CN111467780B - 一种足球运动数据监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种足球运动数据监测方法，通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，将运动数据回传至智能设备中存储，对运动数据进行处理，以曲线和报告的形式显示分析结果。本发明同时提供了一种足球运动数据监测系统，包括相互通信的足球运动数据监测护腿板和智能设备。本发明在现有足球护腿板的基础上进行改进，采用了合理的结构安置用于数据采集的电子元件，保证了电子元件的稳定性，在保留原有护腿板功能的基础上，能够进一步实现腿部运动数据监测，从而满足训练规划数据的采集需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种足球运动数据监测方法及系统，属于运动及可穿戴设备技术领域。
背景技术
随着足球运动职业化水平越来越高，足球运动员的运动状态数据成为了训练规划的重要依据。目前，手环和运动手表是最常见的可穿戴设备，然而足球运动员的运动姿态主要在腿部进行，手环和运动手表不能满足足球训练运动数据采集的要求。此外，由于足球运动中腿部需要承受大量来自足球和其他运动员的撞击，还需要考虑可穿戴设备对采集装置电子件的防护性能，现有的足球运动数据采集装置无法满足这些需求。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种足球运动数据监测方法及系统，在现有足球护腿板的基础上进行改进，采用了合理的结构安置用于数据采集的电子元件，保证了电子元件的稳定性，在保留原有护腿板功能的基础上，能够进一步实现腿部运动数据监测，从而满足训练规划数据的采集需求。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种足球运动数据监测方法，包括以下步骤：
(1)将足球运动数据监测护腿板佩戴在运动员腿部；
(2)通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，在智能设备上设置采集数据类型以及采集频率，并将设置结果通过蓝牙模块传输至运动数据采集装置的主控芯片；
(3)主控芯片以设置的采集频率进行运动数据采集；
(4)通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，将运动数据回传至智能设备中存储，对运动数据进行处理，以曲线和报告的形式显示分析结果。
步骤(3)所述进行运动数据采集包括采集以下运动数据：震动数据、加速度数据和角速度数据；步骤(4)所述对运动数据进行处理，具体包括以下过程：智能设备通过震动数据、加速度数据和角速度数据计算运动员直线跨步距离和曲线跨步距离分别与加速度之间的关系、转角关系与加速度之间的关系、匀速运动和曲线运动所占时间比例，从而提供对足球运动员的训练进行分析和评估的依据。
步骤(3)所述进行运动数据采集还包括GPS数据，步骤(4)所述对运动数据进行处理，还包括结合GPS数据计算运动轨迹、转弯方向与加速度的关系以及跨步距离与加速度的关系。
步骤(3)所述进行运动数据采集还包括采集足球运动数据监测护腿板特定位置处的压力数据；步骤(4)所述对运动数据进行处理，还包括分析护腿板的压力分布。
本发明同时提供了一种基于上述方法的足球运动数据监测系统，包括相互通信的足球运动数据监测护腿板和智能设备，足球运动数据监测护腿板具有与腿部贴合的弧度的板体，板体包括前部的护板层以及后部的海绵层，板体上分布有透气孔，板体的侧部设置有绑带，绑带的端部设有魔术贴，护板层为中空结构，其内腔为缓冲腔，护板层的前壁和后壁通过橡胶柱支撑，缓冲腔内设有运动数据采集装置，运动数据采集装置通过橡胶柱与护板层的前壁和后壁连接，运动数据采集装置包括壳体，壳体内部封装有主控芯片、陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器、蓝牙模块、锂电池和无线充电模块，其中陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器和蓝牙模块分别与主控芯片连接，主控芯片、陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器和蓝牙模块由锂电池供电，锂电池与无线充电模块连接，智能设备与主控芯片之间通过蓝牙方式连接通信。
