DE102019122101A1

DE102019122101A1 - SPORTS POSTURE ANALYSIS SYSTEM

Info

Publication number: DE102019122101A1
Application number: DE102019122101.3A
Authority: DE
Inventors: Yung-Hoh Sheu; Yu-Fen Chen; Sheng-Kuang Wu
Original assignee: National Formosa University
Current assignee: National Formosa University
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2020-03-05
Also published as: TW202011228A; TWI713890B

Abstract

Ein Sporthaltungsanalysesystem beinhaltet ein Erfassungsmodul und ein externes Analysemodul. Das Erfassungsmodul ist in einem Schläger angeordnet und beinhaltet einen Trägheitssensor und einen Drucksensor. Der Trägheitssensor dient zum Erfassen von Trägheitsdaten des Schlägers. Der Drucksensor dient zum Erfassen von Schlagdaten des Schlägers. Das Erfassungsmodul empfängt die Trägheitsdaten und die Schlagdaten und wandelt die Trägheitsdaten und die Schlagdaten in Transformationsdaten um und überträgt die Transformationsdaten zu einem externen Analysemodul. Das externe Analysemodul empfängt die Transformationsdaten und analysiert die Transformationsdaten unter Verwendung eines Algorithmus, um eine Schlägerschwingspur eines Anwenders zu berechnen und die Schlägerschwingspur des Anwenders wird mit einer vorbestimmten Schlägerschwingspur verglichen. Dadurch kann ein Anwender seine Sporthaltung sofort justieren.

A sports posture analysis system includes a detection module and an external analysis module. The detection module is arranged in a racket and contains an inertia sensor and a pressure sensor. The inertia sensor is used to detect inertia data of the racket. The pressure sensor is used to record the club's stroke data. The acquisition module receives the inertia data and the impact data and converts the inertia data and the impact data into transformation data and transmits the transformation data to an external analysis module. The external analysis module receives the transform data and analyzes the transform data using an algorithm to compute a user's club swing track and the user's club track is compared to a predetermined club track. This enables a user to adjust his sports posture immediately.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Haltungsanalysesystem. Genauer betrifft die vorliegende Offenbarung ein Sporthaltungsanalysesystem, das für Sportarten mit Schläger geeignet ist.The present disclosure relates to a posture analysis system. More specifically, the present disclosure relates to a sports posture analysis system suitable for racket sports.

Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the related art

Mit der Verbesserung des Lebensstandards nimmt das Begehren nach persönlicher Gesundheit zu. Sport zu treiben wird beliebt und ist eine gute Methode, die Gesundheit zu verbessern. Die Sporthaltung ist so wichtig, dass sie letztlich ein sportliches Ergebnis beeinflusst. Eine inkorrekte Sporthaltung wird das sportliche Ergebnis verringern und kann eine langfristige Sportverletzung verursachen. Außerdem hat die Korrektheit der Sporthaltung für einen Athleten, der Leistungssport betreibt, großen Einfluss auf das Siegen im Leistungssport. Die meisten Anwender können, wenn sie einen Sport treiben, die Sporthaltung nicht sofort erreichen. Daher kann die Korrektheit der Sporthaltung nicht sofort bestimmt werden. Es gibt Technologien, die in der Lage sind, die Sporthaltung unter Verwendung eines Bilds oder eines anderen Formats aufzunehmen; jedoch kann die Sporthaltung nur im Nachhinein erreicht werden, aber sie kann nicht sofort erreicht werden.With the improvement in living standards, the desire for personal health increases. Exercising is becoming popular and is a good way to improve health. The sport posture is so important that it ultimately influences a sporting result. Improper sports posture will reduce the athletic outcome and can cause long-term sports injury. In addition, the correctness of the sports posture for an athlete who competes in competitive sports has a major influence on the victory in competitive sports. Most users, when playing a sport, cannot reach the sport posture immediately. Therefore, the correctness of the sports posture cannot be determined immediately. There are technologies that are able to capture the sport posture using an image or other format; however, the sport posture can only be achieved afterwards, but it cannot be reached immediately.

