CN110354483A - 一种智能格斗护具及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能格斗护具及系统，包括：护具本体，分别设置于所述护具本体内部的控制模块、通信模块、用于采集训练比赛数据的数据采集模块和用于供电的电源模块；所述数据采集模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述通信模块与控制模块连接，用于将数据采集模块采集的训练比赛数据发送至上位机；本发明可以实时获取运动员在训练和比赛时的训练比赛数据和运动员自身的人体参数，利于挖掘运动员的身体极限，便于教练组成员根据运动员的实时数据和综合状况制定训练计划，科学的调整比赛策略，进而提高运动员的训练水平和比赛成绩，改变在现有技术条件下，重竞技项目比赛中，运动员越来越过分依赖技巧，而忽略力量的现状，增强比赛的观赏性。
Description
技术领域
本发明涉及体育领域和电子领域，尤其涉及一种一种智能格斗护具及系统。
背景技术
目前的格斗竞技运动项目的训练水平有限，运动器材和训练方式并没有与科技进步相结合，在训练和比赛过程中可以发现，在各大赛事和日常的训练中，各运动队大多依然采用传统的运动器材和训练方式，导致运动员在训练和比赛过程中，缺乏科学性的指导，教练组也不能准确的获取每个运动员的训练数据和身体状况，缺乏与目前主流科技的结合手段，不能针对性的进行数据分析，体育成绩的优劣会受到很多因素的影响，其中，运动器材和训练方式是最重要的一个因素，但目前传统的运动器材和训练方式已经无法满足需要，不利于有效的提高运动员的训练水平和比赛成绩。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种智能格斗护具及系统，以解决上述技术问题。
本发明提供的智能格斗护具，包括：护具本体，分别设置于所述护具本体内部的：控制模块、通信模块、用于采集训练比赛数据的数据采集模块和用于供电的电源模块；
所述数据采集模块至少包括：
被击打数据采集模块，用于采集反应运动员被击打效果的被击打参数，所述被击打数据采集模块设置于所述护具本体的攻击有效部位，所述护具本体至少包括头盔和/或躯干护具；
所述数据采集模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述通信模块与控制模块连接，用于将数据采集模块采集的训练比赛数据发送至上位机。
可选的，所述数据采集模块还包括：
人体参数数据采集模块，用于采集反应运动员身体状况的人体参数。
可选的，所述被击打数据采集模块包括：
力度检测单元，用于检测攻击有效部位的被击打力度；
计时单元，用于记录训练或比赛的时间；
计数单元，用于检测运动员单位时间内的被击打数量。
可选的，所述人体参数数据采集模块包括：
脉搏检测单元，用于检测运动员的脉搏；
心律检测单元，用于检测运动员的心律；
体温检测单元，用于检测运动员的体温；
汗液检测单元，用于检测运动员的汗液参数；
血压检测单元，用于检测运动员的血压。
可选的，所述护具本体设置有用于当所述人体参数和被击打参数异常时进行报警的报警模块，所述报警模块的输入端与控制模块的输出端连接。
可选的，所述护具本体还包括肢体护具和关节护具。
可选的，所述护具本体所述护具本体设置有用于对所述护具本体进行身份标识的身份模块。
可选的，所述通信模块为无线通信模块，所述通信模块包括近场无线通信模块和/或远距离无线通信模块，所述近场无线通信模块包括蓝牙模块、NFC模块、ZIGBEE模块、WiFi模块和红外模块中的一种或几种，所述远距离无线通信模块包括GSM模块、CDMA模块和 4G/5G模块中的一种或几种。
本发明提供一种智能格斗护具系统，包括上述的护具本体，以及上位机，所述上位机通过所述通信模块与所述控制模块连接；
所述上位机包括数据分析模块，用于根据所述训练比赛参数和击打参数，获取运动员的综合素质参数，所述综合素质参数至少包括运动员的爆发力、体力、耐力、心肺功能和心理素质参数。
可选的，所述上位机还包括大数据样本采集模块，用于采集与运动员综合素质参数相关的海量数据样本，所述数据分析模块对采集的大数据样本进行训练，构建数据分析模型，将所述训练比赛参数和击打参数输入至训练后的数据分析模型，获取所述综合素质参数。
