CN204563537U - 太极定步推手动作识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太极定步推手动作识别系统，包括控制器、计算机、数据采集电路、手套传感装置、足底传感装置、音屏视频输出电路、播放器、显示屏、无线信号发送电路、无线信号接收电路，所述手套传感装置由直线位移传感器、接触传感器、接近传感器构成，接触传感器设于手指下方及手掌处，直线位移传感器设于手指上方，接近传感器设于手腕处。针对太极定步推手运动对脚步移动、失去重心等评判点，采用传感技术为基础设计太极定步推手动作识别系统，判断参与者脚步位移状态、倒地状态以及手上动作，以便更好服务大众健身和运动竞赛，推动传统项目向游戏产业发展。

Description

太极定步推手动作识别系统

技术领域

本实用新型涉及一种推手动作识别系统，具体说是一种太极定步推手动作识别系统。

背景技术

太极推手是以上肢、躯干为攻击部位，多运用“掤、捋、挤、按、采、挒、肘、靠”等技法以达到借力、发力，使对方身体失去平衡的一项具有对抗性、娱乐性、健身性、传统性的体育运动。目前太极定步推手主要有两种生存形式：一是作为大众健身的娱乐项目，二是作为竞技运动的比赛项目。从大众健身娱乐项目来看太极定步推手运动的发展状态还相对落后，还没有像足球、篮球、拳击等项目已借助科技手段发展成为电子游戏和体感游戏；从竞技比赛项目来看太极定步推手的发展也不尽人意，不仅缺乏客观、直观和科学的评判方法，而且比赛规则与设备也没能很好体现该项目的运动特点。本实用新型针对太极定步推手运动对脚步移动、失去重心等评判点，采用传感技术为基础设计太极定步推手动作识别系统，不仅客观判断参与者脚步位移状态、倒地状态以及手上动作，计算两位参与者先后位移的时差，而且通过音频和视屏输出各自得分结果，以便更好服务大众健身和运动竞赛，推动传统项目向游戏产业发展。

发明内容

针对上述情况，本实用新型提供一种太极定步推手动作识别系统，针对太极定步推手运动对脚步移动、失去重心等评判点，采用传感技术为基础设计太极定步推手动作识别系统，不仅客观判断参与者脚步位移状态、倒地状态以及手上动作，计算两位参与者先后位移的时差，而且通过音频和视屏输出各自得分结果，以便更好服务大众健身和运动竞赛，推动传统项目向游戏产业发展。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

太极定步推手动作识别系统，包括控制器、计算机、数据采集电路、手套传感装置、足底传感装置、音屏视频输出电路、播放器、显示屏、无线信号发送电路、无线信号接收电路，计算机通过音屏视频输出电路分别连接至播放器和显示屏，计算机通过无线信号发送电路连接与无线信号接收电路与控制器连接，计算机通过数据采集电路与足底传感装置和手套传感装置连接；所述手套传感装置由直线位移传感器、接触传感器、接近传感器构成，接触传感器设于手指下方及手掌处，直线位移传感器设于手指上方，接近传感器设于手腕处。

所述直线位移传感器用于识别手指弯曲程度，接触传感器用于辨别指间接触信息，接近传感器用于识别手腕的向上弯曲角度。通过12个传感器的设置便可以识别手形，计算手掌抓握时力的大小和力的作用时间，从而辨别手上技术的合法性。

所述足底传感装置采用多点薄膜传感器。传感器在电路中等效为压敏电阻。当压力传感器无外界负载时，电路处于高阻状态。当外界压力施加到传感器上时，电路电阻随之下降。使用万用表可以直接通过连接到外部两个端子读取电阻数值，电阻数值随外部压力的变化而对应的变化。压力与电阻成反向比率，但是压力与电导是呈现线性的，因此电导可被用于校验计算。

脚部位移是太极推手中的扣分动作，其中有一些微小不合法位移是裁判员在比赛中容易忽视的地方。比赛中要求脚只能在规定的范围内做横向的移动，这种移动范围很小。裁判容易忽视的是脚下的出界或者脚微微抬起。

作为优选实施例，所述足底传感装置的多点薄膜传感器面积小于横向位移感知器，且多点薄膜传感器设于横向位移感知器上方中间位置。多点薄膜传感器的白色部分为纵向位移感知器也是比赛时脚可以踩踏的区域；灰色部分为横向位移感知器，该部分为“禁区”，脚要始终在白色矩形框内。当脚移动压线为不合法。当脚部抬起时压力值减小为0，这种情况为纵向位移；当脚横向移动至红色区域时该区域压力值大于0，这种情况为横向位移出界。通过这种方式就能判断参与者在定步推手中的不合法位移，并通过系统及时作出提示。为了方便计算脚底不同区域的压力变化，方便对“失重”或者“倒地”的识别。

作为优选实施例，还包括压力电压电路，通过将足底传感装置的每个FlexPressure单点传感器接入对应的压力电压电路。同时建立校验应用，将其输出接入对应的工程单元。根据设计，调整设置可以用于增加或者降低压力传感器的灵敏度。进而观察监测运动员在运动过程中身体重心是否受到破坏，产生单脚移动、双脚移动、第三点支撑(除两脚外身体的地三个点支撑地面)这三种主要身体反应。而这三种身体反应我们可以直接通过足底传感装置的支撑点数和足底压力的分布情况来区分，并通过计算机和控制器对重心破坏程度分级判断。

