CN111228779A - 切球薄厚瞄准计算指示方法、机构及台球姿势调整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种切球薄厚瞄准计算指示方法、机构及台球姿势调整装置,属于台球练习辅助设备技术领域。方法包括以下步骤:利用与球杆同向的取像组件获取目标球的图像;图像处理,测得图像中目标球的直径,并计算获得目标球的球心位置,获取虚拟球的球心;计算获得虚拟球的球心与目标球的球心连成的第一碰撞线。机构包括连接体、连杆、取像组件、数据处理模块和显示模块。台球姿势调整装置包括上述的切球薄厚瞄准计算指示机构、手架球杆固定器、肩前连接组件、臂部连接组件和持杆器。本发明能够方便整体地移动和使用,能够提高使用者的感知效率,有利于降低对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
Description
技术领域
本发明属于台球练习辅助设备技术领域,更具体地说,是涉及一种切球薄厚瞄准计算指示方法、机构及台球姿势调整装置。
背景技术
目前在台球运动中,球手在击打远距离或大角度的目标球时成功率非常低,因为没有参照物可供球手参考切球的薄厚或瞄准的进球点,同时新人在练习台球时,一般通过教练的指导,对于击球后目标球的行进路线的把握,需要较长时间的观察和经验积累,直到能够大致估测出台球的行进线路后,才能对切球的薄厚有所了解,从而打出比较好杆法,而这一过程比较缓慢,而且相对困难,限制了很多新人的进步。
发明内容
本发明的目的在于提供一种切球薄厚瞄准计算指示方法、机构及台球姿势调整装置,以解决现有技术中存在的切球薄厚难度较大、难以把控的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种切球薄厚瞄准计算指示装置,包括以下步骤:
A、利用与球杆同向且与球台台面平行的取像组件获取目标球的图像;
B、对图像进行处理,测得图像中目标球的直径,并计算获得目标球的球心位置;
C、对图像进行处理,获取虚拟球的球心,虚拟球为母球沿待击球方向行进后与目标球碰撞时所在的位置;
D、利用目标球的球心和虚拟球的球心,计算获得虚拟球的球心与目标球的球心连成的第一碰撞线。
在本发明的一个实施例中,在步骤B和/或步骤C中,对图像进行处理的步骤包括:
对图像进行矫正,即按取像组件的取像中心线与球杆轴线之间的角度和取像组件与球杆轴线之间的相对位置关系对图像进行投影变形和移动处理,生成以与球杆同向且与球台台面平行的线为取像中心线的矫正图像;步骤C中,虚拟球的球心为矫正图像的中心点。
在本发明的一个实施例中,在步骤B和/或步骤C中,对图像进行处理的步骤包括:
按事先获得的取像组件的取像中心线与球杆轴线之间的角度将图像在垂直于球杆轴线的投影平面进行投影变形,获得取像中心线与球杆轴线同向且与球台台面平行的过渡图像;
按事先获得的取像组件的取像中心与球杆轴线在投影平面上的水平矢量位置关系X,将过渡图像上的中垂线移动-X后,取移动后的中垂线与目标球的球心位置平齐的点,即为虚拟球的球心。
在本发明的一个实施例中,步骤D包括:
根据公式F=arcsin(D1/D)计算第一碰撞线与球杆轴线之间的角度F,其中D1为图像中目标球的球心和虚拟球的球心之间的距离,D为图像中测得的目标球直径;
根据公式L=kD计算目标球的球心与取像组件之间的距离,以确定第一碰撞线的位置,其中k为图像长度与实际长度的换算系数,通过图像中的标尺比例、事先的试验或计算得出,D为图像中测得的目标球直径;或者,通过预设的测距组件直接测量并换算目标球的球心的位置。
在本发明的一个实施例中,还包括以下步骤:
E、根据公式A=(D-D1)/D计算得到母球切球薄厚的比例A,即母球覆盖目标球直径的比例,其中D1为图像中目标球的球心和虚拟球的球心之间的距离,D为图像中测得的目标球直径;或者,以虚拟球的球心为球心,以图像中测得的目标球的直径为直径,在图像中生成虚拟球,并在图像中测得母球覆盖目标球的面积比例。
在本发明的一个实施例中,步骤A还包括:预设与取像组件的取像中心线平行或重合的光线,使光线在步骤A中获得的图像中能够指示出虚拟球或虚拟球的球心的位置。
为实现上述目的,本发明又采用的技术方案是:提供一种切球薄厚瞄准计算指示机构,包括连接体、连杆、取像组件、数据处理模块显示模块,连接体用于与球杆连接;连杆后端与连接体连接,且中部用于绕过母球、使前端位于母球的前方,且具有使前端偏离球杆正前方和移至球杆正前方的自由度;取像组件设在连杆前端,用于获取目标球的图像;数据处理模块与取像组件电连接,用于对取像组件传递的图像进行处理,并计算获得目标球的行进路线信号;显示模块与数据处理模块电连接,用于显示数据。
