CN108550198B - 一种智能比赛计时方法 - Google Patents

Abstract

一种智能比赛计时方法，包括：S1：计时系统准备，计时系统初始化；S2：计时信号标记，建立计时命令与将比赛中使用的计时命令发生器的产生计时信号的对应关系；S3：进入计时模式，裁判员佩戴计时命令发生器和计时信号采集终端，并保持开启状态，计时系统主机查询所述终端的状态，并进入比赛计时模式；S4：计时命令采集，所述终端采集所述计时命令发生器发出的计时命令，并进行数据打包；S5：计时信号传送，所述终端安装预定的数据传输协议将打包好的数据传输给计时系统主机，主机接收上述数据并进行校验；S6：计时系统主机对接收到的数据进行解析，并控制计时器计时。

Description

一种智能比赛计时方法

技术领域

本发明涉及时间计量、智能计时技术领域，具体涉及一种智能比赛计时方法。

背景技术

在现代球类比赛中叫停比赛的信号是裁判员的哨声，计时员听到哨声后手动按停止按钮来停止计时器。比赛继续进行时，计时员又要按下开始按钮启动计时器继续计时。这种计时方式由于存在人为的因素，因此经常会有意或无意地带入技术误差。尤其是，当比赛剩余的时间不多时，比分差距很小时，计时员的反应能力往往就决定了比赛的最终结果。由于计时员的反应时间，而导致计时器停止会有推迟，这些人为误差根本无法克服，特别是比分非常接近的球类比赛仅剩下几秒钟的时候，通常需要三位裁判员开会来估计比赛时间表操作中的这种人为误差，并且需要重置比赛时间表来打一场加时赛，以此弥补这种人为误差与计时员反映延误。由此可见，提高球类比赛中计时的自动化、智能化、从而实现精确计时是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自动化、智能化程度较高、计时精度较高的智能比赛计时方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能比赛计时方法，包括：S1：计时系统准备，计时系统初始化；S2：计时信号标记，建立计时命令与将比赛中使用的计时命令发生器的产生计时信号的对应关系；S3：进入计时模式，裁判员佩戴计时命令发生器和计时信号采集终端，并保持开启状态，计时系统主机查询所述终端的状态，并进入比赛计时模式；S4：计时命令采集，所述终端采集所述计时命令发生器发出的计时命令，并进行数据打包；S5：计时信号传送，所述终端安装预定的数据传输协议将打包好的数据传输给计时系统主机，主机接收上述数据并进行校验；S6：计时系统主机对接收到的数据进行解析，并控制计时器计时。

作为优选实施例，所述计时系统包括：主机和数个终端；所述终端能够检测识别裁判员发出的计时指令，并将所述计时指令传送给主机，所述主机能够根据所述终端传送的指令控制计时器开始或停止计时。

作为优选实施例，所述计时系统的主机和终端准备好后，主机开机，首先执行初始化指令，包括主机各工作模块的自检，并向终端发送查询命令，终端在接收到属于自己的查询命令后进行应答，并向主机发送终端应答数据。

