CN109821221A - 一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法及系统。其方法包括步骤：采集搏击球的加速度数据、识别搏击球是否被有效击打、判断是否为直拳击球、判断是否已经开球、判断是否为直拳接球。本发明的方法及系统解决了不能识别直拳接球的技术问题。

Description

一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法及系统

技术领域

本发明属于智能搏击训练领域，特别涉及一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法及系统。

背景技术

授权公告号CN 204972956 U是一个名称为“一种搏击功能训练器”的实用新型，其包括固定器、弹性绳索(弹性绳)和击打物(搏击球)，该搏击训练器用于个人搏击训练。

使用搏击训练器时的击球动作主要分为直拳击球和屈膝叠腿击球两种。

但是目前的搏击训练器既不能自动记录有效击球次数，也不能有效区分击球的动作。为了有效记录搏击球击打次数及击球动作，需要判断是否为直拳接球。为此本专利提出一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是不能识别直拳接球的问题，提出一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法及系统。

直拳击球是指直臂出拳击打搏击球的动作，搏击球受到直拳击打的压力方向为几乎水平(上下偏离角度很小)的方向。

本发明依托如图1所示的智能搏击训练系统，包括固定器(1)、弹性绳(2)、搏击球(3)，还包括检测搏击球加速度方向与大小的惯性导航传感器(31)，对惯性导航传感器检测的数据进行运算处理的程序及运行程序的计算机。所述运行程序的计算机是指嵌入搏击球中的微型处理器或远程服务器或使用APP、网页、微信小程序的终端的任一项或多项组合。

其中惯性导航传感器中包括陀螺仪和加速度仪，用于检测加速度大小和方向。

本发明用变量i表示搏击球被有效击打的次数，i的初始值为0，搏击球训练开球后i＝1，且搏击球每次被有效击打后i＝i+1，当搏击球训练结束时记录变量i的值并重置i＝0。

本发明的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，包括以下步骤：

采集搏击球的加速度数据：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号。

所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。

识别搏击球是否被有效击打：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束。

所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数，以当前时刻切向加速度方向为正方向。

所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。

判断是否为直拳击球：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束。

所述加速度方向与垂直方向的夹角

判断是否已经开球：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束。

判断是否为直拳接球：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。

所述摆荡临界静止状态是指搏击球在摆荡到最高点时所处的瞬间静止状态，该状态下搏击球的向心加速度为0。

提示成功直拳接球(可选)：当搏击球训练直拳接球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳接球。

本发明的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，包括：

惯性导航传感器；

计算机；

以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述计算机的存储器中，并且被配置成由所述计算机的处理器执行，所述程序包括：

采集搏击球的加速度数据模块：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号。

所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。

识别搏击球是否被有效击打模块：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束。

所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数，以当前时刻切向加速度方向为正方向。

所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。

判断是否为直拳击球模块：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束。

所述加速度方向与垂直方向的夹角

判断是否已经开球模块：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束。

判断是否为直拳接球模块：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。

所述摆荡临界静止状态是指搏击球在摆荡到最高点时所处的瞬间静止状态，该状态下搏击球的向心加速度为0。

提示成功直拳接球模块(可选模块)：当搏击球训练直拳接球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳接球。

本发明具有的优点是：

(1)根据搏击球被击打时的瞬时切向加速度变化量是否大于阈值，可以简单且准确判断是否进行有效击球，排除非击打的受力干扰；

(2)根据搏击球加速度方向与垂直方向夹角与90度的偏离值，可以简单且准确地判断是否进行直拳击球；

(3)通过记录搏击球被有效击打的次数i，可以简单有效地判断此时是否已经开球；

(4)根据搏击球在摆荡过程中向心加速度值是否为0，可以简单且准确判断搏击球是否处于摆荡临界静止状态，为识别直拳接球提供依据。

附图说明

图1是本发明依托的智能搏击训练装置示意图；

图2是本发明实施例一的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法流程图；

图3是本发明实施例二的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法流程图；

图4是本发明实施例三的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统结构示意图；

图5是本发明实施例四的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明依托如图1所示的智能搏击训练系统，包括固定器(1)、弹性绳(2)、搏击球(3)，还包括检测搏击球加速度大小及方向的惯性导航传感器(31)，对惯性导航传感器检测的数据进行运算处理的程序及运行程序的服务器。所述运行程序的计算机是指嵌入搏击球中的微型处理器或远程服务器或使用APP、网页、微信小程序的终端的任一项或多项组合。

本发明用变量i表示搏击球被有效击打的次数，i的初始值为0，搏击球训练开球后i＝1，且搏击球每次被有效击打后i＝i+1，当搏击球训练结束时记录变量i的值并重置i＝0。

实施例一、一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，按如下步骤：

采集搏击球的加速度数据：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号。

所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。本实施例中，事先设置的采样时间间隔为0.5秒，获取搏击球内部配备的惯性导航传感器定时检测的加速度数据，当前采样时刻得到的加速度值f_n＝200米/平方秒，当前绳摆与垂直方向的夹角为45°，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，a_n1＝a_n1＝100米/平方秒。此处陀螺仪的坐标系为x轴和y轴构成水平面，z轴垂直向上，以此表示加速度方向的向量值

