CN109589585A - 一种乒乓球教学方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乒乓球教学方法及系统，获取球员动作数据和全程训练数据；根据球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；若是，则对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；判断数据模型与标准动作模型的差距；若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出动作标准判断结果和指导建议。本发明用于乒乓球初学阶段的基础动作的教学，可替代教练对于学员的动作教学、指导和纠错。
Description
技术领域
本发明涉及乒乓球教学技术领域，具体涉及一种乒乓球教学方法及系统。
背景技术
在现有的乒乓球教学中，并不存在能够使用现代科学技术手段进行实时地、精确地采集运动员在乒乓球训练情况，同时科学有效的指导乒乓球运动员基础学习、训练的完善技术和产品。特别是对于处于青少年阶段进行乒乓球的基础学习的时刻，急需要一种能够进行实时的、精确的、全面的乒乓球教学系统，辅助甚至替代教练对学员进行指导以及纠错。
现有乒乓球教学过程中，更多的是使用教学视频的方式或者使用教练员进行亲身教导；使用教学视频的方式时，学员通过收看、回放来确认自己的动作，由于训练过程无法数据化，所以智能系统在其中暂时没有有效的应用。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种乒乓球教学方法及系统。
本发明公开了一种乒乓球教学方法，包括：
获取球员动作数据和全程训练数据；
根据所述球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；
若是，则对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；
判断所述数据模型与标准动作模型的差距；
若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；
根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出所述动作标准判断结果和指导建议。
作为本发明的进一步改进，所述获取球员动作数据和全程训练数据，包括：
基于深度摄像机获取球员动作数据；
基于高速摄像机获取球员全程训练数据。
作为本发明的进一步改进，若当前动作不是基础动作，则舍弃当前动作的全过程数据。
作为本发明的进一步改进，还包括：
接收客户端指令，提取当前动作的全过程数据并制成报表，显示球员学习的进度和变化情况。
作为本发明的进一步改进，还包括：
将球员训练动作的评价返回客户端，并显示文字评价、图表、球员动作的记录视频和教练的标准动作讲解视频。
本发明还提供一种乒乓球教学系统，包括：
前端交互平台，用于获取球员动作数据和全程训练数据，根据所述球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；若是，则保存当前动作的全过程数据；
后端云服务平台，用于对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；判断所述数据模型与标准动作模型的差距，若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出所述动作标准判断结果和指导建议；
数据库，用于存储所述当前动作的全过程数据、标准动作模型、动作标准判断结果和指导建议。
作为本发明的进一步改进，所述前端交互平台包括：
客户端交互模块，用于球员登录、输入各种控制命令以及待存储数据，以及输出显示所述后端云服务平台反馈的信息；
数据采集模块，用于基于深度摄像机获取球员动作数据，基于高速摄像机获取球员全程训练数据；
动作识别模块，用于根据所述球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，并判断当前动作是否为基础动作；若是，则保存当前动作的全过程数据；若不是，则舍弃当前动作的全过程数据。
作为本发明的进一步改进，所述深度摄像机的数量为3个，分别设置在乒乓球正面以及两侧。
作为本发明的进一步改进，所述后端云服务平台包括：
数据处理模块，用于对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；
动作标准评估模块，用于判断所述数据模型与标准动作模型的差距，若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；
动作评价模块，用于根据所述动作标准评估模块的评估结果进行指导意见的输出，并将输出的指导意见存储在所述数据库内；
统计模块，用于接收客户端指令，提取当前动作的全过程数据并制成报表，显示球员学习的进度和变化情况；
数据展示模块，用于将球员训练动作的评价返回客户端，并显示文字评价、图表、球员动作的记录视频和教练的标准动作讲解视频；
标准动作模型生成模块，用于基于所述数据采集模块的运动数据，进行多方论证，确定动作技术要点，以此为基础建立标准动作识别依据以及标准动作数据模型。
作为本发明的进一步改进，所述数据库包括：
数据存储模块，用于存储所述当前动作的全过程数据、标准动作模型、动作标准判断结果和指导建议。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过获取球员动作数据和全程训练数据，并通过计算机基于人工智能技术对动作进行识别比对，基于比对结果给出动作标准判断结果和指导建议；本发明用于乒乓球初学阶段的基础动作的教学，可替代教练对于学员的动作教学、指导和纠错。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的乒乓球教学系统的框架图；
