CN111790133B - 一种智能搏击球训练结束识别方法及系统 - Google Patents

一种智能搏击球训练结束识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能搏击球训练结束识别方法及系统。其方法包括步骤：获取当前采样时刻搏击球的受力数据；判断搏击球训练开球；记录击球时刻值；获取当前采样时刻搏击球的受力数据，判断搏击球是否被击打，若搏击球被击打，则判断此次击打为有效接球，若是则记录击球时刻值，否则确定此时搏击球训练结束；若搏击球未被击打，记录当前时刻值并计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间；判断搏击球被有效击打后的自由摆荡时间是否大于事先设置的自由摆荡超时阈值T，若是，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间超时，确定此时搏击球训练结束。本发明的方法及系统解决了通过智能搏击训练装置如何有效识别搏击训练是否结束的技术问题。

Description

一种智能搏击球训练结束识别方法及系统
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结束识别方法及系统。
背景技术
授权公告号CN 204972956U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。
现有的智能搏击训练装置不能自动准确识别搏击训练是否结束，从而不能有效记录搏击训练时的有效击球次数。
目前还没有通过智能搏击训练装置有效识别搏击训练是否结束的技术方案。为此本专利提出一种智能搏击球训练结束识别方法及系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过智能搏击训练装置如何有效识别搏击训练是否结束的问题，提出一种智能搏击球训练结束识别方法及系统。
本发明的智能搏击球训练结束识别方法，包括以下步骤：
S01、获取当前采样时刻搏击球的受力数据；
S02、根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，若是，则判定搏击球训练开球；
S03、记录当前时刻值，记为T0；
S04、获取当前采样时刻搏击球的受力数据，判断搏击球是否被击打，若是，则进入步骤S05，否则进入步骤S06；
S05、根据搏击球的受力数据判断当前击打是否为有效击打且当前击打与前一次有效击打之间搏击球摆荡临界静止状态次数是否小于2，若是，则判定此次击打为有效接球，返回步骤S03，否则判定此次击打为无效击打，确定此时搏击球训练结束；
S06、记录当前时刻值，记为T1，计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts＝T1-T0；
S07、判断搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts是否大于事先设置的自由摆荡超时阈值T，若是，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间超时，确定此时搏击球训练结束；否则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间未超时，返回步骤S04。
优选地，所述搏击球的受力数据是部署于搏击球外表面或内表面的压力传感器检测的搏击球受到的压力数据和部署于搏击球与弹性绳连接处的拉力传感器检测的搏击球被弹性绳牵引的拉力数据。
进一步优选地，所述有效击打是搏击球受到的压力值大于事先设置的有效击球压力阈值且压力作用面积大于事先设置的有效击球压力作用面积阈值；所述搏击球摆荡临界静止状态是根据搏击球受到的拉力数据是否等于搏击球重力进行判断。
进一步优选地，所述根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，包括步骤：
搏击球受力数据包括搏击球压力值fn和搏击球压力作用面积sn，n表示采样序号；
判断搏击球压力值fn是否大于压力阈值F且搏击球压力作用面积sn大于作用面积阈值S，若是，则判定搏击球被有效击打；
调取此时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，N值事先设置，记为数组p[N]，计算数组a[N]＝G-p[N]，G表示搏击球重力，判断数组a[N]中的值都小于事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值P，若是判定搏击球训练开球。
优选地，所述搏击球的受力数据是部署在搏击球内的惯性导航传感器获取的搏击球加速度数据。
进一步优选地，所述有效击打是搏击球加速度切向分量的瞬时增加值大于事先设置的有效击打阈值；所述搏击球摆荡临界静止状态是根据搏击球向心加速度是否为0进行判断。
进一步优选地，所述根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，包括步骤：
搏击球加速度数据的切向分量记为an，n是采样时刻序号；
获取上一采样时刻加速度切向分量an-1，计算搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan；
判断搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan是否大于瞬时加速度阈值A，若是，则判定搏击球被有效击打；
调取当前采样时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，N值事先设置，记为数组p[N]，判断数组p[N]中的值都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是判定搏击球训练开球。
优选地，还包括步骤：
当判定搏击球训练开球后，记录击球次数i＝1；
当判定此次击打为有效接球后，令击球次数i＝i+1；
当搏击球训练结束时，采用语音、振动或显示的方式提示用户此次搏击球训练结束并提示搏击球击打次数i的值。
一种智能搏击球训练结束识别系统，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，所述程序包括如上所述的方法。
