CN205198892U - 智能训练足球控制器 - Google Patents

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吴谦
姚振明
王川川
王峰
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Abstract

本实用新型涉及一种利用DSP高速处理芯片和相应的传感器构成的智能训练足球控制器，包括GPS模块、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴地磁场传感器、压力传感器、通信模块和DSP芯片组成的控制电路。GPS模块、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴地磁场传感器、压力传感器、通信模块与DSP芯片的I/O相连，DSP将传感器采集来的数据加以处理后，通过通信模块上传到上位机，上位机通过专业软件解析后，便可把量化的数据直接呈现给教练员，教练员依据反馈的数据，便可做出更有针对性的训练指导，这将极大优化足球运动员的训练。本实用新型的有益效果是：提高效率，减少工作量，实用性强，具有广泛的应用前景。

Description

智能训练足球控制器
技术领域
本实用新型涉及一种利用GPS模块、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴地磁场传感器、压力传感器、通信模块和DSP芯片组成的智能训练足球控制器。
背景技术
传统的足球没有实现智能化，足球运动员训练不能做定量的分析，成绩提高就会很慢。很多时候运动员为了踢好一种类型的任意球要经过上千甚至上万遍的练习才能找到正确的感觉，这种训练的效率很低下，不符合现代的运动科学化。
随着现在智能高速芯片及高精度高灵敏度的运动传感器的发展，为智能训练足球控制器也提供了发展的空间。利用运动传感器采集数据，DSP芯片的处理、发送数据，上位机接收数据。通过专业的软件解析后，我们就可以分析从足球受力到其在空中的运行轨迹和姿态，从而实现定量分析，指导运动员如何正确的踢球，进而大大提高训练效率。
发明内容
本实用新型可以解决上述传统训练足球的技术缺陷，实现科学化运动分析。
本实用新型智能训练足球控制器是由GPS模块、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴地磁场传感器、压力传感器、通信模块和DSP芯片组成；将GPS模块、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴地磁场传感器、压力传感器和通信模块与DSP芯片的I/O口进行连接。
假设我们事先采集了贝克汉姆踢出“圆月弯刀”的数据。使用本实用新型对比传统足球就有如下优势：
1.此装置应用了压力传感器，可以检测运动员的击球部位和力度，从而指导训练球员踢球的什么部位，使用多大力量；
2.此装置应用了三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和三轴地磁场传感器，可以分析“圆月弯刀”的空中飞行姿态，从而指导训练球员支撑脚怎么站，进而确定球飞出的初始速度和旋转速度；
3.此装置装有GPS模块可以确定球空中的飞行轨迹。
4.训练数据通过通信模块传到上位机，教练可以通过数据对比给训练球员更好的指导。
附图说明
图1智能训练足球实物构造图
图2智能训练足球控制器原理框图
具体实施方式
下面结合附图1对实用新型智能训练足球控制器作详细说明：
如附图1，本实用新型装置以TMS320C6748芯片核心，GPS采集电路是由GPS模块D1直接与芯片的I/O端口相连接组成；压力采集电路是由32个压力传感器A1～A32直接与芯片的I/O端口相连接组成；足球空中飞行姿态是由三轴陀螺仪模块D2、三轴加速度传感器模块D3和三轴地磁场传感器模块D4采集到数据后输入给芯片的；芯片将处理好的数据通过通信模块D5传到上位机，上位机再做最后的模拟和数据处理。
所述的智能训练足球控制器的运行原理：通过上位机实现远程启动或关闭控制器。当运动员踢球时，压力传感器会记录受力的大小，并将数据传给芯片。通过软件分析，我们可以确定触球的部位及力度。足球在空中的运动速度变化，旋转姿态和飞行幅度等空间运行动作都会被三个运动传感器记录，加上GPS模块的数据，一个完整的足球空间飞行姿态就可以通过上位机模拟出来。首先三轴加速度传感器会记录球的初始速度及其在空中飞行时的速度变化和抖动情况等；其次三轴陀螺仪会记录足球在空中六个方向的旋转角速度；但由于三轴陀螺仪的工作原理是积分，所以在静态会有累计误差，表现为角度会一直增加或者一直减少，于是我们需要一个在水平位置能确认朝向的传感器，即采用三轴地磁场传感器。由上述三个传感器进行数据校正，组成一个惯性测量单元(IMU)就可以比较准确的记录飞行姿态了。传感器记录的数据由DSP芯片处理好后通过通信模块实时传给上位机，最终反馈给教练将是一系列量化的数据，教练便可以此做出训练计划，从而大大提高训练效率和成果。
以上所述均为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型之实质所做的简单变化与修饰皆应属于本实用新型的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种智能训练足球控制器，包含GPS模块、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴地磁场传感器、压力传感器、通信模块和DSP芯片，其特征在于：采用高速处理芯片TMS320C6748通过I/O口与各传感器和GPS模块连接，用于采集数据；通过I/O口与通信模块相连用于发送和接受数据。
2.如权利要求1所述的智能训练足球控制器，其特征在于：压力采集模块的信号端直接与DSP的I/O口连接，用来采集触球点和力度。
3.如权利要求1所述的智能训练足球控制器，其特征在于：运动传感器和GPS模块的信号端直接与DSP的I/O口连接，用来采集飞行姿态和飞行轨迹。
4.如权利要求1所述的智能训练足球控制器，其特征在于：通信模块的信号端直接与DSP的I/O口连接，用来接受和发送数据，上位机接受数据后再加以分析处理。
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