本发明的有益效果：本发明中的智能格斗护具及系统，可以实时获取运动员在训练和比赛时的训练比赛数据和运动员自身的人体参数，记录运动员的综合状况，通过本发明可以有效的挖掘运动员的身体极限，从而便于教练组成员根据运动员的实时数据和综合状况，及时的、针对性的制定训练计划，也便于科学性的调整比赛策略，进而提高运动员的训练水平和比赛成绩，改变在现有技术条件下，重竞技项目比赛中，运动员越来越过分依赖技巧，而忽略力量的现状，增强比赛的观赏性。
附图说明
图1是本发明实施例中智能格斗护具中护具本体中躯干护具的结构示意图。
图2是本发明实施例中智能格斗护具系统的原理构示意图。
图3是本发明实施例中智能格斗护具中护具本体中头盔的结构示意图。
附图标记说明：
1-数据采集模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
如图1-3所示，本实施例中的智能格斗护具，包括：护具本体，分别设置于所述护具本体内部的：控制模块、通信模块、用于采集训练比赛数据的数据采集模块1和用于供电的电源模块；
所述数据采集模块1至少包括：
被击打数据采集模块，用于采集反应运动员被击打效果的被击打参数，所述被击打数据采集模块设置于所述护具本体的攻击有效部位，所述护具本体至少包括头盔和/或躯干护具；
所述数据采集模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述通信模块与控制模块连接，用于将数据采集模块采集的训练比赛数据发送至上位机。
在本实施例中，通过数据采集模块1可以采集到反应运动员身体状况的人体参数和用于反应运动员被击打效果的被击打参数，为后续的将被击打参数与人体参数进行有机的结合，以及通过相应的科学分析，挖掘运动员的身体极限提供数据基础，从而提高训练效果和比赛成绩。
在本实施例中，数据采集模块1包括：被击打数据采集模块和用于采集运动员身体状况的人体参数数据采集模块；被击打数据采集模块包括：用于检测运动员的护具有效部位被击打力度的力度检测单元、用于记录训练或比赛的时间的计时单元和用于检测运动员单位时间内的被击打数量的计数单元。本实施例中的被击打数据采集模块设置于护具有效部位。力度检测单元可以检测运动员的被攻击的力度，通过被击力度一方面可以将运动员的对手力量水平进行量化分析，例如，通过采集最小力度值和最大力度值，出拳的数量，持续的时间等数据，判断运动员对手的力量的上限和下限，从而计算运动员对手的爆发力、体力和耐力，并将其进行量化评定，另一方面，结合被击力度、被击时间和被击的次数，再结合被击后的人体参数，也可以直接或间接的反应出运动员自身的抗击打能力、心理变化、生理变化等因素，优选地，可以通过获取运动员的实时数据，随着时间的推移，获取运动员各项能力表现的曲线图，再结合训练计划或比赛录像，获取运动员的全面数据，进行综合分析。
在本实施例中，数据采集模块1还包括：人体参数数据采集模块，用于采集反应运动员身体状况的人体参数。在本实施例中，人体参数数据采集模块至少包括：脉搏测量单元、心律测量单元、体温测量单元、血压测量单元和汗液检测单元中的一种或几种的组合，通过人体参数数据采集模块，可以采集用于反应运动员身体状况的人体参数，所述人体参数包括脉搏、心律、体温、汗液检测参数和血压。通过采集这些人体参数，可以为分析运动员的身体状况，以及心理素质提供分析的数据基础，人体参数数据采集模块的主要作用是检测人体参数，可以根据护具类型的不同，设置在相应的可以采集上述参数的位置，例如护具为躯干护具时，可以将心律测量单元设置在心脏位置处，体温测量单元和汗液检测单元可以设置在护具与皮肤接触的部位等，本实施例中的护具可以为保护躯干的护具，保护头部的头盔，也可以是保护四肢及关节的护腕、护膝、护臂、护腿等，本领域技术人员可以知晓，在格斗竞技的实际的训练和比赛的过程中，例如跆拳道比赛中，允许攻击的部位为躯干和头部，其中躯干允许使用拳和脚的技术攻击躯干部位被护胸包裹的部分，但禁止攻击后背脊柱，头部允许攻击锁骨以上的部位，但只允许使用脚的技术攻击，本实施例中的被击打数据采集模块设置于所述护具本体的攻击有效部位，作为训练和比赛过程中有效击打数据的参考，排除无用数据，而人体参数采集模块可以设置在便于采集人体参数的部位，护具本身例如头盔和躯干护具，可以单独使用，也可以结合其他护具，例如护腕、护膝、护臂、护腿等一起使用。
