CN111790127B - 一种智能搏击球训练开球识别方法及系统 - Google Patents

一种智能搏击球训练开球识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能搏击球训练开球识别方法及系统。其方法包括步骤：获取压力数据与拉力数据；判断压力值是否大于有效击球压力阈值且压力作用面积是否大于有效击球压力作用面积阈值，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；调取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值；计算搏击球重力与N个搏击球拉力值之差，构成数组a[N]；判断数组a[N]中的值是否都小于弱静止状态拉力与重力偏差阈值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。本发明的方法及系统解决了基于压力与拉力传感器的搏击训练器如何识别搏击训练开球的技术问题。

Description

一种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。
现有的基于压力与拉力传感器的搏击训练装置不能自动准确识别搏击训练是否开球，从而不能有效记录训练有效击球次数，也不能对搏击训练时的击球数据进行统计分析。
目前还没有基于压力与拉力传感器的搏击训练器对开球进行自动识别的技术方案，为此，本专利提出一种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基于压力与拉力传感器的搏击训练器如何识别搏击训练开球的问题，提出一种智能搏击球训练开球识别方法及系统。
本发明的智能搏击球训练开球识别方法，包括以下步骤：
获取压力传感器与拉力传感器检测的压力数据与拉力数据，压力数据包括压力值和压力作用面积；
判断压力值是否大于事先设置的有效击球压力阈值且压力作用面积是否大于事先设置的有效击球压力作用面积阈值，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；
获取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，构成数组p[N]，其中N值事先设置；
计算搏击球重力与N个搏击球拉力值之差，构成数组a[N]；
判断数组a[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值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。
优选地，还包括步骤：当确定搏击球训练开球时，采用语音、振动或显示的方式提示用户成功开球。
优选地，所述压力传感器部署于搏击球外表面或内表面用于检测搏击球受到的压力数据，所述拉力传感器部署于搏击球与弹性绳连接处用于检测搏击球被弹性绳牵引的拉力数据。
优选地，所述数组a[N]＝G-p[N]，其中G表示搏击球的重力。
优选地，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。
优选地，在识别搏击球被有效击打后，还包括步骤：
计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000021
判断压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000022
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
Figure BDA0002337738440000023
若是，则判定此时为直拳击球。
优选地，在识别搏击球被有效击打后，还包括步骤：
计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000024
判断压力与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000025
是否小于事先设置的屈膝叠腿击球斜角阈值
Figure BDA0002337738440000026
若是，则判定此时为屈膝叠腿击球。
进一步优选地，所述压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000027
进一步优选地，还包括步骤：
当确定搏击球训练开球时，根据此次击打是否为直拳击球或屈膝叠腿击球判断开球动作为直拳或屈膝叠腿开球；
采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳或屈膝叠腿开球。
一种智能搏击球训练开球识别系统，其特征在于包括：
搏击球训练器；
压力传感器；
拉力传感器；
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，所述程序包括上述方法。
本发明具有的优点是：
(1)根据搏击球被击打的压力值及压力作用面积是否大于阈值，可以准确判断是否进行有效击球，排除非击打的受力干扰；
(2)根据拉力值是否近似等于搏击球的重力值，可以有效判断搏击球是否处于弱静止状态，从而有效识别搏击训练开球。
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是本发明实施例二中步骤S02的附加步骤S021的方法流程图；
图4是本发明实施例二中步骤S02的附加步骤S022的方法流程图；
图5是本发明实施例二的附加步骤S07的方法流程图；
图6是本发明实施例三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。
本发明实施例依托如图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)，还包括检测搏击球被击打的压力传感器(31)，检测搏击球被弹性绳牵引的拉力传感器(32)，对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。
本发明实施例一的一种智能搏击球训练开球识别方法，方法流程图如图2所示，包括以下步骤：
步骤S01、获取压力传感器与拉力传感器检测的压力数据与拉力数据，压力数据包括压力值和压力作用面积。本实施例中，压力传感器与拉力传感器当前采样时刻得到的压力值fn＝40牛顿，搏击球的压力作用面积sn＝20平方厘米，拉力pn＝2牛顿。
步骤S02、判断压力值是否大于事先设置的有效击球压力阈值且压力作用面积是否大于事先设置的有效击球压力作用面积阈值，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打。本实施例中，根据搏击球被无效碰触的压力值设置有效击球压力阈值F＝3牛顿，根据搏击球被外界物体碰撞的压力作用面积设置有效击球压力作用面积阈值S＝10平方厘米，此时，fn＝40>F且sn＝20>S，则判定当前时刻搏击球被有效击打。
