CN113750490B - 一种全息篮球训练场地系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全息篮球训练场地系统及方法，其技术方案要点是包括步骤S1，输入训练人员的训练信息；S2，佩戴全息感应设备；S3，启动全息场地；S4，发出投球手势或运球姿势或传球手势，全息场地根据感应手势进行对应的全息训练；S5，根据全息训练进行打分操作，该全息篮球训练方法能够供训练人员进行多种模式的投传球训练，减少人力需求，增加训练趣味。

Description

一种全息篮球训练场地系统及方法
技术领域
本发明涉及全息技术领域，更具体地说，它涉及一种全息篮球训练场地系统及方法。
背景技术
全息投影技术(front-projected holographic display)属于3D技术的一种，原指利用干涉原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。而后随着科幻电影与商业宣传的引导，全息投影的概念逐渐延伸到舞台表演、展览展示等商用活动中。但我们平时所了解到的全息往往并非严格意义上的全息投影，而是使用佩珀尔幻象、边缘消隐等方法实现3D效果的一种类全息投影技术。
目前的篮球训练多是人对人配合训练，其训练模式枯燥无味，而且不仅需要多人配合，还需要教练在旁观察指导，导致人力资源浪费过多，从而导致训练不便。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种全息篮球训练场地系统及方法，该全息篮球训练场地系统及方法能够供训练人员进行多种模式的投传球训练，减少人力需求，增加训练趣味。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种全息篮球训练方法，包括有步骤S1，输入训练人员的训练信息；
S2，佩戴全息感应设备；
S3，启动全息场地；
S4，发出投球手势或运球姿势或传球手势，全息场地根据感应手势进行对应的全息训练；
S5，根据全息训练进行打分操作。
本发明进一步设置为：所述训练信息包括有训练人员的身份信息、身高信息、腿长信息以及手长信息；
所述步骤S4包括有S41，检测到训练人员的姿势动作确定投球手势；
或S42，检测到训练人员的姿势动作确定传球手势；
或S43，检测到训练人员的姿势动作确定运球姿势；
S44，检测到训练人员的调节动作确定训练难度。
本发明进一步设置为：所述步骤S44包括有：S441，检测到训练人员弯曲低运球时训练难度增大；
检测到直立高运球时训练难度减小；
所述步骤S5包括有，S51，对传球和投球进行打分，根据抛球的加速度数据、高度数据以及击球准确数据进行打分操作；
S52，对运球进行打分，根据脚步动作、拍击球速率进行打分操作。
一种基于全息篮球训练方法的场地系统，包括有全息显示单元、全息投影单元、全息控制单元、全息感应单元以及移动篮球架，所述全息控制单元分别与全息显示单元、全息投影单元、全息感应单元以及移动篮球架电连接；
所述全息投影单元用于向全息显示单元投射全息影像；
所述全息显示单元用于接收全息投影单元投射的全息影像；
所述全息感应单元用于检测训练人员的动作姿势，并且根据动作姿势向全息控制单元发送控制信号；
所述全息控制单元用于接收控制信号，并且根据控制信号控制全息投影单元投射对应的全息影像；
所述移动篮球架用于根据控制信号调节篮筐位置。
本发明进一步设置为：所述全息感应单元包括有手部监测部、脚部监测部、腰部监测部、身份输入模块以及中控模块，所述手部监测部和脚部监测部和腰部监测部身份输入模块分别与中控模块电连接，所述中控模块与全息控制单元连接电连接；
所述手部监测部用于监测训练人员的手部动作；
所述脚部监测部用于监测训练人员的脚部动作；
所述腰部监测部用于监测训练人员的重心位置；
所述身份输入模块用于输入训练人员的身高信息、腿长信息以及手长信息；
所述中控模块用于接收训练人员的手部动作、脚部动作以及重心位置并且基于训练人员的身高信息、腿长信息以及手长信息判断训练人员的动作状态。
本发明进一步设置为：所述手部监测部包括有手环部、指环部、连接指环部和手环部的连接部以及频率监测器，所述手环部套设于训练人员手腕处，所述手环部用于检测手环位置高度；
所述指环部套设于训练人员的指头部，所述连接部由弹性材质制成，用于检测手掌弯曲状态；
所述频率监测器用于记录训练人员运球次数。