本发明方法及系统具有的优点是：
(1)根据当前被有效击打与上一次被有效击打之间的摆荡临界静止状态次数是否大于1次判断是否为无效接球，有效地识别搏击球训练是否结束；
(2)根据搏击球被有效击打的时刻值判断搏击球被有效击打后的自由摆荡是否超时，有效地识别搏击球训练是否结束。
附图说明
图1是本发明实施例一的智能搏击球训练结束识别方法流程图；
图2是本发明实施例一中步骤S02的具体步骤流程图；
图3是附加步骤S08的具体步骤流程图；
图4是本发明实施例二中步骤S02的具体步骤流程图；
图5是本发明实施例三的智能搏击球训练结束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。
本发明实施例一的一种智能搏击球训练结束识别方法，方法流程图如图1所示，包括以下步骤：
S01、获取当前采样时刻搏击球的受力数据；
S02、根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，若是，则判定搏击球训练开球；
S03、记录当前时刻值，记为T0；
S04、获取当前采样时刻搏击球的受力数据，判断搏击球是否被击打，若是，则进入步骤S05，否则进入步骤S06；
S05、根据搏击球的受力数据判断当前击打是否为有效击打且当前击打与前一次有效击打之间搏击球摆荡临界静止状态次数是否小于2，若是，则判定此次击打为有效接球，返回步骤S03，否则判定此次击打为无效击打，确定此时搏击球训练结束；
S06、记录当前时刻值，记为T1，计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts＝T1-T0；
S07、判断搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts是否大于事先设置的自由摆荡超时阈值T，若是，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间超时，确定此时搏击球训练结束；否则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间未超时，返回步骤S04。
一种优选方式中，所述搏击球的受力数据是部署于搏击球外表面或内表面的压力传感器检测的搏击球受到的压力数据和部署于搏击球与弹性绳连接处的拉力传感器检测的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，所述有效击打是搏击球受到的压力值大于事先设置的有效击球压力阈值且压力作用面积大于事先设置的有效击球压力作用面积阈值。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，当搏击球压力值fn>F且搏击球压力作用面积sn>S时，则判定当前时刻搏击球被有效击打。
一种优选方式中，所述搏击球摆荡临界静止状态是根据搏击球受到的拉力数据是否等于搏击球重力进行判断。
如图2所示的一种优选方式中，步骤S02、根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，若是，则判定搏击球训练开球，包括：
步骤S021、搏击球受力数据包括搏击球压力值fn和搏击球压力作用面积sn，n表示采样序号；
步骤S022、判断搏击球压力值fn是否大于压力阈值F且搏击球压力作用面积sn大于作用面积阈值S，若是，则判定搏击球被有效击打；
步骤S023、调取此时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，N值事先设置，记为数组p[N]，计算数组a[N]＝G-p[N]，G表示搏击球重力，判断数组a[N]中的值都小于事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值P，若是判定搏击球训练开球。本实施例中，N＝5，数组p[N]＝[2 1.9 2 1.9 2]，搏击球重力G＝2N，数组a[N]＝G-p[N]＝[0 0.1 0 0.1 0]，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，则搏击球被有效击打前处于弱静止状态，判定搏击球训练开球。
本实施例中，步骤S03、当前时刻值为8:20:30，即搏击球被有效击打时的时刻值T0＝8:20:30；
步骤S04、获取当前采样时刻(当前时刻为8:20:31)压力传感器检测的压力数据(包括压力值及压力作用面积值)，压力值fn＝0牛顿，搏击球没有被击打，进入步骤S06；
步骤S06、读取并记录当前时刻值T1＝8:20:31，计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts＝T1-T0＝1秒，事先设置的自由摆荡超时阈值T＝5秒，ts<T，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间未超时，返回步骤S04；
步骤S04、获取当前采样时刻(当前时刻为8:20:32)压力传感器与拉力传感器检测的压力数据(包括压力值及压力作用面积值)与拉力数据，压力值fn＝36牛顿，压力作用面积sn＝18平方厘米，拉力pn＝1.9牛顿，判定搏击球被击打，进入步骤S05；
步骤S05、此时fn＝36>F＝3且sn＝18>S＝10，则判定此次击打为有效击打；读取此次击打与上一次有效击打之间的拉力数据共10个，构成集合A，其中值为0的拉力数据有1个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝1，m<2，则判定此次击打为有效接球，返回步骤S03；
步骤S03、记录当前时刻值为搏击球被有效击打时的时刻值T0＝8:20:32；
步骤S04、获取当前采样时刻(当前时刻为8:20:33)压力传感器与拉力传感器检测的压力数据(包括压力值及压力作用面积值)与拉力数据，压力值fn＝44牛顿，压力作用面积sn＝22平方厘米，拉力pn＝2.3牛顿，判定搏击球被击打，进入步骤S05；
步骤S05、压力值fn＝44>F＝3且压力作用面积sn＝22>S＝10，则判定搏击球被有效击打；读取此次击打与上一次有效击打之间的拉力数据共10个，构成集合A，其中值为0的拉力数据有2个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝2，则判定此次击打为无效击打，确定此时搏击球训练结束。
