CN201409198Y

CN201409198Y - 采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置

Info

Publication number: CN201409198Y
Application number: CN2009201066176U
Authority: CN
Inventors: 陈骐; 何伟; 宣华; 肖书明; 李祥臣
Original assignee: CHINA INSTITUTE OF SPORTS SCIENCE
Current assignee: CHINA INSTITUTE OF SPORTS SCIENCE
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2019-03-30

Abstract

本实用新型涉及一种采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置。该装置包括同步图像采集单元、无线传感器网络节点、无线网关(发射接收基站)和计算机；图像采集单元连接至计算机，无线传感器网络节点通过无线网关连接至计算机；其中所述图像采集单元由一至三台摄像装置组成，所述无线网关为无线发射接收器；本实用新型通过无线遥测的方式实现了对运动员运动状态即时同步获得视频图像同步的运动状态参数值和运动环境参数，进而能够即时全面直观地、定性定量地对人体运动状态和运动技术进行监测和综合分析，可以利用回放和选取关键帧等方式对数据和视频图像进行状态和技术的分析和诊断，可以将数据和视频叠加后生成新的视频图像输出。

Description

采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置

技术领域

本实用新型涉及运动训练监测方法及相关的训练测试系统的一种采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置。

背景技术

在运动场上运动员处在场地的不同位置，有的运动员在原地运动，有的为非原地运动，如何在运动员运动时多点、多位、实时、同步获得人体运动视频图像和运动状态参数值(如：速度、加速度、位移、力值、心率、时间和温度、湿度、风向风速等运动环境参数)，能够直观地、定性定量地对运动状态和运动技术进行监测和综合分析，是现代体育运动训练新的需求。因此需要找到一种方式去获取与运动视频图像同步的运动状态参数值(如动态的速度、加速度、位移、力值和时间等)。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置技术方案，该方案针对运动场上对运动员各种运动参数的实时采集和同步分析。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是，一种采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置，其特征是可同步、无线、同时采集运动图像视频和运动状态时参数，该装置包括同步图像采集单元、无线传感器网络节点、无线网关(发射接收基站)和计算机；图像采集单元连接至计算机，无线传感器网络节点通过无线网关连接至计算机；其中所述图像采集单元由一至三台摄像装置组成，摄像装置可以由高速摄像机、普通摄像机、水下摄像机、高速摄像头、普通摄像头、水下摄像头按需组成；所述无线网关为无线发射接收器；所述无线传感器网络节点可以是一个或数十个，无线传感器网络节点由传感器、放大器、A/D转换器、主控CPU、无线发射接收模块、电池和壳体构成，该无线传感器网络节点壳体上设置有携带装置，通过携带装置无线传感器网络节点被佩戴在人体各测试部位上，通过无线传感器网络节点收集人体运动中速度、加速度、位移、力值、心率、时间参数等状态值，这些无线传感器网络节点都具有微、小型和防水、防腐蚀措施，可以适用于陆上和水下的各种运动中；所述无线传感器网络节点还放置在运动场所各个位置采集环境参数(如温度、湿度、风向风速)，所述计算机中放有数据采集控制和分析软件实现对图像采集单元和无线传感器网络的控制和采集到数据的分析。

本实用新型的有益效果是：

通过无线遥测的方式在体育各种运动项目中，实现对运动员运动状态以近似无运动干扰地即时、同步获得与人体运动视频图像同步的运动状态参数值(如：速度、加速度、位移、力值、心率、时间)和运动环境参数(如温度、湿度、风向风速)等，进而能够即时全面直观地、定性定量地对人体运动状态和运动技术进行监测和综合分析，可以利用回放和选取关键帧等方式对数据和视频图像进行状态和技术的分析和诊断，可以将数据和视频叠加后生成新的视频图像输出，本实用新型结构简单，运行操作简便易行。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为无线传感器网络节结构示意图；