识别搏击球是否被有效击打：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束。

所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数。

所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。本实施例中，根据搏击球被无效碰触或碰撞所带来的瞬时加速度设置瞬时加速度阈值A＝100米/平方秒，当前时刻a_n1＝100米/平方秒，上一时刻a_(n-1)1＝-5米/平方秒(与当前时刻切向加速度方向相反)，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1＝100-(-5)＝105>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断是否为直拳击球：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束。

所述加速度方向与垂直方向的夹角本实施例中，垂直方向表示为向量计算加速度方向与垂直方向的夹角 事先设置的直拳击球角度偏离阈值此时加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值为则判定此时为直拳击球。

判断是否已经开球：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束。本实施例中，读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i＝2，i>1，则判定此时已经开球。

判断是否为直拳接球：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。本实施例中，读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据共10个，构成集合A，其中值为0的向心加速度数据有1个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝1，m<2，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1＝3。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法流程图，如图2所示。

实施例二、一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，其按如下步骤：

采集搏击球的加速度数据：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号。

所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。本实施例中，事先设置的采样时间间隔为0.5秒，获取搏击球内部配备的惯性导航传感器定时检测的加速度数据，当前采样时刻得到的加速度值f_n＝200米/平方秒，当前绳摆与垂直方向的夹角为45°，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，a_n1＝a_n1＝100米/平方秒。此处陀螺仪的坐标系为x轴和y轴构成水平面，z轴垂直向上，以此表示加速度方向的向量值

识别搏击球是否被有效击打：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束。

所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数。

所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。本实施例中，根据搏击球被无效碰触或碰撞所带来的瞬时加速度设置瞬时加速度阈值A＝100米/平方秒，当前时刻a_n1＝100米/平方秒，上一时刻a_(n-1)1＝-5米/平方秒(与当前时刻切向加速度方向相反)，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n+1)1＝100-(-5)＝105>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断是否为直拳击球：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束。

所述加速度方向与垂直方向的夹角本实施例中，垂直方向表示为向量计算加速度方向与垂直方向的夹角 事先设置的直拳击球角度偏离阈值此时加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值为则判定此时为直拳击球。

判断是否已经开球：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束。本实施例中，读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i＝2，i>1，则判定此时已经开球。

判断是否为直拳接球：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。本实施例中，读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据共10个，构成集合A，其中值为0的向心加速度数据有1个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝1，m<2，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1＝3。

提示成功直拳接球：当搏击球训练直拳接球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳接球。本实施例中，当前时刻击球为直拳接球，采用振动反馈的方式提示用户成功直拳接球，所述振动反馈的装置采用现有的振动反馈单元，部署在拳套内。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法流程图，如图3所示。

实施例三、一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，包括：

惯性导航传感器；

计算机；

以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述计算机的存储器中，并且被配置成由所述计算机的处理器执行，所述程序包括：

采集搏击球的加速度数据模块：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号。

所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。本实施例中，事先设置的采样时间间隔为0.5秒，获取搏击球内部配备的惯性导航传感器定时检测的加速度数据，当前采样时刻得到的加速度值f_n＝200米/平方秒，当前绳摆与垂直方向的夹角为45°，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，a_n1＝a_n1＝100米/平方秒。此处陀螺仪的坐标系为x轴和y轴构成水平面，z轴垂直向上，以此表示加速度方向的向量值

识别搏击球是否被有效击打模块：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束。

所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n+1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数。

所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。本实施例中，根据搏击球被无效碰触或碰撞所带来的瞬时加速度设置瞬时加速度阈值A＝100米/平方秒，当前时刻a_n1＝100米/平方秒，上一时刻a_(n-1)1＝-5米/平方秒(与当前时刻切向加速度方向相反)，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n+1)1＝100-(-5)＝105>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断是否为直拳击球模块：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束。

所述加速度方向与垂直方向的夹角本实施例中，垂直方向表示为向量计算加速度方向与垂直方向的夹角 事先设置的直拳击球角度偏离阈值此时加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值为则判定此时为直拳击球。

判断是否已经开球模块：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束。本实施例中，读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i＝2，i>1，则判定此时已经开球。

判断是否为直拳接球模块：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。本实施例中，读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据共10个，构成集合A，其中值为0的向心加速度数据有1个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝1，m<2，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1＝3。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统结构示意图，如图4所示。

实施例四、一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，包括：

惯性导航传感器；

计算机；

以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述计算机的存储器中，并且被配置成由所述计算机的处理器执行，所述程序包括：

