫秒计时器(11c)的信号输出端分别连接无线接发装置(12)。
3.根据权利要求1所述的智能羽毛球拍运动量化系统，其特征在于：所述羽毛球拍(1)的外壳为透频材质。
4.根据权利要求1所述的智能羽毛球拍运动量化系统，其特征在于：所述羽毛球拍(1)内还设置有电池，所述电池分别连接测量机构(11)和无线接发装置(12)为其供电。
5.一种智能羽毛球拍运动量化系统的量化统计方法，其特征在于：包括计时方法、运动量计算方法和数据计算方法；
所述计时方法采用如下具体步骤：
1.1，处理器(2)获取单打一对羽毛球拍(1)或双打二对羽毛球拍(1)的初始信息，设定挥拍限值a、移动限值b和时间限值t；
1.2，处理器(2)获取任一羽毛球拍(1)的动态信息；
所述动态信息由羽毛球拍(1)的挠度传感器(11a)采集羽毛球拍(1)的拍头变形量A并发送至无线接发装置(12)；所述三维陀螺仪(11b)采集羽毛球拍(1)的位移量B并发送至无线接发装置(12)；所述毫秒计时器(11c)获取挠度传感器(11a)的感应时间C并发送至无线接发装置(12)，无线接发装置(12)经无线信号传输拍头变形量A、位移量B和感应时间C至处理器(2)；
1.3，处理器(2)获取所有羽毛球拍(1)的有效挥拍，所述有效挥拍为拍头变形量A大于或等于挥拍限值a时的数据，当场上双方任一羽毛球拍(1)产生第一次有效挥拍时，处理器(2)开始统计并计时；
1.4，当相邻有效挥拍的间隔时间大于或等于时间限值t时，处理器(2)停止计时，得到回合时间T。
6.根据权利要求5所述的量化统计方法，其特征在于：所述运动量计算方法在回合时间T内分别统计各个羽毛球拍(1)的运动量，采用如下具体步骤：
2.1，当位移量B中Bx、By、Bz均大于或等于移动限值b时，处理器(2)判断运动员挥拍或移动，累积计数；
2.2，当拍头变形量A大于或等于挥拍限值a时，处理器(2)判断运动员挥拍，累积挥拍数N加1；否则处理器(2)判断运动员移动，累积步点数M加1；
2.3，处理器(2)停止计时的同时停止累积计数；
2.4，所述处理器(2)停止计时后发送累积挥拍数N和累积步点数M至显示器(3)并显示。
7.根据权利要求6所述的量化统计方法，其特征在于：所述数据计算方法采用如下具体步骤：
3.1，所述处理器(2)提取每次有效挥拍时间内所述拍头变形量A中的最大值为最大变形量Amax，处理器(2)比较最大变形量Amax与数据库的挠度/力量数据得出挥拍力量F；
3.2，所述处理器(2)比较感应时间C和挥拍力量F在数据库的速度数据得出挥拍速度v；
3.3，所述处理器(2)实时传输挥拍力量F和挥拍速度v至显示器(3)并显示；
3.4，所述处理器(2)停止计时后提取回合时间T内挥拍力量F的最大值生成最大挥拍力量Fmax，提取回合时间T内挥拍速度v的最大值生成最大挥拍速度vmax，处理器(2)将最大挥拍力量Fmax和最大挥拍速度vmax发送至显示器(3)并显示。
8.根据权利要求7所述的量化统计方法，其特征在于：
所述数据库的挠度/力量数据和速度数据为处理器(2)存储的参考数据，该参考数据的挠度/力量数据包含挠度变形量A和挥拍力量F的二维坐标值；
所述参考数据的速度数据包含感应时间C、挥拍力量F和挥拍速度v的三维坐标值。
9.根据权利要求7所述的量化统计方法，其特征在于：所述挥拍力量F、最大挥拍力量Fmax、挥拍速度v、最大挥拍速度vmax、累积挥拍数N和累积步点数M均为单一羽毛球拍(1)独立统计，所述回合时间T为场上双方的羽毛球拍(1)联合统计，且所有羽毛球拍(1)的回合时间T一致。
10.根据权利要求7所述的量化统计方法，其特征在于：所述挥拍力量F和挥拍速度v设定为每次累积挥拍数N改变时自动清零；
所述最大挥拍力量Fmax、最大挥拍速度vmax、累积挥拍数N和累积步点数M设定为回合时间T清零时自动清零；
所述回合时间T设定为每次处理器(2)发送至显示器(3)显示后自动清零。
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