图3为护腕式无线传感器网络节点和节点携带装置结构示意图。

具体实施方式

实施例：

采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置实施例参见图1、图2和图3，所述装置包括图像采集单元1、无线传感器网络节点2、无线网关3和计算机4；图像采集单元连接至计算机，无线传感器网络节点通过无线网关连接至计算机；其中所述无线网关为无线发射、接收器具有发射接收无线信号基站的功能，所述图像采集单元由一至三台摄像装置组成，摄像装置可以由高速摄像机、普通摄像机、水下摄像机、高速摄像头、普通摄像头、水下摄像头中的一种或几种组合；所述无线传感器网络节点可以是一个或数十个无线传感器网络节点，该无线传感器网络节点上设置有携带装置5，无线传感器网络节点通过携带装置被佩戴在人体各测试部位上，该节点可采集人体运动中速度、加速度、位移、力值、心率、时间参数等状态值，这些无线传感器都具有微小型和防水防腐蚀措施，可以适用于陆上和水下各种运动中；所述无线传感器网络节点还放置在运动场所各个位置采集环境参数(如温度、湿度、风向风速)；所述计算机用程序软件控制着整个数据采集和与数据采集同步的图像采集过程，计算机中放有图像和数据采集控制分析软件实现对图像采集单元、无线传感器网络的控制和对采集到数据和图像的分析。

参见图2，实施例中所述无线传感器网络节点是由传感器2-1、放大器2-2、A/D转换器2-3、主控CPU 2-4、无线发射接收模块2-5、电池和壳体构成的具有中继功能的无线传感器网络节点。

实施例中所述携带装置是环形松紧带，例如护腕、护肘、护踝、护腰带或相似可调节尺寸的开放非环形粘贴带等，图3示意了护腕式无线传感器网络节点携带装置结构，其中无线传感器网络节点携带装置环形松紧带上有可装载无线传感器网络节点的兜袋5-1。

在一个大的运动场内，运动员处在各个不同的比赛运动位置，现代体育运动训练，需要在运动员运动时多点、多位、实时同步获得人体运动视频图像和运动状态参数值(如：速度、加速度、位移、力值、心率、时间和温度、湿度、风向风速等运动环境参数)，能够直观地、定性、定量地对运动状态和运动技术进行监测和综合分析。本实施例将一个大的运动场用一个无线传感器网络(采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置)覆盖，运动场中无线传感器网络节点用携带装置佩戴在每一个人体的运动数据采集部位，例如手腕、手掌、脚腕、脚面、胳膊肘端、腰、前胸和头部等，采集的数据通过无线网关传输至计算机，摄像机设置在场地中用于取得运动员的运动图像即时通过无线或有线方式传输至计算机，计算机用程序软件控制着整个数据采集和与数据采集同步的图像采集过程；计算机中装有无线传感器网络数据采集控制和分析程序软件。

本实用新型使用方法是：将采集人体目标参数(如速度、加速度、位移、力值、心率等)的无线传感器网络节点通过携带装置佩戴在人体上的目标位置，例如手腕、手掌、脚腕、脚面、胳膊肘端、腰、前胸和头部等；将采集运动环境参数(如温度、湿度、风向、风速等)的无线传感器网络节点布置在运动场所的相应采集位置；在运动场所适宜的拍摄位置架设一至三台摄像装置，连接摄像机与计算机；通过计算机程序软件控制启动摄像装置拍摄，并同步控制无线传感器网络中的各个节点开始采集所需要的人体运动和运动环境参数动态数据，采集到的数据与视频信号相同步。可以在计算机软件工作界面上实时观看受测人运动的视频图像和与之同步的速度、加速度、位移、力值、心率、时间和运动环境参数(如温度、湿度、风向风速)等数据，数据以数值、曲线等方式显示。采集到的数据和视频可以记录到计算机或存储介质中，可以利用回放和选取关键帧等方式对数据和视频图像进行状态和技术的分析和诊断，可以将数据和视频叠加后生成新的视频图像输出。

Claims

1.采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置，其特征在于，所述装置包括同步图像采集单元、无线传感器网络节点、无线网关和计算机；图像采集单元连接至计算机，无线传感器网络节点通过无线网关连接至计算机；其中所述无线网关为无线发射接收器，所述无线传感器网络节点具有携带装置。

2.根据权利要求1所述的采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置，其特征在于，所述图像采集单元由一至三台摄像装置组成，摄像装置为高速摄像机、普通摄像机、水下摄像机、高速摄像头、普通摄像头、水下摄像头中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置，其特征在于，所述无线传感器网络节点由传感器、放大器、A/D转换器、主控CPU、无线发射接收模块、电池和壳体构成。

4.根据权利要求1所述的采用无线传感器网络技术采集运动状态时参数的装置，其特征在于，所述无线传感器网络节点具有的携带装置是环形松紧带，松紧带上带有可以装置无线传感器网络节点的兜袋。