如图3所示的一种优选方式中，还包括步骤S08：
步骤S081、当判定搏击球训练开球后，记录击球次数i＝1；
步骤S082、当判定此次击打为有效接球后，令击球次数i＝i+1；
步骤S083、当搏击球训练结束时，采用语音、振动或显示的方式提示用户此次搏击球训练结束并提示搏击球击打次数i的值。本实施例中，在8:20:33时训练结束时，采用振动反馈的方式提示用户训练结束，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，并采用数字显示的方式提示用户搏击球击打次数i的值为2。
本发明实施例二的一种智能搏击球训练结束识别方法，包括以下步骤：
S01、获取当前采样时刻搏击球的受力数据；
S02、根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，若是，则判定搏击球训练开球；
S03、记录当前时刻值，记为T0；
S04、获取当前采样时刻搏击球的受力数据，判断搏击球是否被击打，若是，则进入步骤S05，否则进入步骤S06；
S05、根据搏击球的受力数据判断当前击打是否为有效击打且当前击打与前一次有效击打之间搏击球摆荡临界静止状态次数是否小于2，若是，则判定此次击打为有效接球，返回步骤S03，否则判定此次击打为无效击打，确定此时搏击球训练结束；
S06、记录当前时刻值，记为T1，计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts＝T1-T0；
S07、判断搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts是否大于事先设置的自由摆荡超时阈值T，若是，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间超时，确定此时搏击球训练结束；否则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间未超时，返回步骤S04。
一种优选方式中，所述搏击球的受力数据是部署在搏击球内的惯性导航传感器获取的搏击球加速度数据。本实施例中，搏击球内部配备惯性导航传感器检测的加速度数据，事先设置的采样时间间隔为1秒。
一种优选方式中，所述有效击打是搏击球加速度切向分量的瞬时增加值大于事先设置的有效击打阈值。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，当搏击球加速度切向分量的瞬时增加值大于A时，则判定当前时刻搏击球被有效击打。
一种优选方式中，所述搏击球摆荡临界静止状态是根据搏击球向心加速度是否为0进行判断。
如图4所示的一种优选方式中，步骤S02、根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，若是，则判定搏击球训练开球，包括：
步骤S021、搏击球加速度数据的切向分量记为an，n是采样时刻序号；
步骤S022、获取上一采样时刻加速度切向分量an-1，计算搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan＝k1·an-k2·an-1，其中k1和k2是事先设置的权重系数；本实施例中，本实施例中，当前时刻an＝160，上一时刻an＝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Δan＝k1·an-k2·an-1＝160米/平方秒。
步骤S023、判断搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan是否大于瞬时加速度阈值A，若是，则判定搏击球被有效击打；本实施例中，Δan＝160>A＝100米/平方秒，判定搏击球被有效击打。
步骤S024、调取当前采样时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，N值事先设置，记为数组p[N]，判断数组p[N]中的值都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是判定搏击球训练开球。本实施例中，N＝5，数组p[N]＝[0 0.010.04 0 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，则搏击球被有效击打前处于弱静止状态，判定搏击球训练开球。
本实施例中，步骤S03、当前时刻值为8:20:30，即搏击球被有效击打时的时刻值T0＝8:20:30；
步骤S04、获取当前采样时刻(当前时刻为8:20:31)惯性导航传感器检测的加速度数据，加速度切向分量an＝-5米/平方秒(与击打方向相反)，加速度切向分量瞬时增加值Δan＝-165米/平方秒，事先设置的搏击球被击打的瞬时加速度阈值B＝10米/平方秒，此时Δan<B，则判定搏击球没有被击打，进入步骤S06；
步骤S06、读取并记录当前时刻值T1＝8:20:31，计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts＝T1-T0＝1秒，事先设置的自由摆荡超时阈值T＝5秒，ts<T，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间未超时，返回步骤S04；
步骤S04、获取当前采样时刻(当前时刻为8:20:32)惯性导航传感器检测的加速度数据，加速度切向分量an＝120米/平方秒，加速度切向分量瞬时增加值Δan＝120-(-5)＝125米/平方秒>B＝10米/平方秒，判定搏击球被击打，进入步骤S05；
步骤S05、当前时刻加速度切向分量瞬时增加值Δan＝125>A＝100，则判定此次击打为有效击打；读取此次击打与上一次有效击打之间的向心加速度数据共10个，构成集合A，其中值为0的向心加速度数据有1个，即搏击球摆荡静止状态次数m＝1，m<2，则判定此次击打为有效接球，返回步骤S03；
步骤S03、记录当前时刻值为搏击球被有效击打时的时刻值T0＝8:20:32；