Daher ist es nötig, Ausrüstung zu entwickeln, die die Sporthaltung eines Anwenders sofort erfassen kann, wodurch es dem Anwender ermöglicht wird, seine Sporthaltung sofort zu korrigieren, um die sportliche Effizienz und die sportliche Leistung zu erhöhen.Therefore, it is necessary to develop equipment that can immediately grasp a user's sports posture, thereby enabling the user to correct his sports posture immediately to increase athletic efficiency and athletic performance.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Sporthaltungsanalysesystem offenbart. Das Sporthaltungsanalysesystem beinhaltet ein Erfassungsmodul und ein externes Analysemodul. Das Erfassungsmodul ist in einem Schläger angeordnet und beinhaltet einen Trägheitssensor, einen Drucksensor, einen Mikrocontroller und eine Datenübertragungsvorrichtung. Der Trägheitssensor dient zum Erfassen von Trägheitsdaten des Schlägers. Der Drucksensor dient zum Erfassen von Schlagdaten des Schlägers. Der Mikrocontroller ist mit dem Trägheitssensor und dem Drucksensor elektrisch verbunden. Der Mikrocontroller empfängt die Trägheitsdaten und die Schlagdaten und wandelt die Trägheitsdaten und die Schlagdaten in Transformationsdaten um. Die Datenübertragungsvorrichtung ist mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden. Die Datenübertragungsvorrichtung dient zum Übertragen der Transformationsdaten. Das externe Analysemodul beinhaltet einen Mikroprozessor. Das externe Analysemodul empfängt die Transformationsdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung übertragen sind, und der Mikroprozessor führt Softwareanweisungen aus. Die Softwareanweisungen beinhalten Folgendes: Analysieren der Transformationsdaten unter Verwendung eines Algorithmus und Erzeugen von analysierten Daten; Berechnen einer Schlägerschwingspur eines Anwenders gemäß den analysierten Daten; und Vergleichen der Schlägerschwingspur eines Anwenders mit einer vorbestimmten Schlägerschwingspur, um ein Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis zu erhalten.According to one aspect of the present disclosure, a sports posture analysis system is disclosed. The sports posture analysis system includes a recording module and an external analysis module. The detection module is arranged in a racket and contains an inertia sensor, a pressure sensor, a microcontroller and a data transmission device. The inertia sensor is used to detect inertia data of the racket. The pressure sensor is used to record the club's stroke data. The microcontroller is electrically connected to the inertia sensor and the pressure sensor. The microcontroller receives the inertia data and the stroke data and converts the inertia data and the stroke data into transformation data. The data transmission device is electrically connected to the microcontroller. The data transmission device serves to transmit the transformation data. The external analysis module contains a microprocessor. The external analysis module receives the transformation data transmitted from the data transmission device and the microprocessor executes software instructions. The software instructions include: analyzing the transformation data using an algorithm and generating analyzed data; Calculating a racquet swing track of a user according to the analyzed data; and comparing a user's club swing track with a predetermined club swing track to obtain a club swing match ratio.

In einem Beispiel kann der Algorithmus ein Attitude-Heading-Reference-System-Algorithmus sein.In one example, the algorithm may be an attitude heading reference system algorithm.

In einem Beispiel beinhalten die Trägheitsdaten mindestens eine Winkelgeschwindigkeit, eine Beschleunigung und einen Azimutwinkel.In one example, the inertial data includes at least an angular velocity, an acceleration, and an azimuth angle.

In einem Beispiel beinhalten die Schlagdaten mindestens eine Schlagkraft und eine Schlagposition.In one example, the punch data includes at least one punch force and one punch position.

In einem Beispiel überträgt die Datenübertragungsvorrichtung die Transformationsdaten an das externe Analysemodul drahtlos durch ein WLAN-Kommunikationsprotokoll, ein Bluetooth-Kommunikationsprotokoll oder ein ZigBee-Kommunikationsprotokoll.In one example, the data transmission device wirelessly transmits the transformation data to the external analysis module through a WLAN communication protocol, a Bluetooth communication protocol or a ZigBee communication protocol.