本发明进一步设置为：所述腰部监测部包括有第一监测部件和第二监测部件以及弯曲监测带，所述第一监测部件安装于衣服下摆位置处，所述第二监测部件安装于领口位置处，所述弯曲监测带分别与第一监测部件和第二监测部件连接。
本发明进一步设置为：所述移动篮球架包括有移动导轨、安装于移动导轨上的安装架以及安装于安装架上的篮球框，所述安装架包括有移动台和转动连接于移动台上的转动板。
本发明进一步设置为：所述转动板转动板内设置有转动杆和用于驱动转动杆转动的转动电机，所述转动杆上设置有螺纹，所述篮球框铰接于转动板上，并设置与转动杆铰接，当转动板左右转动的同时篮球框上下转动。
本发明进一步设置为：所述全息显示单元上设置有收球部，所述中控模块内设置有收球动作，当训练人员做出收球动作时，中控模块控制全息投影单元向收球部投射影像，所述收球部包括有收球腔和用于封堵收球腔的收球板以及控制收球板移动的驱动装置，所述驱动装置与中控模块连接。
综上所述，本发明具有以下有益效果：训练人员通过身份输入模块输入自身的身份信息以及各项数值信息，尤其是身高信息、腿长信息以及手长信息，根据该数据信息再配合上肢体监控模块能够准确的监测训练人员的手部动作、脚部动作以及重心位置。不仅如此，通过身份输入模块还能够进行训练数据存储。
然后依次佩戴手部监测部、脚部监测部、腰部监测部用于监测训练人员的动作姿势；
启动全息场地，全息投影单元向全息显示单元投射全息影像，当启动移动篮球架时(该移动篮球架可选择性启动)，移动篮球架移动到指定位置处。
然后凭借手部监测部作出投球手势或传球手势，或者通过脚部监测部作出运球姿势，全息控制单元自动切换模式，从而在无需他人就可以进行有效训练，根据全息投影的特点能够训练篮球运动员的视野、传球、运球以及突发状况，还有其精准性。
训练人员能够通过中控模块自主选择训练栏目，通过自主搭配生成连套的训练项目，例如运球后投篮或者传球操作，或者传球后球弹回来后进行投篮或者运球操作，以及投篮后再次拿到球后进行运球或传球操作。除此之外基于上述技术得到一种自动训练项目生成方法，首先进行各种单项训练，通过各监测部以及打分单元，评判每一项单项训练中的完成度以及合格度，当进行综合训练时，中控模块确定第一项训练动作，再进行难度调节，中控模块根据训练人员所选择难度情况，根据动作与动作之间的切换难度进行组合训练，生成训练项目，从而能够进行多样的训练模式。
附图说明
图1为一种全息篮球训练方法的逻辑框图；
图2为全息篮球训练方法步骤S4的逻辑框图；
图3为全息篮球训练系统的逻辑框图；
图4为全息感应单元的逻辑框图；
图5为移动篮球架的结构示意图。
附图标记：1、全息显示单元；2、全息投影单元；3、全息控制单元；4、全息感应单元；41、手部监测部；411、手环部；412、指环部；413、连接部；414、频率监测器；42、脚部监测部；43、腰部监测部；44、身份输入模块；45、中控模块；5、移动篮球架；51、移动导轨；52、安装架；521、移动台；522、转动板；523、转动杆；53、篮球框；6、收球部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1至图5所示，为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种全息篮球训练方法，包括有步骤S1，输入训练人员的训练信息；
S2，佩戴全息感应设备；
S3，启动全息场地；
S4，发出投球手势或运球姿势或传球手势，全息场地根据感应手势进行对应的全息训练；
S5，根据全息训练进行打分操作。
训练信息包括有训练人员的身份信息、身高信息、腿长信息以及手长信息；
步骤S4包括有S41，检测到训练人员的姿势动作确定投球手势；
或S42，检测到训练人员的姿势动作确定传球手势；
或S43，检测到训练人员的姿势动作确定运球姿势；
S44，检测到训练人员的调节动作确定训练难度。
步骤S44包括有：S441，检测到训练人员弯曲低运球时训练难度增大；
检测到直立高运球时训练难度减小；
步骤S5包括有，S51，对传球和投球进行打分，根据抛球的加速度数据、高度数据以及击球准确数据进行打分操作；
S52，对运球进行打分，根据脚步动作、拍击球速率进行打分操作。
本发明的设计，训练人员通过输入终端输入自身的身份信息以及各项数值信息，尤其是身高信息、腿长信息以及手长信息，根据该数据信息再配合上肢体监控模块能够准确的监测训练人员的手部动作、脚部动作以及重心位置。不仅如此，通过输入终端还能够进行训练数据存储。
然后依次佩戴手部监测部41、脚部监测部42、腰部监测部43用于监测训练人员的动作姿势；