步骤S03、获取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，构成数组p[N]，其中N值事先设置。本实施例中，事先设置N＝5，获取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，记为数组p[N]＝[2 1.9 2 1.9 2]。
步骤S04、计算搏击球重力与N个搏击球拉力值之差，构成数组a[N]。本实施例中，搏击球重力G＝2N，数组a[N]＝G-p[N]＝[0 0.1 0 0.1 0]。
步骤S05、判断数组a[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值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。本实施例中，事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值P＝0.5牛顿，此时数组a[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。
一种优选方式中，还包括步骤S06：当确定搏击球训练开球时，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，当确定搏击球训练开球时，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。
一种优选方式中，所述压力传感器部署于搏击球外表面或内表面用于检测搏击球受到的压力数据，所述拉力传感器部署于搏击球与弹性绳连接处用于检测搏击球被弹性绳牵引的拉力数据。本实施例中，搏击球内表面部署的薄膜型压力传感器定时检测压力数据(包括压力值及压力作用面积值)，搏击球与弹性绳连接处部署拉力传感器定时检测拉力数据，事先设置的采样时间间隔T0＝0.5秒。
一种优选方式中，所述数组a[N]＝G-p[N]，其中G表示搏击球的重力。本实施例中，搏击球重力G＝2N，数组a[N]＝G-p[N]＝[0 0.1 0 0.1 0]。
一种优选方式中，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。
本发明实施例二的一种智能搏击球训练开球识别方法，包括以下步骤：
步骤S01、获取压力传感器与拉力传感器检测的压力数据与拉力数据，压力数据包括压力值和压力作用面积。本实施例中，压力传感器与拉力传感器当前采样时刻得到的压力值fn＝40牛顿，搏击球的压力作用面积sn＝20平方厘米，拉力pn＝2牛顿。
步骤S02、判断压力值是否大于事先设置的有效击球压力阈值且压力作用面积是否大于事先设置的有效击球压力作用面积阈值，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打。本实施例中，根据搏击球被无效碰触的压力值设置有效击球压力阈值F＝3牛顿，根据搏击球被外界物体碰撞的压力作用面积设置有效击球压力作用面积阈值S＝10平方厘米，此时，fn＝40>F且sn＝20>S，则判定当前时刻搏击球被有效击打。
步骤S03、获取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，构成数组p[N]，其中N值事先设置。本实施例中，事先设置N＝5，获取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，记为数组p[N]＝[2 1.9 2 1.9 2]。
步骤S04、计算搏击球重力与N个搏击球拉力值之差，构成数组a[N]。本实施例中，搏击球重力G＝2N，数组a[N]＝G-p[N]＝[0 0.1 0 0.1 0]。
步骤S05、判断数组a[N]中的值是否都小于事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值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。本实施例中，事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值P＝0.5牛顿，此时数组a[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。
一种优选方式中，还包括步骤S06：当确定搏击球训练开球时，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，当确定搏击球训练开球时，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。
一种优选方式中，所述压力传感器部署于搏击球外表面或内表面用于检测搏击球受到的压力数据，所述拉力传感器部署于搏击球与弹性绳连接处用于检测搏击球被弹性绳牵引的拉力数据。本实施例中，搏击球内表面部署的薄膜型压力传感器定时检测压力数据(包括压力值及压力作用面积值)，搏击球与弹性绳连接处部署拉力传感器定时检测拉力数据，事先设置的采样时间间隔T0＝0.5秒。
一种优选方式中，所述数组a[N]＝G-p[N]，其中G表示搏击球的重力。本实施例中，搏击球重力G＝2N，数组a[N]＝G-p[N]＝[0 0.1 0 0.1 0]。
一种优选方式中，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。
如图3所示的一种优选方式中，在识别搏击球被有效击打后，还包括步骤S021：
步骤S0211、计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000071
所述压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000072
步骤S0212、判断压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000073
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
Figure BDA0002337738440000074
若是，则判定此时为直拳击球。本实施例中，以压力方向在水平面上的投影为x轴，y轴垂直于x轴且x轴和y轴构成水平面，z轴垂直向上，以此表示压力方向与拉力方向的向量值
Figure BDA0002337738440000075
Figure BDA0002337738440000076
计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000077