作为优选实施例，所述计时命令发生器为口哨，所述计时信号标记包括根据所述口哨哨声的频率、振幅、长短和/或节奏与具体的计时命令建立对应关系。

作为优选实施例，所述哨声的频率、振幅、长短和/或节奏与具体的计时命令建立对应关系为历史数据库信息或比赛开始前计时采集的数据信息。

作为优选实施例，所述计时信号标记包括：对多个不同的计时命令发生器的计时优先级进行标记。

作为优选实施例，在计时命令采集步骤中，所述终端能够调整待采集信号的采集阈值，以过滤噪声。

作为优选实施例，在计时命令采集步骤中，所述终端能够采集到所述计时命令发生器发出的声音的频率、振幅、持续时长、节奏信息。

作为优选实施例，所述终端和主机的数据传输协议的数据结构包括：帧头1、帧头2、数据、校验字和结束字。

作为优选实施例，计时系统主机对接收到的数据进行解析包括将主机接收的数据与主体数据库中的数据进行对比，识别出计时信号对应的具体的计时控制信号。

有益效果：提供一种智能比赛计时方法，该方法能够降低球类比赛中人工计时的误差、具有较高的自动化程度。

附图说明

图1是本发明所述的智能比赛计时方法的流程图；

图2是本发明所述的智能比赛计时方法采用的计时系统；

图3是本发明采用的智能计时系统的主机设置界面一示例性示意图；

图4是本发明采用的智能计时系统的主机计时界面示例性示意图；

图5是本发明的终端的计时信号采集电路；

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明所述的智能比赛计时方法的流程图，所述计时方法包括：

S1：计时系统准备，系统初始化。所述计时系统包括：主机200，终端101、102…10N；所述终端101、102…10N能够检测识别裁判员发出的计时指令，并将所述计时指令传送给主机200，所述主机200根据所述终端传送的指令控制计时器开始或停止计时；所述终端101、102…10N的数量可以为一个或多个，其可以根据裁判员的数量设计；所述终端101、102…10N和主机200之间的通讯可以通过有线方式进行，也可以通过无线方式进行，其中无线通讯方式为优选通讯方式；

所述计时系统的主机和终端准备好后，主机开机，首先执行初始化指令，包括主机各工作模块的自检，例如：无线传输、显示、计时控制等，初始化完成后开始进入终端查询阶段，主机发送查询命令，终端在接收到属于自己的查询命令后进行应答，并向主机发送终端应答数据。

S2：计时信号标记，在球类比赛中比赛现场一般较为嘈杂，而裁判员的计时指令一般为其发出的哨声，这就需要所述系统能够从多种不同的声音信号中识别出所述哨声；此外，比赛开始、比赛暂停、中场休息裁判员发出的哨声往往是不同的，在一些特定的球类比赛中裁判员可能为多个，例如：主裁判、第一副裁判、第二副裁判、边裁等，这就要求所述系统不仅能够从多种声音中区分出哨声，而且还需要区分出不同的哨声。为实现上述目的，本发明首先采用了赛前计时信号系统标记，即在比赛开始前，主机开机后首先进入设置界面一，该界面如图3所示，这里需要特别说明的是图3仅是为了说明问题方便而给出的所述设置界面的示例性结构示意图。每个佩戴终端的裁判员分别进行鸣哨测试，按照屏幕上的提示先鸣一个较短的哨音，再鸣一个较长的哨音，显示器在相应地方显示“对勾”表示录制成功，需要进一步说明的是在实际应用中裁判员鸣哨测试不限于长音和短音两种哨声，其可以根据不同的使用场合、不同的比赛鸣哨计时规则设计，例如哨声可以为长短不同、节奏不同、响度不同、间隔不同等。所述哨声录制成功后在所述主机上标记好不同的口哨使用者的身份信息，例如裁判的姓名、头衔、裁判命令优先级等。

进一步地，所述主机需要对录制并存储的上述哨声进行频谱分析，在系统中标记不同口哨的频率和其对应的使用者，标记不同长短、节奏和/或振幅的频谱对应的计时命令，例如：长哨声表示计时开始、短哨声表示计时结束、短促哨声表示中间暂停等。

这里需要说明的是上述计时信号标记可以是使用前的临时计时信号标记，也可以是采用已经做好标记的历史数据或数据库，所述历史数据或数据库可以通过在主机上设置的数据接口从外部导入所述主机，例如：通过USB接口通过U盘导入，也可以通过无线数据传输模块通过无线传输的方式导入。

S3：进入计时模式，在完成技术准备工作后，在正式比赛开始前系统进入比赛计时模式，所述终端分别佩戴到每个裁判员的腰部，麦克风线从裁判员的背部绕到颈部与哨子的挂绳进行固定，留取合适长度将麦克风固定到口哨与挂绳连接处，之后打开终端上的电源开关即可。从主机上观察终端的电量信息，如果电量不足及时更换终端或为终端充电，充电可以通过独立的充电电源实现，也可以通过主机上的充电电源接口进行充电，从而确保每场比赛中终端电量充足，以满足不间断使用的要求。