运动数据采集装置的壳体内部还封装有与主控芯片连接的GPS模块。
护板层的缓冲腔内分布有薄膜式压力传感器，薄膜式压力传感器通过橡胶柱与护板层的前壁和后壁连接，并通过导线与主控芯片连接。
缓冲腔内填充有剪切增稠液。
主控芯片采用ARM cortex 64MHz芯片。
本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种足球运动数据监测方法选用护腿板作为合适的可穿戴设备进行数据采集，并通过蓝牙方式将护腿板的主控芯片与可进行复杂分析的智能设备进行连接通信，主控芯片仅起到数据采集的作用，将采集和数据处理进行分散，能够降低护腿板中的运动数据采集装置的能耗，从而在运动数据采集装置有限的空间内尽可能多地搭载采集模块，提高实用性，从而满足训练规划数据的采集需求；
(2)本发明护腿板采用互相贴合的护板层和海绵层双层结构，能够兼顾防护性和佩戴舒适性，护板层通过缓冲腔安置运动数据采集装置，缓冲腔内通过橡胶柱进一步保证了护板层和运动数据采集装置的稳定性，整体结构合理有效；
(3)本发明护腿板的运动数据采集装置可通过陀螺仪、震动传感器、加速度传感器全方位采集运动数据，为训练规划提供依据；采集到的数据可通过蓝牙模块与可进行数据分析的智能设备传输，并通过无线充电模块进行充电，保证了护腿板缓冲腔的密封性，能够实现护腿板的整体防水性能，进一步保证了稳定性；
(4)本发明护腿板的缓冲腔内可填充剪切增稠液，进一步提高防护性能；
(5)本发明护腿板的缓冲腔内可设置薄膜式压力传感器，实现精确位置上的压力采集，进一步丰富训练数据来源。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的护腿板的结构示意图。
图2是护腿板的内部结构示意图。
图3是运动数据采集装置的模块连接示意图。
图4是本发明实施例二提供的护腿板的结构示意图。
图中：1-护板层，2-海绵层，3-运动数据采集装置，4-透气孔，5-魔术贴，6-绑带，7-橡胶柱，8-薄膜式压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
本发明提供了一种足球运动数据监测方法，包括以下步骤：
(1)将足球运动数据监测护腿板佩戴在运动员腿部；
(2)通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，在智能设备上设置采集数据类型以及采集频率，并将设置结果通过蓝牙模块传输至运动数据采集装置的主控芯片；
(3)主控芯片以设置的采集频率进行运动数据采集；
(4)通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，将运动数据回传至智能设备中存储，对运动数据进行处理，以曲线和报告的形式显示分析结果。
步骤(3)所述进行运动数据采集包括采集以下运动数据：震动数据、加速度数据和角速度数据；步骤(4)所述对运动数据进行处理，具体包括以下过程：智能设备通过震动数据、加速度数据和角速度数据计算运动员直线跨步距离和曲线跨步距离分别与加速度之间的关系、转角关系与加速度之间的关系、匀速运动和曲线运动所占时间比例。
本发明同时提供了一种基于上述方法的足球运动数据监测系统，包括相互通信的足球运动数据监测护腿板和智能设备，参照图1、图2和图3，足球运动数据监测护腿板包括具有与腿部贴合的弧度的板体，板体包括前部的护板层1以及后部的海绵层2，板体上分布有透气孔4，板体的侧部设置有绑带6，绑带6的端部设有魔术贴5，护板层1为中空结构，其内腔为缓冲腔，护板层1的前壁和后壁通过橡胶柱7支撑，缓冲腔内设有运动数据采集装置3，运动数据采集装置3通过橡胶柱7与护板层1的前壁和后壁连接。
缓冲腔内填充有剪切增稠液。
运动数据采集装置3包括壳体，壳体内部封装有主控芯片、陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器、蓝牙模块、锂电池和无线充电模块，其中陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器和蓝牙模块分别与主控芯片连接，主控芯片、陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器和蓝牙模块由锂电池供电，锂电池与无线充电模块连接，智能设备与主控芯片之间通过蓝牙方式连接通信。
