CN109939428A - 一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法及系统。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、判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态。本发明的方法及系统解决了搏击训练器不能识别开球的技术问题。

Description

一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法及系统

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智能搏击球训练开球识别方法及系统。

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。

目前的搏击训练装置不能自动记录有效击球次数，也不能对搏击训练时的击球数据进行统计分析。为了实现搏击训练过程中有效记录击打次数的功能，需要判断搏击球训练是否开球。为此本专利提出一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是搏击训练器不能识别开球的问题，提出一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法及系统。

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。

本发明的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法，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，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加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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。

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。

提示成功开球(可选)：当搏击球训练开球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功开球。

本发明的基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统，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，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组成并部署于搏击球内部，可以检测加速度的大小及方向。

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加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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。

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态模块：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。

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

本发明具有的优点是：

(1)根据搏击球被击打时的瞬时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)根据搏击球加速度值是否近似等于0，可以简单且准确判断搏击球是否处于弱静止状态，为识别开球提供依据。

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智能搏击球训练开球识别方法流程图；

图3是本发明实施例二的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法流程图；

图4是本发明实施例三的基于加速度的智能搏击球训练开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智能搏击球训练开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。

实施例一、一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法。

本实施例的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法，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，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组成并部署于搏击球内部，可以检测加速度的大小及方向。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＝160米/平方秒。

识别搏击球是否被有效击打：根据当前时刻和上一时刻的加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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_n＝160，上一时刻a_n＝0，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-1＝160>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。本实施例中，事先设置N＝5，调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]＝[0 0.01 0.040 0]，事先设置的弱静止状态加速度阈值P＝0.05米/平方秒，此时数组p[N]中的值都小于P，判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球。

本实施例的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法流程图，如图2所示。

实施例二、一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法。

本实施例的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法，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，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组成并部署于搏击球内部，可以检测加速度的大小及方向。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＝160米/平方秒。

识别搏击球是否被有效击打：根据当前时刻和上一时刻的加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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_n＝160，上一时刻a_n＝0，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-1＝160>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。本实施例中，事先设置N＝5，调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]＝[0 0.01 0.040 0]，事先设置的弱静止状态加速度阈值P＝0.05米/平方秒，此时数组p[N]中的值都小于P，判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球。

提示成功开球：当搏击球训练开球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功开球。本实施例中，当前时刻击球为开球，采用振动反馈的方式提示开球，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智能搏击球训练开球识别方法流程图，如图3所示。

实施例三、一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统。

本实施例的基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统，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，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组成并部署于搏击球内部，可以检测加速度的大小及方向。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＝160米/平方秒。

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加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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_n＝160，上一时刻a_n＝0，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-1＝160>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态模块：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。本实施例中，事先设置N＝5，调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]＝[0 0.01 0.040 0]，事先设置的弱静止状态加速度阈值P＝0.05米/平方秒，此时数组p[N]中的值都小于P，判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球。

本实施例的基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统结构示意图，如图4所示。

实施例四、一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统。

本实施例的基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统，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，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组成并部署于搏击球内部，可以检测加速度的大小及方向。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＝160米/平方秒。

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加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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_n＝160，上一时刻a_n＝0，事先设置的权重系数k₁＝k₂＝1，则计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-1＝160>A，判定当前时刻搏击球被有效击打。

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态模块：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。本实施例中，事先设置N＝5，调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]＝[0 0.01 0.040 0]，事先设置的弱静止状态加速度阈值P＝0.05米/平方秒，此时数组p[N]中的值都小于P，判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球。

提示成功开球模块：当搏击球训练开球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功开球。本实施例中，当前时刻击球为开球，采用振动反馈的方式提示开球并开始计数，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智能搏击球训练开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智能搏击球训练开球识别方法，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，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加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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；

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

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

3.根据权利要求1所述的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法，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智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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。

5.根据权利要求1所述的基于加速度的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。

6.一种基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统，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，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加速度值计算搏击球加速度瞬时变化量Δa_n，判断加速度瞬时变化量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；

判断搏击球被击打前是否处于弱静止状态模块：调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，记为数组p[N]，其中N值事先设置；判断数组p[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是，则判定搏击球被有效击打前处于弱静止状态，确定此时为搏击球训练开球；否则判定搏击球被有效击打前不处于弱静止状态，确定此时不是开球，结束。

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

8.根据权利要求6所述的基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统，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智能搏击球训练开球识别系统，其特征在于，所述搏击球加速度瞬时变化量Δa_n＝k₁·a_n-k₂·a_n-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。

10.根据权利要求6所述的基于加速度的智能搏击球训练开球识别系统，其特征在于，所述弱静止状态是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态。