In einem Beispiel beinhaltet das externe Analysemodul ferner einen Daten-Transceiver. Der Daten-Transceiver ist mit dem Mikroprozessor elektrisch verbunden. Der Daten-Transceiver empfängt die Transformationsdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung übertragen wurden, und überträgt die analysierten Daten und das Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis, das durch den Mikroprozessor berechnet wurde, zurück an den Mikrocontroller.In one example, the external analysis module further includes a data transceiver. The data transceiver is electrically connected to the microprocessor. The data transceiver receives the transform data transmitted from the data transmission device and transmits the analyzed data and the club swing match ratio calculated by the microprocessor back to the microcontroller.

In einem Beispiel beinhaltet das Erfassungsmodul ferner eine Stromversorgung. Die Stromversorgung ist mit dem Trägheitssensor, dem Drucksensor, dem Mikrocontroller und der Datenübertragungsvorrichtung elektrisch verbunden.In one example, the acquisition module further includes a power supply. The power supply is electrically connected to the inertial sensor, the pressure sensor, the microcontroller and the data transmission device.

In einem Beispiel beinhaltet das Erfassungsmodul ferner eine Alarmvorrichtung. Die Alarmvorrichtung ist mit dem Mikroprozessor und der Stromversorgung elektrisch verbunden und der Mikrocontroller steuert die Alarmvorrichtung, um Alarm zu geben, solange eine Leistung der Stromversorgung oder das Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.In one example, the detection module further includes an alarm device. The alarm device is electrically connected to the microprocessor and the power supply and the microcontroller controls the alarm device to give an alarm as long as a power supply power or the club swing compliance ratio is less than a predetermined value.

In einem Beispiel beinhaltet das externe Analysemodul ferner eine Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung zeigt die Schlägerschwingspur des Anwenders und die vorbestimmter Schlägerschwingspur. In one example, the external analysis module further includes a display device. The display device shows the racket vibrating track of the user and the predetermined racket vibrating track.

In einem Beispiel kann das externe Analysemodul ein Desktopcomputer, ein Smartphone, ein Tablet oder ein Laptop sein.In one example, the external analysis module can be a desktop computer, a smartphone, a tablet or a laptop.

In einem Beispiel kann der Schläger ein Tischtennisschläger, ein Badmintonschläger oder ein Tennisschläger sein.In one example, the racket can be a table tennis racket, a badminton racket, or a tennis racket.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Offenbarung kann umfassender verstanden werden, indem die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die folgenden beigefügten Zeichnungen gelesen wird:

1 zeigt eine Struktur eines Sporthaltungsanalysesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Datenübertragungsschnittstelle eines Erfassungsmoduls aus 1 zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die einem Verwendungszustand des Sporthaltungsanalysesystems aus 1 zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht, die einen Anzeigezustand einer Anzeigevorrichtung eines externen Analysemoduls aus 3 zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf des Erfassungsmoduls aus 1 zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf des externen Analysemoduls aus 1 zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen durch das externe Analysemodul aus 1 ausgeführten Betriebsablauf des Attitude-Heading-Reference-System(AHRS)-Algorithmus zeigt.

The present disclosure can be more fully understood by reading the following detailed description of the embodiment with reference to the following accompanying drawings:

1 10 shows a structure of a sports posture analysis system according to an embodiment of the present disclosure.
2 Fig. 3 is a schematic view showing a data transmission interface of a detection module 1 shows.
3 Fig. 12 is a schematic view showing a state of use of the sports posture analysis system 1 shows.
4 10 is a schematic view showing a display state of a display device of an external analysis module 3 shows.
5 Fig. 10 is a flowchart showing an operational flow of the acquisition module 1 shows.
6 Fig. 10 is a flowchart showing an operation of the external analysis module 1 shows.
7 Fig. 3 is a flowchart showing one by the external analysis module 1 shows the operational sequence of the Attitude Heading Reference System (AHRS) algorithm.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt eine Struktur eines Sporthaltungsanalysesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Sporthaltungsanalysesystem beinhaltet ein Erfassungsmodul 110 und ein externes Analysemodul 120. Das Erfassungsmodul 110 beinhaltet einen Trägheitssensor 111, einen Drucksensor 112, einen Mikrocontroller 113 und eine Datenübertragungsvorrichtung 114. Das Sporthaltungsanalysesystem der vorliegenden Offenbarung kann auf Sportarten mit Schläger angewandt werden. Das Erfassungsmodul 110 kann an einem Tischtennisschläger, einem Badmintonschläger oder einem Tennisschläger angeordnet sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das externe Analysemodul 120 wird verwendet, um Daten zu analysieren, die durch das Erfassungsmodul 110 gemessen werden. 1 10 shows a structure of a sports posture analysis system according to an embodiment of the present disclosure. The sports posture analysis system includes a recording module 110 and an external analysis module 120 , The acquisition module 110 includes an inertial sensor 111 , a pressure sensor 112 , a microcontroller 113 and a data transmission device 114 , The sports posture analysis system of the present disclosure can be applied to sports with racket. The acquisition module 110 may be located on, but is not limited to, a table tennis racket, a badminton racket, or a tennis racket. The external analysis module 120 is used to analyze data by the acquisition module 110 be measured.

Der Trägheitssensor 111, der Drucksensor 112 und die Datenübertragungsvorrichtung 114 sind jeweils elektrisch mit dem Mikrocontroller 113 verbunden. Der Trägheitssensor 111 wird verwendet, um Trägheitsdaten des Schlägers zu messen, und der Drucksensor 112 wird verwendet, um Schlagdaten des Schlägers zu messen.The inertial sensor 111 , the pressure sensor 112 and the data transmission device 114 are each electrical with the microcontroller 113 connected. The inertial sensor 111 is used to measure racket inertia data and the pressure sensor 112 is used to measure club hit data.

Wenn der Mikrocontroller 113 die Trägheitsdaten und die Schlagdaten empfängt, wandelt der Mikrocontroller 113 die Trägheitsdaten und die Schlagdaten in Transformationsdaten um und gibt die Transformationsdaten aus. Und dann werden die Transformationsdaten an das externe Analysemodul 120 durch die Datenübertragungsvorrichtung 114 übertragen.If the microcontroller 113 the microcontroller converts the inertial data and the impact data 113 converts the inertia data and the stroke data into transformation data and outputs the transformation data. And then the transformation data is sent to the external analysis module 120 through the data transmission device 114 transfer.

Das externe Analysemodul 120 beinhaltet einen Mikroprozessor 121. Das externe Analysemodul 120 empfängt die Transformationsdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung 114 übertragen wurden, und der Mikroprozessor 121 führt Softwareanweisungen aus. Die Softwareanweisungen beinhalten Folgendes: Analysieren der Transformationsdaten durch Verwenden eines Algorithmus und Erzeugen von analysierten Daten; Berechnen einer Schlägerschwingspur eines Anwenders gemäß den analysierten Daten; und Vergleichen der Schlägerschwingspur eines Anwenders mit einer vorbestimmten Schlägerschwingspur, um ein Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis zu erhalten. Der obengenannte Algorithmus kann ein Attitude-Heading-Reference-System(AHRS)-Algorithmus sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.The external analysis module 120 includes a microprocessor 121 , The external analysis module 120 receives the transform data from the data transmission device 114 were transferred, and the microprocessor 121 executes software instructions. The software instructions include: analyzing the transformation data using an algorithm and generating analyzed data; Calculating a racquet swing track of a user according to the analyzed data; and comparing a user's club swing track with a predetermined club swing track to obtain a club swing match ratio. The above algorithm can be, but is not limited to, an Attitude Heading Reference System (AHRS) algorithm.

Die Komponenten des Erfassungsmoduls 110 und des externen Analysemoduls 120 werden anschließend ausführlich beschrieben.The components of the acquisition module 110 and the external analysis module 120 are then described in detail.