主机使用配套的适配器进行供电，首先把各终端上的电源打开，确认主机电源接口、启停控制接口、时钟接口连接正确后开机，开机后观察终端的连接状态和电量信息，若显示某终端电量过低发出提醒信息，立即充电。设置主机进入比赛计时模式，图4是主机进出比赛计时模式下的显示界面示例性示意图，所述主机的计时界面可以显示各裁判的计时裁判记录、可以通过触控屏幕上的虚拟按键添加计时裁判数据备注、浏览历史数据。

S4：计时命令采集。当有裁判员鸣哨时，哨音由麦克风采集并转换成模拟电压信号。该信号被发送到所述终端的信号采集电路(如图5所示)，所述信号采集电路，包括：电压比较器，所述电压比较器具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、比较信号输出端，所述第一输入端连接供电电源(VCC)、第二输入端与麦克风的第一信号输出端连接、第三输入端连接可变电阻器R2的可变电阻端、第四输入端接地，所述麦克风的第一信号输出端还通过电阻R1连接至供电电源，所述麦克风的第二信号输出端接地，所述可变电阻器R2的第一端连接供电电源、所述可变电阻器R2的第二端接地，在所述电压比较器的比较信号输出端连接有电容器，所述电容器的另外一端接地。作为优选实施例，所述电阻R1的阻值为50-200KΩ，优选为100KΩ，所述可变电阻器R2的阻值为5-20KΩ，优选为10KΩ。

由于外界声音的作用使得电压比较器的第二输入端的电压会随着声音强度的不同形成不同的电位变化，调节可变电阻器R2会在所述电压比较器的第三输入端处形成一个固定的电压值，当压比较器的第二输入端电位高于压比较器的第三输入端电位时，所述电压比较器的比较信号输出端将会输出高电位，当电压比较器的第二输入端电位低于电压比较器的第三输入端电位时，所述比较信号输出端将会输出低电位，根据此原理，声音强度达到设定阈值的声音信号才能够被检测并产生一个方波输出。所述阈值的设定可以根据使用环境的嘈杂程度、口哨与麦克风的距离等因素设定，例如：比赛一般使用FOX40型号口哨，该哨子发声轻松达到120分贝，再加上麦克风离哨子的距离很近，所以，对比现场的一些声音(音乐、欢呼、篮球震动、鞋底摩擦)麦克风更容易采集到哨子的声音。通过调节R2将电压比较器的第三输入端电位升高，就能够滤除强度较低的声音信号采集强度较高的哨子声音信号，因此可以通过调节可变电阻器R2能够初步有效过滤来自比赛现场的噪声干扰。

信号采集电路产生的方波信号连接到所述终端的主控板的外部中断引脚，每产生一个方波主控板内部都会计一个数，每5ms对计数值进行采集并清零，计数值乘以200，得到的结果就是声音的频率。终端在对声音信号计数检测频率时，由于裁判在每次吹哨时的时长和力度会有所不同，所以采集时间要短，采集频率要高，以提高采集频率的准确性。本系统采集中断时间为5ms，裁判的哨声达到洪亮声音的时间一般不会小于5ms，故检测失误率会大大降低。