启动全息场地，全息投影单元2向全息显示单元1投射全息影像，另外当启动移动篮球架5时(该移动篮球架5可选择性启动)，移动篮球架5移动到指定位置处。
然后凭借手部监测部41做出投球手势或传球手势时，或者通过脚部监测部42做出运球姿势时，全息控制单元3根据监测到的动作信号进行模式切换，从而在无需他人就可以进行有效训练，根据全息投影的特点能够训练篮球运动员的视野、传球、运球以及突发状况，还有其精准性。
一种基于全息篮球训练方法的场地系统，包括有全息显示单元1、全息投影单元2、全息控制单元3、全息感应单元4以及移动篮球架5，全息控制单元3分别与全息显示单元1、全息投影单元2、全息感应单元4以及移动篮球架5电连接；
全息投影单元2用于向全息显示单元1投射全息影像；
全息显示单元1用于接收全息投影单元2投射的全息影像；
全息感应单元4用于检测训练人员的动作姿势，并且根据动作姿势向全息控制单元3发送控制信号；
全息控制单元3用于接收控制信号，并且根据控制信号控制全息投影单元2投射对应的全息影像；
移动篮球架5用于根据控制信号调节篮筐位置。
全息感应单元4包括有手部监测部41、脚部监测部42、腰部监测部43、身份输入模块44以及中控模块45，手部监测部41和脚部监测部42和腰部监测部43身份输入模块44分别与中控模块45电连接，中控模块45与全息控制单元3连接电连接；
手部监测部41用于监测训练人员的手部动作；手部监测部包括有套设于手腕位置处的左手环装置和右手环装置。
该手部监测部41的设计，将手环部411套设于训练人员的手腕处，将指环部412套设于训练人员的指头部(可以根据训练人员的舒适度套设于中指或者食指上)，优选的为套设于指头部位；
而该连接部413可以为弹性绳，弹性绳的中部设置有用于检测拉力指数的拉力指数器，当训练人员运球、投球以及传球时手指弯曲，此时会牵扯弹性绳，使得拉力指数器发生变化，检测当时的受力情况，从而判断训练人员的手指弯曲状态。
该连接部413还可以由连接绳和收卷绳的装置(该装置为现有的设备，在此不加以赘述)以及设置于该卷绳装置内用于检测出绳长度的长度检测装置，通过检测连接绳的出绳长度判断训练人员的手指弯曲状态。
综上，通过输入的手长信息和手部监测部41监测到的手部位置信息、手掌弯曲信息，从而能够准确的判断出训练人员的手部动作，从而有效识别其为传球手势还是投球手势。
脚部监测部42用于监测训练人员的脚部动作；脚部监测部包括有套设于脚腕位置处的左脚环装置和右脚环装置。
左脚环装置和右脚环装置均设置有定位器，用于监测训练人员的脚步动作以及是否发生跳跃，另外配合上腰部监测部43监测训练人员在运球过程中的重心变化，从而实现对训练人员运球的精准监测。
腰部监测部43用于监测训练人员的重心位置；腰部监测部43包括有第一监测部件和第二监测部件以及弯曲监测带，第一监测部件安装于衣服下摆位置处，第二监测部件安装于领口位置处，弯曲监测带分别与第一监测部件和第二监测部件连接。
将该腰部监测部43安装于训练人员的后背位置，通过第一监测部件夹持于训练人员衣服下摆位置处，通过第二监测部件夹持于训练人员衣服领口位置处，并且将弯曲监测带与脊椎贴合(该训练人员衣服优选为较为紧身的训练服)，该弯曲监测带采用上述弹性绳结构，用于监测训练人员上身弯曲程度，而第一监测部件和第二监测部件都具有定位功能，例如当训练人员站立时，定位值为x＝0，y＝0，z＝10，弯曲监测带受力度为0；
当训练人员向前弯曲时，定位值为x＝5，y＝0，z＝7，弯曲监测带受力度为6；
当训练人员向前弯曲并侧身时，定位值为x＝3，y＝2，z＝7，弯曲监测带受力度为4；
当训练人员后仰投射时，定位值为x＝-2，y＝0，z＝8，弯曲监测带受力度为2；
综上通过该腰部监测部43能够实时监测训练人员的动作状态。
身份输入模块44用于输入训练人员的身高信息、腿长信息以及手长信息；
中控模块45用于接收训练人员的手部动作、脚部动作以及重心位置并且基于训练人员的身高信息、腿长信息以及手长信息判断训练人员的动作状态。
手部监测部41包括有手环部411、指环部412、连接指环部412和手环部411的连接部413以及频率监测器414，手环部411套设于训练人员手腕处，手环部411用于检测手环位置高度；
指环部412套设于训练人员的指头部，连接部413由弹性材质制成，用于检测手掌弯曲状态；
频率监测器414用于记录训练人员运球次数。