主控芯片采用ARM cortex 64MHz芯片，并选用支持I2C总线接口的陀螺仪传感器、震动传感器和加速度传感器，以及支持UART总线接口的低功耗蓝牙芯片。ARM cortex64MHz芯片通过I2C总线接口与陀螺仪传感器、震动传感器和加速度传感器连接，并通过UART总线接口与蓝牙模块连接。
ARM cortex 64MHz芯片可以预设采集方式，通过陀螺仪、震动传感器、加速度传感器全方位采集运动数据，为训练规划提供依据；采集到的数据通过蓝牙模块传输至可进行数据分析的智能设备，并通过无线充电模块进行充电，保证了护腿板缓冲腔的密封性，能够实现护腿板的整体防水性能，进一步保证了稳定性。
运动数据采集装置的壳体内部还可封装有与主控芯片连接的GPS模块。步骤(3)所述进行运动数据采集还包括GPS数据，步骤(4)所述对运动数据进行处理，还包括结合GPS数据计算运动轨迹、转弯方向与加速度的关系以及跨步距离与加速度的关系。
实施例二：
本实施例提供的一种足球运动数据监测方法与实施例一的区别在于，步骤(3)所述进行运动数据采集还包括采集足球运动数据监测护腿板特定位置处的压力数据；步骤(4)所述对运动数据进行处理，还包括分析护腿板的压力分布。
参照图4，本实施例提供的一种足球运动数据监测系统与实施例一的区别在于，护板层的缓冲腔内分布有薄膜式压力传感器8，薄膜式压力传感器8通过橡胶柱7与护板层1的前壁和后壁连接，并通过导线与主控芯片连接。
缓冲腔内的薄膜式压力传感器，能够实现精确位置上的压力采集，提供腿部受力点分布数据，进一步丰富训练数据来源。
本发明提供的一种足球运动数据监测护腿板，在现有足球护腿板的基础上进行改进，采用了合理的结构安置用于数据采集的电子元件，保证了电子元件的稳定性，在保留原有护腿板功能的基础上，能够进一步实现腿部运动数据监测，从而满足训练规划数据的采集需求。
本发明提供的一种足球运动数据监测方法及系统，在现有足球护腿板的基础上进行改进，采用了合理的结构安置用于数据采集的电子元件，保证了电子元件的稳定性，在保留原有护腿板功能的基础上，能够进一步实现腿部运动数据监测，从而满足训练规划数据的采集需求。
Claims (5)
1.一种基于足球运动数据监测方法的足球运动数据监测系统，所述方法包括以下步骤：
(1)将足球运动数据监测护腿板佩戴在运动员腿部；
(2)通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，在智能设备上设置采集数据类型以及采集频率，并将设置结果通过蓝牙模块传输至运动数据采集装置的主控芯片；
(3)主控芯片以设置的采集频率进行运动数据采集；
(4)通过搭载有蓝牙模块的智能设备与足球运动数据监测护腿板中的运动数据采集装置通信，将运动数据回传至智能设备中存储，对运动数据进行处理，以曲线和报告的形式显示分析结果；其特征在于：包括相互通信的足球运动数据监测护腿板和智能设备，足球运动数据监测护腿板具有与腿部贴合的弧度的板体，板体包括前部的护板层以及后部的海绵层，板体上分布有透气孔，板体的侧部设置有绑带，绑带的端部设有魔术贴，护板层为中空结构，其内腔为缓冲腔，护板层的前壁和后壁通过橡胶柱支撑，缓冲腔内设有运动数据采集装置，运动数据采集装置通过橡胶柱与护板层的前壁和后壁连接，运动数据采集装置包括壳体，壳体内部封装有主控芯片、陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器、蓝牙模块、锂电池和无线充电模块，其中陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器和蓝牙模块分别与主控芯片连接，主控芯片、陀螺仪传感器、震动传感器、加速度传感器和蓝牙模块由锂电池供电，锂电池与无线充电模块连接，智能设备与主控芯片之间通过蓝牙方式连接通信。
2.根据权利要求1所述的足球运动数据监测系统，其特征在于：运动数据采集装置的壳体内部还封装有与主控芯片连接的GPS模块。
3.根据权利要求1所述的足球运动数据监测系统，其特征在于：护板层的缓冲腔内分布有薄膜式压力传感器，薄膜式压力传感器通过橡胶柱与护板层的前壁和后壁连接，并通过导线与主控芯片连接。
4.根据权利要求1所述的足球运动数据监测系统，其特征在于：缓冲腔内填充有剪切增稠液。
5.根据权利要求1所述的足球运动数据监测系统，其特征在于：主控芯片采用ARMcortex 64MHz芯片。
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