在本实施例中，通信模块为无线通信模块，所述通信模块包括近场无线通信模块和/或远距离无线通信模块，所述近场无线通信模块包括蓝牙模块、NFC模块、ZIGBEE模块、WiFi 模块和红外模块中的一种或几种，所述远距离无线通信模块包括GSM模块、CDMA模块和 4G/5G模块中的一种或几种。
在本实施例中，还包括用于当所述人体参数和被击打参数异常时进行报警的报警模块，所述报警模块的输入端与控制模块的输出端连接。报警的方式可以在护具本体上设置声光报警器，以对运动员进行提示，避免训练过量，也可以在身体状况异常时，及时得到警示，避免一些危险情况的发生，使训练和比赛的安全性大大提高。
在本实施例中，还包括设置于所述护具本体中的用于进行身份标识的身份模块，通过身份标识可以对佩戴者的身份进行识别，例如，每一个护具都有一个唯一的身份识别号，通过这样的方式有利于记录不同运动员的数据，也可以对同一个运动员的不同位置的被击打情况进行分别记录，以提供精细化训练的数据基础。
本实施例还提供了一种利用上面两个实施例中的拳套和脚套的智能格斗竞技系统，包括上述的护具本体，以及上位机，所述上位机通过所述通信模块与所述控制模块连接；
所述上位机包括数据分析模块，用于根据所述训练比赛参数和击打参数，获取运动员的综合素质参数，所述综合素质参数至少包括运动员的爆发力、体力、耐力、心肺功能和心理素质参数。
在本实施例中，通过上位机可以对数据采集模块采集的训练比赛数据进行记录和处理，为后续的智能化科学分析提供数据基础，例如通过上述采集的数据，可以计算运动员的爆发力、体力、耐力、心肺功能和心理素质等。针对佩戴护具的运动员，可以经过数据分析，获取不同部位被击的情况，以及在这些部位在被击打后的生理和心理的状态变化，同时，针对佩戴护具的运动员对手，也可以根据记录的数据统计和分析其主要的进攻策略、进攻习惯和进攻技巧等数据，大大提高了训练和比赛水平。
在本实施例中，上位机还包括大数据样本采集模块，用于采集与运动员综合素质参数相关的海量数据样本，所述数据分析模块对采集的大数据样本进行训练，构建数据分析模型，将所述训练比赛参数和击打参数输入至训练后的数据分析模型，获取所述综合素质参数。本实施例通过采集与运动员综合素质参数相关的海量数据样本，再通过数据分析模块对采集的大数据样本进行训练，构建数据分析模型，将所述训练比赛参数和击打参数输入至训练后的数据分析模型，获取所述综合素质参数。优选地，数据分析模型可以采用卷积神经网络模型，通过建立人体参数和训练比赛参数与综合素质之间的对应关系，进而通过大数据样本对其进行训练，使其能够不断完善，最终收敛为一个可以进行综合素质评价的模型，数据建模和训练的方式可以采用现有技术中任意一种卷积神经网络方式，只需要满足并实现上述功能即可，例如，一个运动员在平时训练中的训练成绩很好，其爆发力、体力和耐力的数据表现优秀，各项人体参数也表现正常，但在比赛中，可以明显的发现其人体参数发生了明显变化，例如，心跳加快、出汗增多，以及汗液分泌物中的指标发生变化，通过记录上述人体参数变化的时间，再结合比赛路线的时间线，分析场上发生的事件，即可分析出是否受到了心理因素的影响，以及心理状态发生变化的具体事件。例如受到了裁判的判罚的影响，或受到了对手某个具体的技战术的影响等。
在本实施例中，根据格斗竞技比赛项目的不同，系统可以单独采集头盔或躯干护具的数据，也可以进行综合采集各个部位护具。由于运动员在实际的训练和比赛过程中，经常会发生训练和比赛表现不统一的情况，这是很大一部分原因是由于心理因素的影响，因此，可以将训练的数据和比赛的数据进行分别记录，再结合在一起进行对比，为后续的科学分析提供数据基础，例如可以将对比结果结合运动员赛场上的发生的事件和表现，从而分析出心理活动对数据的影响。
在本实施例中，人体参数主要包括脉搏、心律、体温、汗液检测参数和血压，所述汗液检测参数至少包括出汗量和汗液成分浓度值，其中，汗液中蕴藏丰富的生物信息，各种信息关联了人体生理状态。皮质醇，神经肽以及细胞介素与人体压力、抑郁与人体自我愈合因子有直接关联。优选地，在本实施例中，可以通过实施采集汗液信息，形成运动员的健康个性化基线。在本实施例中，可以通过实时的、非侵入性的方式监测汗液。在建立运动员的健康个性化基线后，完全可以通过基线偏离值提示运动员的身体异常，实现个性化的监测。在运动员心理紧张时，心跳会加快，通过测量实时的心率，实时监测到运动员的心理紧张程度，以及心理变化程度。另外，心理紧张时，人体的手心出汗会发生变化，通过测量实时的手部汗液变化，也可以监测运动员的心理紧张程度。