该频率监测器414的设计，能够用于监测训练人员的拍球速度，再配合上肢体监控模块即可精准捕获训练人员的身体姿势以及运球状态，从而根据难度选择子模块通过不同的较为有特点的运球模式进行模式切换，例如当难度选择子模块检测到训练人员弯曲低运球时训练难度增大，当难度选择子模块检测到直立高运球时训练难度减小。
高运球为运球时两腿直立，上体稍前倾，目平视。以肘关节为轴，前臂自然屈伸，手腕和手指柔和而有力地按拍球的后上方，用指根及指腹部位触球，食指向前。
低运球为运球时两腿深屈，重心下降，上体前倾，屈腕用手指和指根部位短促地按拍球的后上部，使球的落点在身体的侧面，反弹高度保持在膝关节以下，以便更好地控制球和摆脱防守。
综上，本设计，可以通过原地运球进行难度切换，通过投球手势或者传球手势进行模式选择，也可以通过脚步进行运球模式的选择，减少了不必要的控制端口，使得训练人员能够全身心的进入训练状态，长久的把握篮球手感，无需中断出去进行模式的选择。
还包括有打分单元，打分单元用于获取频率监测器414的频率数据、数据记录模块的手臂位置以及全息投影单元2的投射数据，根据抛球的加速度数据、高度数据以及击球准确数据进行打分操作。
传球和投球时都需要讲究快准狠，通过该频率监测器414能够了解抛球时的加速度(即为出手速度)，通过手部监测部41获取抛球时的出球高度，再根据全息投影单元2所投射的定点打击区，判断出球是否打击准确，打分单元根据各种数据，对训练过程进行打分操作。
移动篮球架5包括有移动导轨51、安装于移动导轨51上的安装架52以及安装于安装架52上的篮球框53，安装架52包括有移动台521和转动连接于移动台521上的转动板522。
转动板522转动板522内设置有转动杆523和用于驱动转动杆523转动的转动电机，转动杆523上设置有螺纹，篮球框53铰接于转动板522上，并设置与转动杆523铰接，当转动板522左右转动的同时篮球框53上下转动。
该转动板522的设计，当投球模式下增加难度时，转动电机启动使得转动板522进行转动偏向，例如转动板522原本是面向设置，在增加难度模式下，转动板522向左转动，使得篮球框53微微向上转动，使得投球难度增加，另外该移动导轨51整体呈“Z”字结构设置，方便移动篮球架5满足多种位置需求，并且当无需移动篮球架5时能够移动到一边。
全息显示单元1上设置有收球部6，中控模块45内设置有收球动作(该收球动作可以通过自定义生成)，当训练人员做出收球动作时，中控模块45控制全息投影单元2向收球部6投射影像，收球部6包括有收球腔和用于封堵收球腔的收球板以及控制收球板移动的驱动装置，驱动装置与中控模块45连接。该收部的设计，当训练人员做出收球动作时，在下一个或者下几个全息投影投射至收球部6，此时收球部6的驱动装置将收球板收下，使得篮球投入收球部6内。
训练人员能够通过中控模块自主选择训练栏目，通过自主搭配生成连套的训练项目，例如运球后投篮或者传球操作，或者传球后球弹回来后进行投篮或者运球操作，以及投篮后再次拿到球后进行运球或传球操作。除此之外基于上述技术得到一种自动训练项目生成方法，首先进行各种单项训练，通过各监测部以及打分单元，评判每一项单项训练中的完成度以及合格度，当进行综合训练时，中控模块确定第一项训练动作，再进行难度调节，中控模块根据训练人员所选择难度情况，根据动作与动作之间的切换难度进行组合训练，生成训练项目。
全息显示单元包括有第一显示区和第二显示区，第一显示区用于显示全部的训练动作，训练人员能够通过观看第一显示区了解后续的训练动作，第二显示区用于显示正在训练的动作。
另外基于上述设备得到一种空气投篮训练装置，通过中控模块选定篮球品牌(儿童篮球、成年篮球并且所对应的篮球尺寸、篮球重量)、选定与篮筐距离(儿童篮筐高度、成年篮球高度)，通过手部监测部监测手部发力状态、手掌高度、两手位置(出球角度)即可判断投球命中情况。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种全息篮球训练方法，其特征是：包括有步骤S1，输入训练人员的训练信息；
S2，佩戴全息感应设备；
S3，启动全息场地；
S4，发出投球手势或运球姿势或传球手势，全息场地根据感应手势进行对应的全息训练；
S5，根据全息训练进行打分操作；
还包括有全息显示单元(1)、全息投影单元(2)、全息控制单元(3)、全息感应单元(4)以及移动篮球架(5)，所述全息控制单元(3)分别与全息显示单元(1)、全息投影单元(2)、全息感应单元(4)以及移动篮球架(5)电连接；
所述全息投影单元(2)用于向全息显示单元(1)投射全息影像；