所述控制器采用Arduino控制板。

本实用新型的优点是：针对太极定步推手运动对脚步移动、失去重心等评判点，采用传感技术为基础设计太极定步推手动作识别系统，不仅客观判断参与者脚步位移状态、倒地状态以及手上动作，计算两位参与者先后位移的时差，而且通过音频和视屏输出各自得分结果，以便更好服务大众健身和运动竞赛，推动传统项目向游戏产业发展。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为手套传感装置的手背传感器分布示意图。

图3为手套传感装置的手心传感器分布示意图。

图4为足底传感装置的示意图。

在图中：1-控制器，2-计算机，3-数据采集电路，4-手套传感装置，5-足底传感装置，6-音屏视频输出电路，7-播放器，8-显示屏，9-无线信号发送电路，10-无线信号接收电路，41-直线位移传感器、42-接触传感器、43-接近传感器，51-多点薄膜传感器，52-横向位移感知器。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1～图4，太极定步推手动作识别系统，包括控制器、计算机、数据采集电路、手套传感装置、足底传感装置、音屏视频输出电路、播放器、显示屏、无线信号发送电路、无线信号接收电路，计算机通过音屏视频输出电路分别连接至播放器和显示屏，计算机通过无线信号发送电路连接与无线信号接收电路与控制器连接，计算机通过数据采集电路与足底传感装置和手套传感装置连接；所述手套传感装置由直线位移传感器、接触传感器、接近传感器构成，接触传感器设于手指下方及手掌处，直线位移传感器设于手指上方，接近传感器设于手腕处。

所述直线位移传感器用于识别手指弯曲程度，接触传感器用于辨别指间接触信息，接近传感器用于识别手腕的向上弯曲角度。通过12个传感器的设置便可以识别手形，计算手掌抓握时力的大小和力的作用时间，从而辨别手上技术的合法性。

所述足底传感装置采用多点薄膜传感器。传感器在电路中等效为压敏电阻。当压力传感器无外界负载时，电路处于高阻状态。当外界压力施加到传感器上时，电路电阻随之下降。使用万用表可以直接通过连接到外部两个端子读取电阻数值，电阻数值随外部压力的变化而对应的变化。压力与电阻成反向比率，但是压力与电导是呈现线性的，因此电导可被用于校验计算。

脚部位移是太极推手中的扣分动作，其中有一些微小不合法位移是裁判员在比赛中容易忽视的地方。比赛中要求脚只能在规定的范围内做横向的移动，这种移动范围很小。裁判容易忽视的是脚下的出界或者脚微微抬起。

作为优选实施例，所述足底传感装置的多点薄膜传感器面积小于横向位移感知器，且多点薄膜传感器设于横向位移感知器上方中间位置。多点薄膜传感器的白色部分为纵向位移感知器也是比赛时脚可以踩踏的区域；灰色部分为横向位移感知器，该部分为“禁区”，脚要始终在白色矩形框内。当脚移动压线为不合法。当脚部抬起时压力值减小为0，这种情况为纵向位移；当脚横向移动至红色区域时该区域压力值大于0，这种情况为横向位移出界。通过这种方式就能判断参与者在定步推手中的不合法位移，并通过系统及时作出提示。为了方便计算脚底不同区域的压力变化，方便对“失重”或者“倒地”的识别。

作为优选实施例，还包括压力电压电路，通过将足底传感装置的每个FlexPressure单点传感器接入对应的压力电压电路。同时建立校验应用，将其输出接入对应的工程单元。根据设计，调整设置可以用于增加或者降低压力传感器的灵敏度。进而观察监测运动员在运动过程中身体重心是否受到破坏，产生单脚移动、双脚移动、第三点支撑(除两脚外身体的地三个点支撑地面)这三种主要身体反应。而这三种身体反应我们可以直接通过足底传感装置的支撑点数和足底压力的分布情况来区分，并通过计算机和控制器对重心破坏程度分级判断。

所述控制器采用Arduino控制板。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.太极定步推手动作识别系统，其特征在于，包括控制器、计算机、数据采集电路、手套传感装置、足底传感装置、音屏视频输出电路、播放器、显示屏、无线信号发送电路、无线信号接收电路，计算机通过音屏视频输出电路分别连接至播放器和显示屏，计算机通过无线信号发送电路连接与无线信号接收电路与控制器连接，计算机通过数据采集电路与足底传感装置和手套传感装置连接；所述手套传感装置由直线位移传感器、接触传感器、接近传感器构成，接触传感器设于手指下方及手掌处，直线位移传感器设于手指上方，接近传感器设于手腕处。

2.根据权利要求1所述的太极定步推手动作识别系统，其特征在于，所述足底传感装置采用多点薄膜传感器。

3.根据权利要求2所述的太极定步推手动作识别系统，其特征在于，所述足底传感装置的多点薄膜传感器面积小于横向位移感知器，且多点薄膜传感器设于横向位移感知器上方中间位置。

4.根据权利要求1所述的太极定步推手动作识别系统，其特征在于，还包括压力电压电路。