采集搏击球的加速度数据模块：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号。

所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。本实施例中，事先设置的采样时间间隔为0.5秒，获取搏击球内部配备的惯性导航传感器定时检测的加速度数据，当前采样时刻得到的加速度值f_n＝200米/平方秒，当前绳摆与垂直方向的夹角为45°，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，a_n1＝a_n1＝100米/平方秒。此处陀螺仪的坐标系为x轴和y轴构成水平面，z轴垂直向上，以此表示加速度方向的向量值

识别搏击球是否被有效击打模块：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束。

所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n+1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数。

所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。本实施例中，根据搏击球被无效碰触或碰撞所带来的瞬时加速度设置瞬时加速度阈值A＝100米/平方秒，当前时刻a_n1＝100米/平方秒，上一时刻a_(n-1)1＝-5米/平方秒(与当前时刻切向加速度方向相反)，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n+1)1＝100-(-5)＝105>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断是否为直拳击球模块：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束。

所述加速度方向与垂直方向的夹角本实施例中，垂直方向表示为向量计算加速度方向与垂直方向的夹角 事先设置的直拳击球角度偏离阈值此时加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值为则判定此时为直拳击球。

判断是否已经开球模块：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束。本实施例中，读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i＝2，i>1，则判定此时已经开球。

判断是否为直拳接球模块：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。本实施例中，读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据共10个，构成集合A，其中值为0的向心加速度数据有1个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝1，m<2，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1＝3。

提示成功直拳接球模块：当搏击球训练直拳接球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳接球。本实施例中，当前时刻击球为直拳接球，采用振动反馈的方式提示用户成功直拳接球，所述振动反馈的装置采用现有的振动反馈单元，部署在拳套内。

本实施例的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统结构示意图，如图5所示。

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)

1.一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，其特征在于包括以下步骤：

采集搏击球的加速度数据：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号；

识别搏击球是否被有效击打：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束；

判断是否为直拳击球：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束；

判断是否已经开球：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束；

判断是否为直拳接球：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。

2.根据权利要求1所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，其特征在于，还包括步骤：提示成功直拳接球，当搏击球训练直拳接球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳接球。

3.根据权利要求1所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，其特征在于，所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。

4.根据权利要求1所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，其特征在于，所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数，以当前时刻切向加速度方向为正方向；所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。

5.根据权利要求1所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别方法，其特征在于，所述加速度方向与垂直方向的夹角所述摆荡临界静止状态是指搏击球在摆荡到最高点时所处的瞬间静止状态，该状态下搏击球的向心加速度为0。

6.一种基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，其特征在于包括：

惯性导航传感器；

计算机；

以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述计算机的存储器中，并且被配置成由所述计算机的处理器执行，所述程序包括：

采集搏击球的加速度数据模块：获取惯性导航传感器定时检测的加速度数据，加速度值用a_n表示，加速度方向用向量表示，将加速度值按照搏击球摆动的切向和向心分解为切向加速度和向心加速度，分别记为a_n1和a_n2，其中n表示采样时刻编号；

识别搏击球是否被有效击打模块：根据当前时刻和上一时刻的切向加速度值计算搏击球切向加速度瞬时变化量Δa_n1，判断切向加速度瞬时变化量Δa_n是否大于事先设置的的瞬时加速度阈值A，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；否则判定当前时刻搏击球没有被有效击打，结束；

判断是否为直拳击球模块：垂直方向用向量表示，计算加速度方向与垂直方向的夹角判断加速度方向与垂直方向的夹角与90°的偏离值是否小于事先设置的直拳击球角度偏离阈值若是，则判定此时为直拳击球，否则判定此时不是直拳击球，结束；

判断是否已经开球模块：读取当前时刻搏击球被有效击打的次数i的值，判断i是否大于1，若是，则判定此时已经开球，否则判定此时正在开球或未开球，结束；

判断是否为直拳接球模块：读取此次击打与上一次有效击打之间的搏击球向心加速度数据，构成集合A；统计集合A中值为0的向心加速度数据个数，即搏击球摆荡静止状态次数，用变量m表示；判断变量m是否小于2，若是，则判定此时为搏击训练直拳接球，搏击球被有效击打的次数i＝i+1，否则判定此时不是直拳接球。

7.根据权利要求6所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，其特征在于，还包括提示成功直拳接球模块：当搏击球训练直拳接球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳接球。

8.根据权利要求6所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，其特征在于，所述惯性导航传感器由陀螺仪和加速度仪构成并部署于搏击球内部，用于检测搏击球的加速度方向与大小。

9.根据权利要求6所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，其特征在于，所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n1＝k₁·a_n1-k₂·a_(n-1)1，其中k₁和k₂是事先设置的权重系数，以当前时刻切向加速度方向为正方向；所述事先设置的瞬时加速度阈值A大于搏击球被轻微碰触或被外界物体碰撞所带来的瞬时加速度变化值。

10.根据权利要求6所述的基于加速度的搏击球训练直拳接球识别系统，其特征在于，所述加速度方向与垂直方向的夹角所述摆荡临界静止状态是指搏击球在摆荡到最高点时所处的瞬间静止状态，该状态下搏击球的向心加速度为0。