在本发明的一个实施例中,还包括测距组件和光源组件,测距组件设在取像组件上,且与数据处理模块电连接,用于测量目标球至取像组件的距离;光源组件设在取像组件上,用于发射与取像组件的取像中心线平行或重合的光线。
为实现上述目的,本发明又采用的技术方案是:提供一种台球姿势调整装置,包括上述的切球薄厚瞄准计算指示机构、手架球杆固定器、肩前连接组件、臂部连接组件和持杆器,手架球杆固定器与切球薄厚瞄准计算指示机构的连接体连接,用于与球杆前部连接;肩前连接组件前端与手架球杆固定器和/或球杆连接,后端用于与人体肩部连接;臂部连接组件前端与肩前连接组件后端连接,用于与人体臂部连接;持杆器与臂部连接组件后端连接,且用于与球杆后部连接。
在本发明的一个实施例中,手架球杆固定器包括底座、支撑杆、第一滑轨、滑动夹块和第二滑轨,底座用于放置在台球桌面上;支撑杆竖向设置在底座上;第一滑轨设在支撑杆上,且沿球杆的轴线方向设置;滑动夹块与第一滑轨滑动连接,且用于与球杆连接;第二滑轨用于从球杆中部延伸至后部,并与第一滑轨滑动连接,且与肩前连接组件转动连接,并与持杆器固定连接。
在本发明的一个实施例中,支撑杆为伸缩杆件;第一滑轨前端或底座与连接体连接,后端与肩前连接组件连接;第一滑轨与支撑杆转动连接;支撑杆下部与底座沿垂直于球杆轴线的方向滑动连接,或者绕与球杆轴线平行的转轴转动连接。
在本发明的一个实施例中,手架球杆固定器还包括第二滑轨,第二滑轨用于从球杆中部延伸至后部,并与第一滑轨滑动连接,且与肩前连接组件转动连接,并与持杆器固定连接。
在本发明的一个实施例中,肩前连接组件具有三维转动自由度和伸缩自由度;伸缩连杆组件竖向设置,并具有沿竖向伸缩的自由度,且下端与球杆和/或手架球杆固定器连接;转轴连杆组件下部设有与伸缩连杆组件上端转动连接且与球杆的轴线平行的第一转轴,中部设有竖向的第二转轴,上部设有球杆的轴线垂直的第三转轴和与臂部连接组件转动连接的第四转轴,第四转轴与臂部连接组件靠近转轴连杆组件的一端的轴线重合。。
在本发明的一个实施例中,伸缩连杆组件包括插杆、套管和弹性组件,插杆与球杆和/或手架球杆固定器转动连接;套管与插杆插接,且下端设有扩口结构,上端与转轴连杆组件转动连接;弹性组件两端分别与插杆和套管连接,用于驱动插杆和套管插接复位。
在本发明的一个实施例中,臂部连接组件包括大臂杆、小臂杆和肩部连杆,大臂杆一端与肩前连接组件转动连接,且用于与人体大臂连接;小臂杆一端与大臂杆另一端转动连接,另一端与持杆器转动连接,且用于与人体小臂连接;肩部连杆一端与大臂杆连接,且用于与人体肩部连接。
在本发明的一个实施例中,肩前连接组件与臂部连接组件转动连接的部位还设有用于检测肩前连接组件与臂部连接组件之间的三维转动角度的三维角度尺。
本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的有益效果在于:与现有技术相比,使用者可以自己预设击球方向,通过与球杆同向的取像组件获取目标球的图像,由于台球的直径是固定的,因此可以通过图像处理器计算获得虚拟的球心与目标球的球心连成的第一碰撞线的角度,并根据图像中目标球的大小比例计算出目标球的距离,进而确定第一碰撞线的位置,而第一碰撞线大概在目标球受到撞击之后的行进线路上,接着将第一碰撞线或第一碰撞线的角度显示在显示装置上,能够供使用者观察,使用者多次更换预设击球方向,就能够从多角度获知击球后台球可能的行进线路,并选择最好的击球方向,无需每次击球试验,就能快速感知到台球的行进线路,有利于降低使用者对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构的有益效果在于:与现有技术相比,在使用时,使用者先将取像组件移至球杆正前方,使取像组件位于母球的正前方,再利用取像组件成像,之后在通过数据处理模块进行处理并最终显示在显示模块上,供使用者进行参考,待需要击球时,将取像组件移至偏离球杆正前方的位置即可;取像组件在连接体和连杆的配合下,能够随着球杆的移动而移动,并方便地进行对准和移开。通过本发明使用者直观地看到母球的行进线路,进而对碰撞后台球的行进路线进行估测,再与显示模块显示的行进线路进行对比,能够提高使用者的感知效率,有利于降低使用者对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
本发明提供的台球姿势调整装置的有益效果在于:与现有技术相比,通过设置上述的切球薄厚瞄准计算指示机构,并将上述的切球薄厚瞄准计算指示机构与手架球杆固定器连接,能够方便整体地移动和使用,能够提高使用者的感知效率,有利于降低使用者对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例提供的台球姿势调整装置的结构示意图一;