图2为本发明一种实施例公开的乒乓球教学方法的流程图；
图3为本发明一种实施例公开的基于乒乓球教学系统的乒乓球教学方法的流程图。
图中：
10、前端交互平台；11、客户端交互模块；12、数据采集模块；13、动作识别模块；20、后端云服务平台；21、数据处理模块；22、动作标准评估模块；23、动作评价模块；24、统计模块；25、数据展示模块；26、标准动作模型生成模块；30、数据库；31、数据存储模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明还提供一种能够进行实时的、精确的、基于人工智能技术的乒乓球教学系统，能够辅助甚至替代教练对于学员的指导以及纠错；包括：前端交互平台10、后端云服务平台20和数据库30；其中：
本发明的前端交互平台10运行在本地的高性能计算机上，同时配备大屏显示设备、小型的触屏交互设备、乒乓球桌正面以及两侧总计三个深度摄像机、高速摄像机等硬件设备构成。
本发明的前端交互平台10用于获取球员动作数据和全程训练数据，根据球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；若是，则保存当前动作的全过程数据；具体包括：
客户端交互模块11，用于球员登录、输入各种控制命令以及待存储数据，以及输出显示后端云服务平台20反馈的信息；
数据采集模块12，用于基于三个深度摄像机获取球员动作数据，并将采集到的数据发送到动作识别模块13；基于高速摄像机获取球员全程训练数据，并将采集到的数据发送到动作识别模块13；
动作识别模块13，用于根据球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，并判断当前动作是否为基础动作；若是，则将当前动作的全过程数据保存至数据存储模块31；若不是，则舍弃当前动作的全过程数据。
本发明的后端云服务平台20运行在云端服务器上，用于对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；判断数据模型与标准动作模型的差距，若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出动作标准判断结果和指导建议；具体包括：
数据处理模块21，用于将动作数据从数据存储模块31中提取，对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；同时还用于消除获取的骨骼点位信息的抖动和噪声干扰；然后还需要计算各个关节点的角度信息和轨迹信息；
动作标准评估模块22，用于判断数据模型与标准动作模型的差距，数据模型与标准动作模型的差距根据实际情况进行选择性设计；即将计算获取的数据模型和数据库中的教练标准库中动作模型按技术要点逐条进行比对；若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；
动作评价模块23，用于根据动作标准评估模块的评估结果进行指导意见的输出，并将输出的指导意见储存在相应的数据库内；同时会绘制各关键技术点对比曲线,并以图片的形式长期保存；同时还需要根据数据库中的信息提出指导意见；
统计模块24，用于接收客户端指令，从数据存储模块31提取当前动作的全过程数据并制成报表，显示球员学习的进度和变化情况；
数据展示模块25，用于将球员训练动作的评价返回客户端，并显示文字评价、图表、球员动作的记录视频和教练的标准动作讲解视频；
标准动作模型生成模块26，用于基于数据采集模块12的运动数据，进行多方论证，确定动作技术要点，以此为基础建立标准动作识别依据以及标准动作数据模型；存储在数据存储模块31中，供其他模块调用。
本发明的数据库30包括：
数据存储模块31，通过云服务器长期保存球员的数据，教练员的标准数据等需要长期存储的信息。
如图2所示，本发明公开了一种乒乓球教学方法，包括：
S1、获取球员动作数据和全程训练数据；包括：
基于深度摄像机获取球员动作数据，基于高速摄像机获取球员全程训练数据；
S2、根据球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；
S3、若是，则对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；若不是，则舍弃当前动作的全过程数据；
S4、判断数据模型与标准动作模型的差距；
S5、若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；
S6、根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出动作标准判断结果和指导建议。
进一步，本发明还包括：
接收客户端指令，提取当前动作的全过程数据并制成报表，显示球员学习的进度和变化情况。
进一步，本发明还包括：
将球员训练动作的评价返回客户端，并显示文字评价、图表、球员动作的记录视频和教练的标准动作讲解视频。
如图1、3所示，本发明提供一种基于乒乓球教学系统的教学方法，包括：
客户端交互模块发出开始指令；
数据采集模块接收指令后，通过深度摄像机获取球员动作数据，通过高速摄像机获取球员全程训练数据，并将获取的球员动作数据和全程训练数据发送至动作识别模块；
动作识别模块据球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，并判断当前动作是否为基础动作；若是，则将当前动作的全过程数据(原始数据)保存至数据存储模块；若不是，则舍弃当前动作的全过程数据；