Der Trägheitssensor 111 der vorliegenden Offenbarung ist ein Neun-Achsen-Sensor. Anders ausgedrückt hat der Trägheitssensor 111 Funktionalitäten eines Drei-Achsen-Gyrosensors, eines Drei-Achsen-Beschleunigungssensors und eines Drei-Achsen-Magnetsensors. In der herkömmlichen Technologie können die Funktionalitäten des Trägheitssensors 111 erreicht werden, indem ein integrierter IC-Chip verwendet wird. Daher beinhalten die Trägheitsdaten, die durch den Trägheitssensor 111 gemessen werden, mindestens eine Winkelgeschwindigkeit, die durch den Drei-Achsen-Gyrosensor gemessen ist, eine Beschleunigung, die durch den Drei-Achsen-Beschleunigungssensor gemessen ist, und einen Azimutwinkel, der durch den Magnetsensor gemessen ist.The inertial sensor 111 The present disclosure is a nine-axis sensor. In other words, the inertial sensor 111 Functionalities of a three-axis gyro sensor, a three-axis acceleration sensor and a three-axis magnetic sensor. In conventional technology, the functionalities of the inertial sensor 111 can be achieved by using an integrated IC chip. Therefore, the inertia data included by the inertia sensor 111 be measured, at least an angular velocity measured by the three-axis gyro sensor, an acceleration measured by the three-axis accelerometer, and an azimuth angle measured by the magnetic sensor.

In 1 ist der Drucksensor 112 ein piezoresistiver Dünnfilmdrucksensor. In einem Stromkreis kann ein Piezowiderstand gleich einem Varistor (auch spannungsabhängiger Widerstand, Voltage Dependent Resistor, VDR genannt) sein. Wenn der Drucksensor 112 keine externe Last hat, ist der Stromkreis in einem Zustand mit hohem Widerstand. Wenn ein Druck auf den Drucksensor 112 ausgeübt wird (z. B. ein Ball trifft einen Schläger), ist der Widerstand des Stromkreises verringert. Somit variiert der Widerstand mit dem Druck. Im Allgemeinen ist der Druck umgekehrt proportional zu dem Widerstand und der Druck hat eine lineare Beziehung mit der Leitfähigkeit. Daher kann die Variation des Drucks von der Variation der Leitfähigkeit abgeleitet werden. Mit anderen Worten kann die Variation des Drucks durch Auslesen des Widerstands abgeleitet werden. Demnach beinhalten die Schlagdaten, die von dem Drucksensor 112 gemessen werden, mindestens eine Schlagkraft und eine Schlagposition.In 1 is the pressure sensor 112 a piezoresistive thin film pressure sensor. In a circuit, a piezoresistor can be equal to a varistor (also voltage dependent resistor, voltage dependent resistor, VDR called). If the pressure sensor 112 has no external load, the circuit is in a high resistance state. When pressure on the pressure sensor 112 is exerted (e.g. a ball hits a racket), the resistance of the circuit is reduced. Thus the resistance varies with the pressure. In general, pressure is inversely proportional to resistance and pressure has a linear relationship with conductivity. Therefore, the variation in pressure can be derived from the variation in conductivity. In other words, the variation in pressure can be derived by reading out the resistance. Accordingly, the field data include that from the pressure sensor 112 be measured, at least one punch and one punch position.

Wenn ein Ball einen Schläger trifft, wird ein Analogsignal durch den Drucksensor 112 erfasst, und deshalb sollte das Analogsignal in ein Digitalsignal umgewandelt werden, sodass es durch den Mikrocontroller 113 gelesen werden kann. Normalerweise beinhaltet ein Analog-/Digitalsignaltransformationsvorgang zwei Schritte, der erste Schritt ist es, ein Abtast-Halte-Verfahren an den aufgenommenen Daten durchzuführen, und der zweite Schritt ist es, ein Quantisierungsverfahren an den Daten durchzuführen. Schließlich können die aufgenommenen Analogdaten in die Digitaldaten umgewandelt werden, die 0 und 1 Kodierungen haben.When a ball hits a racket, an analog signal is sent through the pressure sensor 112 detected, and therefore the analog signal should be converted into a digital signal so that it can by the microcontroller 113 can be read. Typically, an analog / digital signal transformation process involves two steps, the first step is to sample and hold the captured data and the second step is to perform a quantization process on the data. Finally, the recorded analog data can be converted into digital data that have 0 and 1 encodings.