图2为本发明一种实施例提供的台球姿势调整装置的结构示意图二;
图3为图2中肩前连接组件部位的放大结构示意图;
图4为本发明另一种实施例提供的台球姿势调整装置的手架球杆固定器部位的结构示意图;
图5为本发明一种实施例提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的计算辅助图。
其中,图中各附图标记:
10、切球薄厚瞄准计算指示机构;11、连接体;12、光源组件;13、连杆;
14、取像组件;15、显示模块;
20、手架球杆固定器;21、底座;22、支撑杆;
23、第一滑轨;24、滑动夹块;25、第二滑轨;
30、肩前连接组件;31、转轴连杆组件;32、插杆;33、套管;
40、臂部连接组件;41、大臂杆;42、小臂杆;43、肩部连杆;
50、持杆器;
60、球杆;61、母球。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
现对本发明提供的一种切球薄厚瞄准计算指示方法、机构及台球姿势调整装置进行说明。
本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法,包括以下步骤:
A、利用与球杆同向且与球台台面平行的取像组件获取目标球的图像;
B、对图像进行处理,测得图像中目标球的直径,并计算获得目标球的球心位置;
C、对图像进行处理,获取虚拟球的球心,虚拟球为母球61沿待击球方向行进后与目标球碰撞时所在的位置;
D、利用目标球的球心和虚拟球的球心,计算获得虚拟球的球心与目标球的球心连成的第一碰撞线。取像组件得到位置可以与球杆或母球的位置是相对固定的,以便于进一步提高测算准确度。本发明中的A、B、C、D和E仅表示步骤的代称,不限定步骤的先后顺序。
本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法,与现有技术相比,使用者可以自己预设击球方向,通过与球杆同向的取像组件获取目标球的图像,由于台球的直径是固定的,因此可以通过图像处理器计算获得虚拟的球心与目标球的球心连成的第一碰撞线的角度,并根据图像中目标球的大小比例计算出目标球的距离,进而确定第一碰撞线的位置,而第一碰撞线大概在目标球受到撞击之后的行进线路上,接着将第一碰撞线或第一碰撞线的角度显示在显示装置上,能够供使用者观察,使用者多次更换预设击球方向,就能够从多角度获知击球后台球可能的行进线路,并选择最好的击球方向,无需每次击球试验,就能快速感知到台球的行进线路,有利于降低使用者对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,在步骤B和/或步骤C中,对图像进行处理的步骤包括:
对图像进行矫正,即按取像组件的取像中心线与球杆轴线之间的角度和取像组件与球杆轴线之间的相对位置关系对图像进行投影变形和移动处理,生成以与球杆同向且与球台台面平行的线为取像中心线的矫正图像;步骤C中,虚拟球的球心为矫正图像的中心点。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,在步骤B和/或步骤C中,对图像进行处理的步骤包括:
按事先获得的取像组件的取像中心线与球杆轴线之间的角度将图像在垂直于球杆轴线的投影平面进行投影变形,获得取像中心线与球杆轴线同向且与球台台面平行的过渡图像;
按事先获得的取像组件的取像中心与球杆轴线在投影平面上的水平矢量位置关系X,将过渡图像上的中垂线移动-X后,取移动后的中垂线与目标球的球心位置平齐的点,即为虚拟球的球心。与球杆同向是指在俯视状态下,取像组件(即摄像组件)的取像中心线与球杆轴线平行或重合,上述的球杆或球杆轴线是指用击打母球中心点时的杆或球杆轴线,由于击打高杆、低杆、左塞和右塞时,母球的前进路线不变,或发生微小变化,主要是旋向发生变化,因此在对图像进行矫正时,忽略击打高杆、低杆、左塞和右塞时球杆角度的微小变化,将其看作击打母球中心点时的杆或球杆轴线。
目标球的实际直径、目标球的球心和球杆轴线的虚拟位置与第一碰撞线角度的关系可以从事先实验获得并生成数据库,在使用时随时调取,也可以在使用时直接根据公式进行计算。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,步骤D包括:
根据公式F=arcsin(D1/D)计算第一碰撞线与球杆轴线之间的角度F,其中D1为图像中目标球的球心和虚拟球的球心之间的距离,D为图像中测得的目标球直径;
根据公式L=kD计算目标球的球心与取像组件之间的距离,以确定第一碰撞线的位置,其中k为图像长度与实际长度的换算系数,通过图像中的标尺比例、事先的试验或计算得出,D为图像中测得的目标球直径;或者,通过预设的测距组件直接测量并换算目标球的球心的位置。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,还包括以下步骤:
E、根据公式A=(D-D1)/D计算得到母球61切球薄厚的比例A,即母球覆盖目标球直径的比例,其中D1为图像中目标球的球心和虚拟球的球心之间的距离,D为图像中测得的目标球直径;或者,以虚拟球的球心为球心,以图像中测得的目标球的直径为直径,在图像中生成虚拟球,并在图像中测得母球61覆盖目标球的面积比例。
图5所示,给出了切球薄厚与“目标球分离角”之间的关系,B1、B3为虚拟球,B2为目标球,三球等大,半径为r。点P1为B1和B2接触点。O1、O2、O3分别为3球球心,L1、L2分别为顶视图中通过O1、O2在水平面内的垂直线,P4为O1与O2延长线与外圆的交点,外圆圆心为O2,半径为2r,P2为O1在顶视图中水平面内与L2的垂点,同理P3为O2与L1的垂点。L3,L4为外切直线。
当虚拟球覆盖B2为100%时,虚拟球处在B3位置。当虚拟球覆盖面积减少则B3向B1方向移动,当到达B1位置时,此时B3水平移动的距离为O1到P2间的长度l1,此长度可以通过取像组件扑捉到的L3到L4的距离设为L减去2r得到,即l1=L-2r.因为P3、O2、P2、O1所组成的形状为矩形,所以P3O2的长度等于O1P2的长度即l1同时O1到O2的间距为2r,O2P3垂直于L1,所以根据三角函数可求出∠P3O1O2(设为x)的正弦值为sinx=l1/2r=y,然后根据反余弦函数得出x=arcsiny计算出x的角度即目标球的行进路线(分离角)。母球61的分离角m=90°-x。下表为部分覆盖比例和对应的目标球分离角。
覆盖比例 | 目标球前进角 |
10% | 64.15度 |
20% | 53.13度 |
29.3% | 45度 |
30% | 44.43度 |
40% | 36.87度 |
50% | 30度 |
60% | 23.58度 |
70% | 17.46度 |
80% | 11.54度 |
90% | 5.74度 |
100% | 0度 |
关于分离角的理解球手普遍存在理解误差,如母球与目标球半径相等,一般认为切球薄厚与分离角成比例变化如切目标球的一半则分离角为45°,然而根据科学的计算切球一半时分离角为30°,这与大家所理解的分离角相差巨大,因而球手对准度没有信心尤其是击打远台或大角度的目标球时成功率较低.本发明给出了科学的分离角计算方法并将母球和目标球的分离角在瞄准阶段就形象的显示出来为球手培养良好的角度感觉提供帮助从而可以有效提高准度。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,步骤A还包括:预设与取像组件的取像中心线平行或重合的光线,使光线在步骤A中获得的图像中能够指示出虚拟球或虚拟球的球心的位置。
在预设的平行光线的辅助下,取像组件在击球方向获取的图像,由于取像组件取像方向可以与击球后母球61的前进方向相同,将图像进行矫正处理后,可以得出虚拟球(即平行光线中心为虚拟球的球心)与目标球的重叠比例,就可以准确地计算出母球61在碰撞前一刻覆盖目标球的比例,从而得出母球61与目标球碰撞时的第一碰撞线。
在本实施方式与前一实施方式中,目标球在显示模块显示的大小和虚拟球基本是等大的,可以忽略近大远小的影响,可以以平行光线的中心点为球心以目标球大小为直径在显示模块上生成虚拟球,从而可以显示虚拟球切目标球的厚度并用数字显示出来同时生成“目标球”的分离角,球手通过显示模块来判断切球薄厚是否正确。计算单元也可以以平行光线的中心点为球心通过目标球显示的直径计算出虚拟球覆盖目标球的比例并用数字显示出来同时生成分离角而不用在显示模块上生成虚拟球。虚拟球是在母球与目标球接触时产生的,两球到摄像模块的距离相差范围是0-R的距离,当完全覆盖时是R,覆盖越小则相差的距离越小。如果要确定虚拟球到摄像模块的精确距离则需要根据切球薄厚进行调节,方法类似于分离角的算法。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,还包括以下步骤:
在计算获得第一碰撞线后,结合击球点位置和击球力度对第一碰撞线的影响,再次对第一碰撞线的范围进行预估,获取第一碰撞线的范围;击球点位置和击球力度对第一碰撞线的影响为试验获得的参数;当高杆击球时母球的分离角小于m,低杆击球时母球的分离角大于m,大于或小于的程度与母球的转速和击球力度有关,即与力度成反比,与转速成正比。
再次对第一碰撞线的范围进行预估即引入可能对台球行进线路产生影响的因素,来预估第一碰撞线的范围可能的范围。
作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示方法的一种具体实施方式,还包括以下步骤:
利用预设在球台上固定位置的取像组件获取预设的平行光线所在的直线以及平行光线照射在目标球上后的反射光线计算虚拟球的球心与目标球的球心连成的第二碰撞线,以对计算得出的第一碰撞线进行检验。再次对第一碰撞线的范围进行预估即引入可能对台球行进线路产生影响的因素,来预估第一碰撞线的范围可能的范围。
请一并参阅图1和图2,本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构,包括连接体11、连杆13、取像组件14、数据处理模块和显示模块15,连接体11用于与球杆60连接;连杆13后端与连接体11连接,且中部用于绕过母球、使前端位于母球的前方,且具有使前端偏离球杆60正前方和移至球杆60正前方的自由度;取像组件14设在连杆13前端,用于获取目标球的图像;数据处理模块与取像组件14电连接,用于对取像组件14传递的图像进行处理,并计算获得目标球的行进路线信号;显示模块15与数据处理模块电连接,用于显示数据。
本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构,与现有技术相比,在使用时,使用者先将取像组件14移至球杆60正前方,使取像组件14位于母球61的正前方,再利用取像组件14成像,之后在通过数据处理模块进行处理并最终显示在显示模块15上,供使用者进行参考,待需要击球时,将取像组件14移至偏离球杆60正前方的位置即可;取像组件14在连接体11和连杆13的配合下,能够随着球杆60的移动而移动,并方便地进行对准和移开。通过本发明使用者直观地看到母球61的行进线路,进而对碰撞后台球的行进路线进行估测,再与显示模块15显示的行进线路进行对比,能够提高使用者的感知效率,有利于降低使用者对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
请一并参阅图1和图2,作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构的一种具体实施方式,还包括测距组件和光源组件12,测距组件设在取像组件14上,且与数据处理模块电连接,用于测量目标球至取像组件14的距离;光源组件12设在取像组件14上,用于发射与取像组件14的取像中心线平行或重合的光线。
光源组件12的外形可以是灯环,也可以是一块矩形面板或其他任何形状,只要能发出光即可。
请一并参阅图1和图2,作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构的一种具体实施方式,光源组件12包括灯环和位于灯环的中心点的点状光源、环向均布在所述灯环外周的激光灯、设在灯环上且带有灯罩的LED灯、荧光灯或白炽灯中的一种或多种;光线为点状光线、平行光束、光柱或光圈;取像组件14设在灯环中部或灯环上;显示模块15设在连接体11上。平行光束包括点状直线、一定宽度的光线、一定形状的光环、一定形状的光柱等。
请一并参阅图1和图2,作为本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构的一种具体实施方式,所述连杆13为曲杆,连杆13上设有与球杆60平行的转轴,所述转轴的转动轴线与所述球杆60的轴线平行或呈夹角设置,转轴控制光源组件12偏离球杆60正前方和移至球杆60正前方的自由度,且所述转轴用于将所述连杆13的前端转动至预设角度;连接体11上设有用于与球杆60连接且能配合球杆60前后移动的滑道。还可以在连接体11和/或连杆13的其它位置设置另一个转轴使连杆13前端可以在母球前后、左右或上下翻转和/或移动以便于瞄准和收纳。
在使用时,光源组件发射出一条点状直线L,此直线与球杆指向在同一垂直面内,平行于桌面并且高度为高于桌面距离等于台球半径R。当球杆击打母球的垂直中心线上任意一点时此光线L即为母球61沿球杆的指向前进时母球中心点所经过的路线。同时光源组件还可发射出一条以L为中心轴线以母球半径R为半径的光柱,光柱照射到目标球的部分即为切球的比例即切球薄厚。光柱也可以用环形光圈或环形点状光线替代或并存。
摄像模块捕捉到光柱照射到目标球上的比例或目标球中心点垂直与L的距离设为D,如0≤|D|≤2R则计算模块即对母球及目标球的行进路线进行计算。设目标球中心点为Q则目标球在水平面内偏离L的线路是通过点Q与L成X度角分离,其中X=arcsinD/2R,母球与L在水平面内的分离角M=90°-X。由以上公式可得到不同的切球薄厚所对应的目标球不同的分离角并可以生成一个分离角与切球薄厚所对应的数据库。当摄像模块捕捉到光柱照射到目标球上的比例后就可以在显示模块显示相关的信息。