数据处理模块从数据存储模块中获取原始数据，对原始数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；
动作标准评估模块判断数据模型与标准动作模型的差距，即将计算获取的数据模型和数据库中的教练标准库中动作模型按技术要点逐条进行比对；若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；并存储动作评估结果数据至数据存储模块；
动作评价模块根据评估结果以及从数据存储模块中获取的动作评价模板信息进行动作评价，得到评价结果和指导信息，并将评价结果和指导信息存储至数据存储模块中。
本发明的优点为：
本发明通过获取球员动作数据和全程训练数据，并通过计算机基于人工智能技术对动作进行识别比对，基于比对结果给出动作标准判断结果和指导建议；本发明用于乒乓球初学阶段的基础动作的教学，可替代教练对于学员的动作教学、指导和纠错。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种乒乓球教学方法，其特征在于，包括：
获取球员动作数据和全程训练数据；
根据所述球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；
若是，则对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；
判断所述数据模型与标准动作模型的差距；
若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；
根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出所述动作标准判断结果和指导建议。
2.如权利要求1所述的乒乓球教学方法，其特征在于，所述获取球员动作数据和全程训练数据，包括：
基于深度摄像机获取球员动作数据；
基于高速摄像机获取球员全程训练数据。
3.如权利要求1所述的乒乓球教学方法，其特征在于，若当前动作不是基础动作，则舍弃当前动作的全过程数据。
4.如权利要求1所述的乒乓球教学方法，其特征在于，还包括：
接收客户端指令，提取当前动作的全过程数据并制成报表，显示球员学习的进度和变化情况。
5.如权利要求1所述的乒乓球教学方法，其特征在于，还包括：
将球员训练动作的评价返回客户端，并显示文字评价、图表、球员动作的记录视频和教练的标准动作讲解视频。
6.一种乒乓球教学系统，其特征在于，包括：
前端交互平台，用于获取球员动作数据和全程训练数据，根据所述球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，判断当前动作是否为基础动作；若是，则保存当前动作的全过程数据；
后端云服务平台，用于对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；判断所述数据模型与标准动作模型的差距，若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；根据动作标准判断结果生成指导建议，并输出所述动作标准判断结果和指导建议；
数据库，用于存储所述当前动作的全过程数据、标准动作模型、动作标准判断结果和指导建议。
7.如权利要求6所述的乒乓球教学系统，其特征在于，所述前端交互平台包括：
客户端交互模块，用于球员登录、输入各种控制命令以及待存储数据，以及输出显示所述后端云服务平台反馈的信息；
数据采集模块，用于基于深度摄像机获取球员动作数据，基于高速摄像机获取球员全程训练数据；
动作识别模块，用于根据所述球员动作数据和全程训练数据识别球员当前动作，并判断当前动作是否为基础动作；若是，则保存当前动作的全过程数据；若不是，则舍弃当前动作的全过程数据。
8.如权利要求7所述的乒乓球教学系统，其特征在于，所述深度摄像机的数量为3个，分别设置在乒乓球正面以及两侧。
9.如权利要求7所述的乒乓球教学系统，其特征在于，所述后端云服务平台包括：
数据处理模块，用于对当前动作的全过程数据进行处理，依据不同动作的技术要点建立数据模型；
动作标准评估模块，用于判断所述数据模型与标准动作模型的差距，若差距小于预设阈值，则当前动作为标准动作；否则，当前动作为不标准动作；
动作评价模块，用于根据所述动作标准评估模块的评估结果进行指导意见的输出，并将输出的指导意见存储在所述数据库内；
统计模块，用于接收客户端指令，提取当前动作的全过程数据并制成报表，显示球员学习的进度和变化情况；
数据展示模块，用于将球员训练动作的评价返回客户端，并显示文字评价、图表、球员动作的记录视频和教练的标准动作讲解视频；
标准动作模型生成模块，用于基于所述数据采集模块的运动数据，进行多方论证，确定动作技术要点，以此为基础建立标准动作识别依据以及标准动作数据模型。
10.如权利要求6所述的乒乓球教学系统，其特征在于，所述数据库包括：
数据存储模块，用于存储所述当前动作的全过程数据、标准动作模型、动作标准判断结果和指导建议。
Priority Applications (1)
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| CN201811510303.2A CN109589585A (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种乒乓球教学方法及系统 |
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Publications (1)
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