Die Datenübertragungsvorrichtung 114 kann die Transformationsdaten an das externe Analysemodul 120 drahtlos durch ein WLAN-Kommunikationsprotokoll, ein Bluetooth-Kommunikationsprotokoll, ein ZigBee-Kommunikationsprotokoll oder ein beliebiges anderes drahtloses Kommunikationsprotokoll übertragen. Des Weiteren kann die Datenübertragungsvorrichtung 114 außerdem die Daten empfangen, die von dem externen Analysemodul 120 übertragen werden. In 1 kann das externe Analysemodul 120 ferner einen Daten-Transceiver 122 beinhalten. Der Daten-Transceiver 122 ist mit dem Mikroprozessor 121 elektrisch verbunden. Der Daten-Transceiver 122 empfängt die Transformationsdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung 114 übertragen wurden, und überträgt die analysierten Daten und das Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis, das durch den Mikroprozessor 121 berechnet wurde, zurück an den Mikrocontroller 113 durch die Datenübertragungsvorrichtung 114.The data transmission device 114 can transfer the transformation data to the external analysis module 120 transmitted wirelessly through a WLAN communication protocol, a Bluetooth communication protocol, a ZigBee communication protocol or any other wireless communication protocol. Furthermore, the data transmission device 114 also receive the data from the external analysis module 120 be transmitted. In 1 can the external analysis module 120 a data transceiver 122 include. The data transceiver 122 is with the microprocessor 121 electrically connected. The data transceiver 122 receives the transform data from the data transmission device 114 transmitted, and transmits the analyzed data and the club swing match ratio by the microprocessor 121 was calculated back to the microcontroller 113 through the data transmission device 114 ,

Das Sporthaltungsanalysesystem kann eine Stromversorgung 116 beinhalten. Die Stromversorgung 116 ist mit dem Trägheitssensor 111, dem Drucksensor 112, dem Mikrocontroller 113 und der Datenübertragungsvorrichtung 114 elektrisch verbunden, um die erforderliche elektrische Energie bereitzustellen. In 1 kann die Stromversorgung 116 außerdem ein wiederaufladbares Lithiumbatteriemodul verwenden, ist jedoch nicht darauf beschränkt.The sports posture analysis system can provide a power supply 116 include. The power supply 116 is with the inertia sensor 111 , the pressure sensor 112 , the microcontroller 113 and the data transmission device 114 electrically connected to provide the required electrical energy. In 1 can the power supply 116 also use, but is not limited to, a rechargeable lithium battery module.

Des Weiteren kann das Erfassungsmodul 110 eine Alarmvorrichtung 115 beinhalten. Die Alarmvorrichtung 115 ist mit dem Mikrocontroller 113 und der Stromversorgung 116 elektrisch verbunden. Wenn die elektrische Energie der Stromversorgung 116 oder das Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, steuert der Mikrocontroller 113 die Alarmvorrichtung 115, um ein Alarmsignal zu erzeugen. Das Alarmsignal kann ein Licht, eine Vibration oder ein Geräusch sein.Furthermore, the acquisition module 110 an alarm device 115 include. The alarm device 115 is with the microcontroller 113 and the power supply 116 electrically connected. If the electrical energy of the power supply 116 or the club swing match ratio is lower than a predetermined value, the microcontroller controls 113 the alarm device 115 to generate an alarm signal. The alarm signal can be a light, a vibration or a sound.