在上述实施例的对应附图中，连接线可以表示各个部件之间的连接关系，以表示更多的构成信号路径(constituent_signal path)和/或一些线的一个或多个末端具有箭头，以表示主要信息流向，连接线作为一种标识，不是对方案本身的限制，而是结合一个或多个事例性实施例使用这些线有助于更容易地接电路或逻辑单元，任何所代表的信号(由设计需求或偏好所决定)实际上可以包括可以在任意一个方向传送的并且可以以任何适当类型的信号方案实现的一个或多个信号。
在上述实施例中，说明书对“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”、或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”的多次出现不一定全部都指代相同的实施例。如果说明书描述了部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性不是必须被包括的。如果说明书或权利要求提及“一”元件，并非表示仅有一个元件。如果说明书或权利要求提及“一另外的”元件，并不排除存在多于一个的另外的元件。
在上述实施例中，尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种智能格斗护具，其特征在于，包括：护具本体，分别设置于所述护具本体内部的：控制模块、通信模块、用于采集训练比赛数据的数据采集模块和用于供电的电源模块；
所述数据采集模块至少包括：
被击打数据采集模块，用于采集反应运动员被击打效果的被击打参数，所述被击打数据采集模块设置于所述护具本体的攻击有效部位，所述护具本体至少包括头盔和/或躯干护具；
所述数据采集模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述通信模块与控制模块连接，用于将数据采集模块采集的训练比赛数据发送至上位机。
2.根据权利要求1所述的智能格斗护具，其特征在于，所述数据采集模块还包括：
人体参数数据采集模块，用于采集反应运动员身体状况的人体参数。
3.根据权利要求1所述的智能格斗护具，其特征在于，所述被击打数据采集模块包括：
力度检测单元，用于检测攻击有效部位的被击打力度；
计时单元，用于记录训练或比赛的时间；
计数单元，用于检测运动员单位时间内的被击打数量。
4.根据权利要求2所述的智能格斗护具，其特征在于，所述人体参数数据采集模块包括：
脉搏检测单元，用于检测运动员的脉搏；
心律检测单元，用于检测运动员的心律；
体温检测单元，用于检测运动员的体温；
汗液检测单元，用于检测运动员的汗液参数；
血压检测单元，用于检测运动员的血压。
5.根据权利要求2所述的智能格斗护具，其特征在于，所述护具本体设置有用于当所述人体参数和被击打参数异常时进行报警的报警模块，所述报警模块的输入端与控制模块的输出端连接。
6.根据权利要求1-6任一所述的智能格斗护具，其特征在于，所述护具本体还包括肢体护具和关节护具。
7.根据权利要求6所述的智能格斗护具，其特征在于，所述护具本体所述护具本体设置有用于对所述护具本体进行身份标识的身份模块。
8.根据权利要求1所述的智能格斗护具，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块，所述通信模块包括近场无线通信模块和/或远距离无线通信模块，所述近场无线通信模块包括蓝牙模块、NFC模块、ZIGBEE模块、WiFi模块和红外模块中的一种或几种，所述远距离无线通信模块包括GSM模块、CDMA模块和4G/5G模块中的一种或几种。
9.一种智能格斗护具系统，其特征在于，包括权利要求1所述的护具本体，以及上位机，所述上位机通过所述通信模块与所述控制模块连接；
所述上位机包括数据分析模块，用于根据所述训练比赛参数和击打参数，获取运动员的综合素质参数，所述综合素质参数至少包括运动员的爆发力、体力、耐力、心肺功能和心理素质参数。
10.根据权利要9所述的智能格斗护具系统，其特征在于，所述上位机还包括大数据样本采集模块，用于采集与运动员综合素质参数相关的海量数据样本，所述数据分析模块对采集的大数据样本进行训练，构建数据分析模型，将所述训练比赛参数和击打参数输入至训练后的数据分析模型，获取所述综合素质参数。
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