显示模块将目标球和母球的分离角通过虚拟线路显示在视频模块所获得的画面内并生成顶视图或立体视图显示在显示模块上,显示模块可以是显示器、显示面板、手机、可穿戴设备等电子设备,当目标球的虚拟线路指向袋口中心时则此时的切球厚度或L所在的直线即为瞄准的正确位置。
计算单元也可以以平行光束的中心为中心点通过目标球显示的直径计算出虚拟球覆盖目标球的比例并用数字显示出来同时生成分离角而不用在显示模块上生成虚拟球,即目标球分离角随着平行光束瞄准的方向变化而同步变化并显示在显示模块上。数据处理模块模块可根据各部位收集到的数据形成虚拟球员的形态并显示在显示模块上便于球手直观地了解到姿势中存在的问题。
请一并参阅图1至图4,本发明提供的台球姿势调整装置,包括上述的切球薄厚瞄准计算指示机构、手架球杆固定器20、肩前连接组件30、臂部连接组件40和持杆器50;手架球杆固定器20与切球薄厚瞄准计算指示机构的连接体11连接,用于与球杆60前部连接;肩前连接组件30前端与手架球杆固定器20连接,后端用于与人体肩部连接;臂部连接组件40前端与肩前连接组件30后端连接,用于与人体臂部连接;持杆器50与臂部连接组件40后端连接,且用于与球杆60后部连接。
本发明提供的台球姿势调整装置,与现有技术相比,通过设置上述的切球薄厚瞄准计算指示机构,并将上述的切球薄厚瞄准计算指示机构与手架球杆固定器20连接,能够方便整体地移动和使用,能够提高使用者的感知效率,有利于降低使用者对切球薄厚的控制难度,并有利于提高练习效率,缩短练习时间,有利于其水平的快速提高。
请一并参阅图1、图2和图4,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,手架球杆固定器20包括底座21、支撑杆22、第一滑轨23和滑动夹块24,底座21用于放置在台球桌面上;支撑杆22竖向设置在底座21上;第一滑轨23设在支撑杆22上,且沿球杆60的轴线方向设置;滑动夹块24与第一滑轨23滑动连接,且用于与球杆60连接。持杆器与球杆连接的竖向连杆可做成伸缩结构或弹性结构,以减少球杆上下起伏的幅度。
请一并参阅图1、图2和图4,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,支撑杆22为伸缩杆件;第一滑轨23前端或底座21与连接体11连接,后端与肩前连接组件30连接;第一滑轨23与支撑杆22转动连接。第一滑轨23位于底座21上方的部分可以镂空设置,支撑杆22为两个,分别与第一滑轨23镂空部位的前后连接,以保留虎口托住球杆预留的位置,从而不用改变球手的手架架杆习惯,避免支撑杆22对使用者采用手架球杆的方式产生影响。由于球杆是前细后粗的锥状结构,肩前连接组件30下端、滑动夹块24和持杆器50均可以通过套管内设卡片的形式将球杆60塞紧在套管内,以形成固定连接。此外还可以将套管做成符合球杆形状的前细后粗的形状或做成夹子的形状、紧固扎带或旋转紧固结构便于安装。
作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,支撑杆22为伸缩杆件,底座21与连接体11连接,支撑杆22下部与底座21沿垂直于球杆60轴线的方向滑动连接,或者绕与球杆60轴线平行的转轴转动连接,以便于通过支撑杆22的调节,调节第一滑轨23并带动球杆60端部位置的微调,使得球杆60可以方便地击打左塞、右塞等击球点。
请一并参阅图1至图4,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,手架球杆固定器20还包括第二滑轨25,第二滑轨25用于从球杆60中部延伸至后部,并与第一滑轨23滑动连接,且与肩前连接组件30转动连接,并与持杆器50固定连接。第一滑轨23和第二滑轨25既可以是分体式结构,也可以是一体式结构。
请一并参阅图1至图3,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,肩前连接组件30具有三维转动自由度和伸缩自由度;肩前连接组件30包括伸缩连杆组件和转轴连杆组件31,伸缩连杆组件竖向设置,并具有沿竖向伸缩的自由度,且下端与球杆60和/或手架球杆固定器20连接;转轴连杆组件31下部设有与伸缩连杆组件上端转动连接且与球杆60的轴线平行的第一转轴,中部设有竖向的第二转轴,上部设有球杆60的轴线垂直的第三转轴和与臂部连接组件40转动连接的第四转轴,第四转轴与臂部连接组件40靠近转轴连杆组件31的一端的轴线重合。请一并参阅图1至图3,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,伸缩连杆组件包括插杆32、套管33和弹性组件,插杆32与球杆60和/或手架球杆固定器20转动连接;套管33与插杆32插接,且下端设有扩口结构,上端与转轴连杆组件31转动连接;弹性组件两端分别与插杆32和套管33连接,用于驱动插杆32和套管33插接复位。