步骤S04、获取当前采样时刻(当前时刻为8:20:33)惯性导航传感器检测的加速度数据，加速度切向分量an＝140米/平方秒，加速度切向分量瞬时增加值Δan＝140-120＝20米/平方秒>B＝10米/平方秒，判定搏击球被击打，进入步骤S05；
步骤S05、当前时刻加速度切向分量瞬时增加值Δan＝20<A＝100，则判定此次击打为无效击打，确定此时搏击球训练结束。
一种优选方式中，还包括步骤S08：
步骤S081、当判定搏击球训练开球后，记录击球次数i＝1；
步骤S082、当判定此次击打为有效接球后，令击球次数i＝i+1；
步骤S083、当搏击球训练结束时，采用语音、振动或显示的方式提示用户此次搏击球训练结束并提示搏击球击打次数i的值。本实施例中，在8:20:33时训练结束时，采用振动反馈的方式提示用户训练结束，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，并采用数字显示的方式提示搏击球击打次数i的值为2。
本发明实施例三的一种智能搏击球训练结束识别系统，结构示意图如图5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的方法。
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结束识别方法，其特征在于包括以下步骤：
S01、获取当前采样时刻搏击球的受力数据；
S02、根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，若是，则判定搏击球训练开球；所述弱静止状态是指是指搏击球处于静止状态或微弱摆动状态；
S03、记录当前时刻值，记为T0；
S04、获取当前采样时刻搏击球的受力数据，判断搏击球是否被击打，若是，则进入步骤S05，否则进入步骤S06；
S05、根据搏击球的受力数据判断当前击打是否为有效击打且当前击打与前一次有效击打之间搏击球摆荡临界静止状态次数是否小于2，若是，则判定此次击打为有效接球，返回步骤S03，否则判定此次击打为无效击打，确定此时搏击球训练结束；
S06、记录当前时刻值，记为T1，计算搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts＝T1-T0；
S07、判断搏击球被有效击打后的自由摆荡时间ts是否大于自由摆荡超时阈值T，若是，则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间超时，确定此时搏击球训练结束；否则判定搏击球被有效击打后的自由摆荡时间未超时，返回步骤S04。
2.根据权利要求1所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述搏击球的受力数据是部署于搏击球外表面或内表面的压力传感器检测的搏击球受到的压力数据和部署于搏击球与弹性绳连接处的拉力传感器检测的搏击球被弹性绳牵引的拉力数据。
3.根据权利要求1所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述搏击球的受力数据是部署在搏击球内的惯性导航传感器获取的搏击球加速度数据。
4.根据权利要求2所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述有效击打是搏击球受到的压力值大于事先设置的有效击球压力阈值且压力作用面积大于事先设置的有效击球压力作用面积阈值；所述搏击球摆荡临界静止状态是根据搏击球受到的拉力数据是否等于搏击球重力进行判断。
5.根据权利要求2所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，包括步骤：
搏击球受力数据包括搏击球压力值fn和搏击球压力作用面积sn，n表示采样序号；
判断搏击球压力值fn是否大于压力阈值F且搏击球压力作用面积sn大于作用面积阈值S，若是，则判定搏击球被有效击打；
调取此时刻之前检测的连续N个搏击球拉力值，N值事先设置，记为数组p[N]，计算数组a[N]＝G-p[N]，G表示搏击球重力，判断数组a[N]中的值都小于事先设置的弱静止状态拉力与重力偏差阈值P，若是判定搏击球训练开球。
6.根据权利要求3所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述有效击打是搏击球加速度切向分量的瞬时增加值大于事先设置的有效击打阈值；所述搏击球摆荡临界静止状态是根据搏击球向心加速度是否为0进行判断。
7.根据权利要求3所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述根据搏击球的受力数据判断搏击球是否被有效击打且搏击球被有效击打前是否处于弱静止状态，包括步骤：
搏击球加速度数据的切向分量记为an，n是采样时刻序号；
获取上一采样时刻加速度切向分量an-1，计算搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan；
判断搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan是否大于瞬时加速度阈值A，若是，则判定搏击球被有效击打；
调取当前采样时刻之前检测的连续N个搏击球加速度值，N值事先设置，记为数组p[N]，判断数组p[N]中的值都小于事先设置的弱静止状态加速度阈值P，若是判定搏击球训练开球。
8.根据权利要求7所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，所述计算搏击球加速度切向分量瞬时增加值Δan＝k1·an-k2·an-1，其中k1和k2是事先设置的权重系数。
9.根据权利要求1-8任一项所述的智能搏击球训练结束识别方法，其特征在于，还包括步骤：
当判定搏击球训练开球后，记录击球次数i＝1；
当判定此次击打为有效接球后，令击球次数i＝i+1；
当搏击球训练结束时，采用语音、振动或显示的方式提示用户此次搏击球训练结束并提示搏击球击打次数i的值。
10.一种智能搏击球训练结束识别系统，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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