除了采集裁判的哨声频率信息外，所述终端还能够将所述哨声的发声振幅、长短、节奏等信息记录下来。

S5：计时信号传送，终端采集到哨声的频率、振幅、长短、节奏等信息后将数据打包，并通过信号发送模块发送给主机，所述终端的应答协议如下：

表1发送端：终端1/2/3/4/…/N；接收端：主机

主机接收来自终端的数据，并进行识别校验。

S6：主机对接收到的数据进行解析，并控制计时器计时。主机接收到所述终端发送的哨声数据后，首先对所述数据进行解析，通过终端数据识别出信号来自哪一个终端，通过声音频率数据比对识别出所述哨声来自哪一个具体的裁判员，及其裁判优选级别，通过哨声频率、振幅、长短、节奏等数据识别出哨声对应的具体计时命令，例如：比赛开始、比赛暂停、中场休息等。这类需要特别说明的是所述具体计时命令的识别并不必然同时要求所述哨声的频率、振幅、长短、节奏信息，在一些实施例中上述哨声参数的中的一个或少数几个即能实现，例如在一些规则比较简单的比赛或有人工技术员辅助计时的情况下，仅通过有无采集到哨声即可以满足具体计时命令的识别，具体而言，在比赛计时的开始阶段采集到哨声即识别为计时开始命令，接下来紧接着采集到的哨声识别为计时暂停，再下来采集到的哨声识别为计时恢复，以此类推。

在主机识别到具体哨声对应的计时命令的基础上，主机向计时器发出计时控制信号控制计时器进行计时。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能比赛计时方法，包括：

S1：计时系统准备，计时系统初始化；

S2：计时信号标记，建立计时命令与将比赛中使用的计时命令发生器的产生计时信号的对应关系；

S3：进入计时模式，裁判员佩戴计时命令发生器和计时信号采集终端，并保持开启状态，计时系统主机查询所述终端的状态，并进入比赛计时模式；

S4：计时命令采集，所述终端采集所述计时命令发生器发出的计时命令，并进行数据打包，

当有裁判员发出计时命令时，所述计时命令被采集并转换成模拟电压信号，该信号被发送到所述终端的信号采集电路，所述信号采集电路，包括：电压比较器，所述电压比较器具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、比较信号输出端，所述第一输入端连接供电电源、第二输入端与麦克风的第一信号输出端连接、第三输入端连接可变电阻器R2的可变电阻端、第四输入端接地，所述麦克风的第一信号输出端还通过电阻R1连接至供电电源，所述麦克风的第二信号输出端接地，所述可变电阻器R2的第一端连接供电电源、所述可变电阻器R2的第二端接地，在所述电压比较器的比较信号输出端连接有电容器，所述电容器的另外一端接地，所述电阻R1的阻值为50-200KΩ，所述可变电阻器R2的阻值为5-20KΩ；

S5：计时信号传送，所述终端安装预定的数据传输协议将打包好的数据传输给计时系统主机，主机接收上述数据并进行校验；

S6：计时系统主机对接收到的数据进行解析，并控制计时器计时。

2.如权利要求1所述的方法，所述计时系统包括：主机和数个终端；所述终端能够检测识别裁判员发出的计时指令，并将所述计时指令传送给主机，所述主机能够根据所述终端传送的指令控制计时器开始或停止计时。

3.如权利要求1所述的方法，所述计时系统的主机和终端准备好后，主机开机，首先执行初始化指令，包括主机各工作模块的自检，并向终端发送查询命令，终端在接收到属于自己的查询命令后进行应答，并向主机发送终端应答数据。

4.如权利要求1所述的方法，所述计时命令发生器为口哨，所述计时信号标记包括根据所述口哨哨声的频率、振幅、长短和/或节奏与具体的计时命令建立对应关系。

5.如权利要求4所述的方法，所述哨声的频率、振幅、长短和/或节奏与具体的计时命令建立对应关系为历史数据库信息或比赛开始前计时采集的数据信息。

6.如权利要求1所述的方法，所述计时信号标记包括：对多个不同的计时命令发生器的计时优先级进行标记。

7.如权利要求1所述的方法，在计时命令采集步骤中，所述终端能够调整待采集信号的采集阈值，以过滤噪声。

8.如权利要求1所述的方法，在计时命令采集步骤中，所述终端能够采集到所述计时命令发生器发出的声音的频率、振幅、持续时长、节奏信息。

9.如权利要求1所述的方法，所述终端和主机的数据传输协议的数据结构包括：帧头1、帧头2、数据、校验字和结束字。

10.如权利要求1所述的方法，计时系统主机对接收到的数据进行解析包括将主机接收的数据与主体数据库中的数据进行对比，识别出计时信号对应的具体的计时控制信号。

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