请一并参阅图1至图3,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,臂部连接组件40包括大臂杆41、小臂杆42和肩部连杆43,大臂杆41一端与肩前连接组件30转动连接,且用于与人体大臂连接;小臂杆42一端与大臂杆41另一端转动连接,另一端与持杆器50转动连接,且用于与人体小臂连接;肩部连杆43一端与大臂杆41连接,且用于与人体肩部连接。
作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,台球姿势调整装置还包括用于与人体脊部接触的脊部连杆和用于与人体腰部连接的硬质腰带,脊部连杆一端与臂部连接组件40中部连接,另一端与硬质腰带中部连接,各连接处设有转轴并有显示转动角度的机构,此机构可以是机械结构也可以是电子机构例如传感器等,转动数据可发送到计算模块并显示在显示模块上。
请一并参阅图1至图3,作为本发明提供的台球姿势调整装置的一种具体实施方式,肩前连接组件30与臂部连接组件40转动连接的部位还设有用于检测肩前连接组件30与臂部连接组件40之间的三维转动角度的三维角度尺。
三维角度尺包括与肩前连接组件30同轴连接的第一角度测量模块和与臂部连接组件40同轴连接的第二角度测量模块,第一角度测量模块与第二角度测量模块垂直连接或一体设置,通过两次读数获得肩前连接组件30与臂部连接组件40之间的三维转动角度。具体地,三维角度尺是设置在大臂杆和肩前连接组件30连接处,用来检测身体在垂直于与大臂和小臂所在的平面上的夹角。
另外,本发明提供的切球薄厚瞄准计算指示机构和台球姿势调整装置中,各个转动连接的部分均可以设置转动角度测量模块,角度测量模块可以是机械结构模块,也可以是电子模块,如果为电子模块,可以均与控制器连接,最终通过控制器将角度数据显示在显示模块15上,电子模块既可以是传感器也可以是电子读数装置。
本发明为球手提供了可见的母球中心点行进线路、可见的切球薄厚的比例以及按不同比例切目标球时目标球的分离角,从而可以大大提高进球率,经过练习可使球手迅速提高击打不同角度的目标球切球薄厚的感觉从而提高准度。
本发明为球手提供了可见的母球中心点行进线路、可见的切球薄厚的比例以及按不同比例切目标球时目标球的分离角,从而可以大大提高进球率,经过练习可使球手迅速提高击打不同角度的目标球切球薄厚的感觉从而提高准度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种切球薄厚瞄准计算指示方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、利用与球杆同向且与球台台面平行的取像组件获取目标球的图像;
B、对所述图像进行处理,测得图像中目标球的直径,并计算获得目标球的球心位置;
C、对所述图像进行处理,获取虚拟球的球心,虚拟球为母球(61)沿待击球方向行进后与目标球碰撞时所在的位置;
D、利用目标球的球心和虚拟球的球心,计算获得虚拟球的球心与目标球的球心连成的第一碰撞线。
2.如权利要求1所述的切球薄厚瞄准计算指示方法,其特征在于,在所述步骤B和/或所述步骤C中,对所述图像进行处理的步骤包括:
对图像进行矫正,即按取像组件的取像中心线与球杆轴线之间的角度和取像组件与球杆轴线之间的相对位置关系对图像进行投影变形和移动处理,生成以与球杆同向且与球台台面平行的线为取像中心线的矫正图像;
所述步骤C中,虚拟球的球心为矫正图像的中心点。
3.如权利要求1所述的切球薄厚瞄准计算指示方法,其特征在于,在所述步骤B和/或所述步骤C中,对所述图像进行处理的步骤包括:
按事先获得的取像组件的取像中心线与球杆轴线之间的角度将图像在垂直于球杆轴线的投影平面进行投影变形,获得取像中心线与球杆轴线同向且与球台台面平行的过渡图像;
按事先获得的取像组件的取像中心与球杆轴线在所述投影平面上的水平矢量位置关系X,将所述过渡图像上的中垂线移动-X后,取移动后的中垂线与目标球的球心位置平齐的点,即为虚拟球的球心。
4.如权利要求1所述的切球薄厚瞄准计算指示方法,其特征在于,所述步骤D包括:
根据公式F=arcsin(D1/D)计算第一碰撞线与球杆轴线之间的角度F,其中D1为图像中目标球的球心和虚拟球的球心之间的距离,D为图像中测得的目标球直径;
根据公式L=kD计算目标球的球心与取像组件之间的距离,以确定第一碰撞线的位置,其中k为图像长度与实际长度的换算系数,通过图像中的标尺比例、事先的试验或计算得出,D为图像中测得的目标球直径;或者,通过预设的测距组件直接测量并换算目标球的球心的位置。
5.如权利要求1所述的切球薄厚瞄准计算指示方法,其特征在于,还包括以下步骤:
E、根据公式A=(D-D1)/D计算得到母球(61)切球薄厚的比例A,即母球覆盖目标球直径的比例,其中D1为图像中目标球的球心和虚拟球的球心之间的距离,D为图像中测得的目标球直径;或者,以虚拟球的球心为球心,以图像中测得的目标球的直径为直径,在图像中生成虚拟球,并在图像中测得母球(61)覆盖目标球的面积比例。
6.如权利要求1-3任一项所述的切球薄厚瞄准计算指示方法,其特征在于,所述步骤A还包括:预设与取像组件的取像中心线平行或重合的光线,使光线在所述步骤A中获得的图像中能够指示出虚拟球或虚拟球的球心的位置。
7.一种切球薄厚瞄准计算指示机构,其特征在于,包括:
连接体(11),用于与球杆(60)连接;
连杆(13),后端与所述连接体(11)连接,且中部用于绕过母球、使前端位于所述母球的前方,且具有使前端偏离所述球杆(60)正前方和移至所述球杆(60)正前方的自由度;
取像组件(14),设在所述连杆(13)前端,用于获取目标球的图像;
数据处理模块,与所述取像组件(14)电连接,用于对所述取像组件(14)传递的图像进行处理,并计算获得目标球的行进路线信号;以及
显示模块(15),与所述数据处理模块电连接,用于显示数据。
8.如权利要求7所述的切球薄厚瞄准计算指示机构,其特征在于,还包括:
测距组件,设在所述取像组件(14)上,且与所述数据处理模块电连接,用于测量目标球至所述取像组件(14)的距离;以及
光源组件(12),设在所述取像组件(14)上,用于发射与取像组件(14)的取像中心线平行或重合的光线。
9.一种台球姿势调整装置,其特征在于,包括:
如权利要求7或8所述的切球薄厚瞄准计算指示机构;
手架球杆固定器(20),与所述切球薄厚瞄准计算指示机构的连接体(11)连接,用于与球杆(60)前部连接;
肩前连接组件(30),前端与所述手架球杆固定器(20)和/或球杆(60)连接,后端用于与人体肩部连接;
臂部连接组件(40),前端与所述肩前连接组件(30)后端连接,用于与人体臂部连接;以及
持杆器(50),与所述臂部连接组件(40)后端连接,且用于与所述球杆(60)后部连接。
10.如权利要求9所述的台球姿势调整装置,其特征在于,所述手架球杆固定器(20)包括:
底座(21),用于放置在台球桌面上;
支撑杆(22),竖向设置在所述底座(21)上;
第一滑轨(23),设在所述支撑杆(22)上,且沿所述球杆(60)的轴线方向设置;
滑动夹块(24),与所述第一滑轨(23)滑动连接,且用于与所述球杆(60)连接;以及
第二滑轨(25),用于从所述球杆(60)中部延伸至后部,并与所述第一滑轨(23)滑动连接,且与所述肩前连接组件(30)转动连接,并与所述持杆器(50)固定连接;
所述支撑杆(22)为伸缩杆件;所述第一滑轨(23)前端或所述底座(21)与所述连接体(11)连接,后端与所述肩前连接组件(30)连接;所述第一滑轨(23)与所述支撑杆(22)转动连接;所述支撑杆(22)下部与所述底座(21)沿垂直于所述球杆(60)轴线的方向滑动连接,或者绕与所述球杆(60)轴线平行的转轴转动连接;
所述肩前连接组件(30)具有三维转动自由度和伸缩自由度;所述肩前连接组件(30)包括:
伸缩连杆组件,竖向设置,并具有沿竖向伸缩的自由度,且下端与所述球杆(60)和/或所述手架球杆固定器(20)连接;以及
转轴连杆组件(31),下部设有与所述伸缩连杆组件上端转动连接且与所述球杆(60)的轴线平行的第一转轴,中部设有竖向的第二转轴,上部设有所述球杆(60)的轴线垂直的第三转轴和与所述臂部连接组件(40)转动连接的第四转轴,所述第四转轴与所述臂部连接组件(40)靠近所述转轴连杆组件(31)的一端的轴线重合;
所述伸缩连杆组件包括:
插杆(32),与所述球杆(60)和/或所述手架球杆固定器(20)转动连接;
套管(33),与所述插杆(32)插接,且下端设有扩口结构,上端与所述转轴连杆组件(31)转动连接;以及
弹性组件,两端分别与所述插杆(32)和所述套管(33)连接,用于驱动所述插杆(32)和所述套管(33)插接复位;
所述臂部连接组件(40)包括:
大臂杆(41),一端与所述肩前连接组件(30)转动连接,且用于与人体大臂连接;
小臂杆(42),一端与所述大臂杆(41)另一端转动连接,另一端与所述持杆器(50)转动连接,且用于与人体小臂连接;以及
肩部连杆(43),一端与所述大臂杆(41)连接,且用于与人体肩部连接;
所述肩前连接组件(30)与所述臂部连接组件(40)转动连接的部位还设有用于检测所述肩前连接组件(30)与所述臂部连接组件(40)之间的三维转动角度的三维角度尺。
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