2 ist eine schematische Ansicht, welche Datenübertragungsschnittstellen eines Erfassungsmoduls 110 aus 1 zeigt. In 2 überträgt der Trägheitssensor 111 des Erfassungsmoduls 110 Daten über eine 12C-Übertragungsschnittstelle 113a an den Mikrocontroller 113. Der Mikrocontroller 113 überträgt ein Steuersignal über eine GPIO-Übertragungsschnittstelle 113c an die Alarmvorrichtung 115. Der Mikrocontroller 113 tauscht Daten mit der Datenübertragungsvorrichtung 114 über eine UART-Übertragungsschnittstelle 113b aus. Die 12C-Übertragungsschnittstelle 113a, die GPIO-Übertragungsschnittstelle 113c und die UART-Übertragungsschnittstelle 113b können außerdem durch andere Übertragungsschnittstellen ersetzt werden, es gibt keine Beschränkung. 2 is a schematic view of which data transmission interfaces of a detection module 110 out 1 shows. In 2 transmits the inertial sensor 111 of the acquisition module 110 Data via a 12C transmission interface 113a to the microcontroller 113 , The microcontroller 113 transmits a control signal via a GPIO transmission interface 113c to the alarm device 115 , The microcontroller 113 exchanges data with the data transmission device 114 via a UART transmission interface 113b out. The 12C -Transmission interface 113a , the GPIO transmission interface 113c and the UART transmission interface 113b can also be replaced by other transmission interfaces, there is no limitation.

3 ist eine schematische Ansicht, die einem Verwendungszustand des Sporthaltungsanalysesystems aus 1 zeigt. 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Anzeigezustand einer Anzeigevorrichtung 124 eines externen Analysemoduls 120 aus 3 zeigt. Bei der Benutzung hält ein Anwender einen Schläger (ein Tischtennisschläger in 3 dient als eine Demonstration, ist jedoch nicht beschränkt darauf). Das Erfassungsmodul 110 ist an dem Schläger angeordnet. Das externe Analysemodul 120 kann ein Desktopcomputer, ein Smartphone, ein Tablet oder ein Laptop sein. Das externe Analysemodul 120 kann eine Anzeigevorrichtung 124 beinhalten. Wenn der Anwender den Schläger schwingt, überträgt das Erfassungsmodul 110 die gemessenen Daten zur Analyse an das externe Analysemodul 120. Auch unter Bezugnahme auf 1 hat das externe Analysemodul 120 eine Speichervorrichtung 123 (einen nichtflüchtigen Speicher, eine Speicherkarte, eine Festplatte, etc.). Die Speichervorrichtung 123 kann Anwendungssoftware darin speichern. Wenn das externe Analysemodul 124 Daten empfängt, die von dem Erfassungsmodul 110 übertragen sind, kann der Mikroprozessor 121 die Daten unter Verwendung der Anwendungssoftware analysieren, und das Analyseergebnis kann auf der Anzeigevorrichtung 124 des externen Analysemoduls 120 angezeigt werden. Zum Beispiel sind in 4 eine Schlägerschwingspur eines Anwenders S1, eine vorbestimmte Schlägerschwingspur S2 und ein Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis 125 auf der Anzeigevorrichtung 124 angezeigt. 3 Fig. 12 is a schematic view showing a state of use of the sports posture analysis system 1 shows. 4 Fig. 12 is a schematic view showing a display state of a display device 124 an external analysis module 120 out 3 shows. When in use, a user holds a racket (a table tennis racket in 3 serves as a demonstration, but is not limited to this). The acquisition module 110 is located on the racket. The external analysis module 120 can be a desktop computer, smartphone, tablet or laptop. The external analysis module 120 can be a display device 124 include. When the user swings the racket, the acquisition module transmits 110 the measured data for analysis to the external analysis module 120 , Also referring to 1 has the external analysis module 120 a storage device 123 (a non-volatile memory, a memory card, a hard disk, etc.). The storage device 123 can store application software in it. If the external analysis module 124 Receives data from the acquisition module 110 are transferred, the microprocessor 121 analyze the data using the application software, and the analysis result can be on the display device 124 of the external analysis module 120 are displayed. For example, in 4 a racket vibrating track of a user S1 , a predetermined club swing track S2 and a club swing match ratio 125 on the display device 124 displayed.