所述全息显示单元(1)用于接收全息投影单元(2)投射的全息影像；
所述全息感应单元(4)用于检测训练人员的动作姿势，并且根据动作姿势向全息控制单元(3)发送控制信号；
所述全息控制单元(3)用于接收控制信号，并且根据控制信号控制全息投影单元(2)投射对应的全息影像；
所述移动篮球架(5)用于根据控制信号调节篮筐位置；
所述全息感应单元(4)包括有手部监测部(41)、脚部监测部(42)、腰部监测部(43)、身份输入模块(44)以及中控模块(45)，所述手部监测部(41)和脚部监测部(42)和腰部监测部(43)身份输入模块(44)分别与中控模块(45)电连接，所述中控模块(45)与全息控制单元(3)连接电连接；
所述手部监测部(41)用于监测训练人员的手部动作；
所述脚部监测部(42)用于监测训练人员的脚部动作；
所述腰部监测部(43)用于监测训练人员的重心位置；
所述身份输入模块(44)用于输入训练人员的身高信息、腿长信息以及手长信息；
所述中控模块(45)用于接收训练人员的手部动作、脚部动作以及重心位置并且基于训练人员的身高信息、腿长信息以及手长信息判断训练人员的动作状态。
2.根据权利要求1所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述训练信息包括有训练人员的身份信息、身高信息、腿长信息以及手长信息；
所述步骤S4包括有S41，检测到训练人员的姿势动作确定投球手势；
或S42，检测到训练人员的姿势动作确定传球手势；
或S43，检测到训练人员的姿势动作确定运球姿势；
S44，检测到训练人员的调节动作确定训练难度。
3.根据权利要求2所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述步骤S44包括有：S441，检测到训练人员弯曲低运球时训练难度增大；
检测到直立高运球时训练难度减小；
所述步骤S5包括有，S51，对传球和投球进行打分，根据抛球的加速度数据、高度数据以及击球准确数据进行打分操作；
S52，对运球进行打分，根据脚步动作、拍击球速率进行打分操作。
4.根据权利要求1所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述手部监测部(41)包括有手环部(411)、指环部(412)、连接指环部(412)和手环部(411)的连接部(413)以及频率监测器(414)，所述手环部(411)套设于训练人员手腕处，所述手环部(411)用于检测手环位置高度；
所述指环部(412)套设于训练人员的指头部，所述连接部(413)由弹性材质制成，用于检测手掌弯曲状态；
所述频率监测器(414)用于记录训练人员运球次数。
5.根据权利要求1所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述腰部监测部(43)包括有第一监测部件和第二监测部件以及弯曲监测带，所述第一监测部件安装于衣服下摆位置处，所述第二监测部件安装于领口位置处，所述弯曲监测带分别与第一监测部件和第二监测部件连接。
6.根据权利要求1所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述移动篮球架(5)包括有移动导轨(51)、安装于移动导轨(51)上的安装架(52)以及安装于安装架(52)上的篮球框(53)，所述安装架(52)包括有移动台(521)和转动连接于移动台(521)上的转动板(522)。
7.根据权利要求6所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述转动板(522)转动板(522)内设置有转动杆(523)和用于驱动转动杆(523)转动的转动电机，所述转动杆(523)上设置有螺纹，所述篮球框(53)铰接于转动板(522)上，并设置与转动杆(523)铰接，当转动板(522)左右转动的同时篮球框(53)上下转动。
8.根据权利要求1所述的一种全息篮球训练方法，其特征是：所述全息显示单元(1)上设置有收球部(6)，所述中控模块(45)内设置有收球动作，当训练人员做出收球动作时，中控模块(45)控制全息投影单元(2)向收球部(6)投射影像，所述收球部(6)包括有收球腔和用于封堵收球腔的收球板以及控制收球板移动的驱动装置，所述驱动装置与中控模块(45)连接。
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