Figure BDA0002337738440000078
事先设置的直拳击球角度偏离阈值
Figure BDA0002337738440000079
此时压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA00023377384400000710
与90°的偏离值为
Figure BDA00023377384400000711
则判定此时为直拳击球。
如图4所示的一种优选方式中，在识别搏击球被有效击打后，还包括步骤S022：
步骤S0221、计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA00023377384400000712
步骤S0222、判断压力与拉力方向的夹角
Figure BDA00023377384400000713
是否小于事先设置的屈膝叠腿击球斜角阈值
Figure BDA00023377384400000714
若是，则判定此时为屈膝叠腿击球。
本实施例中，本实施例中，以压力方向在水平面上的投影为x轴，y轴垂直于x轴且x轴和y轴构成水平面，z轴垂直向上，以此表示压力方向与拉力方向的向量值
Figure BDA0002337738440000081
计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure BDA0002337738440000082
Figure BDA0002337738440000083
事先设置的屈膝叠腿击球斜角阈值
Figure BDA0002337738440000084
判定不是屈膝叠腿击球。
如图5所示的一种优选方式中，还包括步骤S07：
步骤S071、当确定搏击球训练开球时，根据此次击打是否为直拳击球或屈膝叠腿击球判断开球动作为直拳或屈膝叠腿开球；
步骤S072、采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳或屈膝叠腿开球。本实施例中，当确定搏击球训练开球时，判定击球动作为直拳击球，采用语音的方式提示用户成功直拳开球。
本发明实施例三的一种智能搏击球训练开球识别系统，结构示意图如图6所示，包括：
搏击球训练器；
压力传感器；
拉力传感器；
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，所述程序包括以上任一实施例所述方法。
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)

1.一种智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于包括以下步骤：
获取压力传感器与拉力传感器检测的压力数据与拉力数据，压力数据包括压力值和压力作用面积；
判断压力值是否大于有效击球压力阈值且压力作用面积是否大于有效击球压力作用面积阈值，若是，则判定当前时刻搏击球被有效击打；
获取当前时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，构成数组p[N]，其中N值事先设置；
计算搏击球重力与N个搏击球拉力值之差，构成数组a[N]；
判断数组a[N]中的值是否都小于弱静止状态拉力与重力偏差阈值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。
2.根据权利要求1所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，还包括步骤：当确定搏击球训练开球时，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所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，所述数组a[N]＝G-p[N]，其中G表示搏击球的重力。
4.根据权利要求1所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，所述压力传感器部署于搏击球外表面或内表面用于检测搏击球受到的压力数据，所述拉力传感器部署于搏击球与弹性绳连接处用于检测搏击球被弹性绳牵引的拉力数据。
5.根据权利要求1所述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.根据权利要求1所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，在识别搏击球被有效击打后，还包括步骤：
计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure FDA0002924117310000021
判断压力方向与拉力方向的夹角
Figure FDA0002924117310000022
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
Figure FDA0002924117310000023
若是，则判定此时为直拳击球。
7.根据权利要求1所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，在识别搏击球被有效击打后，还包括步骤：
计算压力方向与拉力方向的夹角
Figure FDA0002924117310000024
判断压力与拉力方向的夹角
Figure FDA0002924117310000025
是否小于事先设置的屈膝叠腿击球斜角阈值
Figure FDA0002924117310000026
若是，则判定此时为屈膝叠腿击球。
8.根据权利要求6或7所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，所述压力方向与拉力方向的夹角
Figure FDA0002924117310000027
向量
Figure FDA0002924117310000028
表示压力方向，向量
Figure FDA0002924117310000029
表示拉力方向。
9.根据权利要求6或7所述的智能搏击球训练开球识别方法，其特征在于，还包括步骤：
当确定搏击球训练开球时，根据此次击打是否为直拳击球或屈膝叠腿击球判断开球动作为直拳或屈膝叠腿开球；
采用语音、振动或显示的方式提示用户成功直拳或屈膝叠腿开球。
10.一种智能搏击球训练开球识别系统，其特征在于包括：
搏击球训练器；
压力传感器；
拉力传感器；
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，所述程序包括如权利要求1-9任一项所述的方法。
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