5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf des Erfassungsmoduls 110 aus 1 zeigt. Der Betriebsablauf des Erfassungsmoduls 110 beinhaltet Schritte S101 bis S110. In dem Schritt S101 wird eine Initialisierung durchgeführt. In dem Schritt S102 wird bestimmt, ob eine Verbindung mit WLAN hergestellt ist; wenn nicht, dann wird der Schritt S101 wiederholt durchgeführt. In dem S103 wird bestimmt, ob eine geringe Energie auftritt, wenn ja, dann wird der Schritt S104 durchgeführt, um die Alarmvorrichtung 115 zu starten, Alarm zu geben. In dem Schritt S105 wird eine Schlägerschwingerfassung durchgeführt. In dem Schritt S106 wird eine Datentransformation durchgeführt. In dem Schritt S107 werden Transformationsdaten an ein externes Analysemodul übertragen. In dem Schritt S108 wird ein Analyseergebnis, das von dem externen Analysemodul übertragen wurde, empfangen. In dem Schritt S109 wird bestimmt, ob ein Vergleich fehlgeschlagen ist, wenn ja, dann wird in dem Schritt S110 eine Alarmvorrichtung gestartet, Alarm zu geben. In dem Schritt S102 kann WLAN durch eine beliebige Art von drahtlosem Kommunikationsverfahren ersetzt werden. 5 Fig. 3 is a flowchart showing an operation flow of the detection module 110 out 1 shows. The operation of the acquisition module 110 includes steps S101 to S110 , In the step S101 an initialization is carried out. In the step S102 determines whether to connect to WIRELESS INTERNET ACCESS is manufactured; if not, then the step S101 performed repeatedly. In S103, it is determined whether there is little energy, if so, then the step S104 carried out to the alarm device 115 to start giving alarm. In the step S105 a racket swing detection is carried out. In the step S106 a data transformation is carried out. In the step S107 transformation data are transferred to an external analysis module. In the step S108 an analysis result transmitted by the external analysis module is received. In the step S109 it is determined whether a comparison has failed, if so, then in the step S110 an alarm device started to give alarm. In the step S102 can WIRELESS INTERNET ACCESS can be replaced by any type of wireless communication method.

In dem obengenannten Schritt S105 wird die Schwingerfassung durchgeführt, um Trägheitsdaten des Schlägers durch den Trägheitssensor 111 zu erfassen, und um Schlagdaten des Schlägers durch den Drucksensor 112 zu erfassen. In dem obengenannten Schritt S106 sind die Trägheitsdaten und die Schlagdaten kombiniert und in die Transformationsdaten umgewandelt.In the above step S105 the vibration detection is carried out to get the racket's inertia data by the inertia sensor 111 to record and to hit data of the racket by the pressure sensor 112 capture. In the above step S106 the inertia data and the impact data are combined and converted into the transformation data.

6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf des externen Analysemoduls 120 aus 1 zeigt. Der Betriebsablauf des externen Analysemoduls 120 beinhaltet Schritte S201 bis S206. In dem Schritt S201 wird eine Initialisierung durchgeführt. In dem Schritt S202 wird bestimmt, ob eine Verbindung mit dem Erfassungsmodul hergestellt ist; wenn nicht, dann wird der Schritt S201 wiederholt durchgeführt. In dem Schritt S203 wird bestimmt, ob Daten, die von dem Erfassungsmodul übertragen werden, empfangen werden, wenn nicht, dann wird zurück zu Schritt S202 gegangen. In dem Schritt S204 wird eine Spur berechnet und verglichen. In dem Schritt S205 wird eine Spur gezeichnet. In dem Schritt S206 wird ein Vergleichsergebnis zurück an das Erfassungsmodul übertragen. 6 Fig. 10 is a flowchart showing an operation of the external analysis module 120 out 1 shows. The operation of the external analysis module 120 includes steps S201 to S206 , In the step S201 an initialization is carried out. In the step S202 determining whether a connection to the acquisition module is established; if not, then the step S201 performed repeatedly. In the step S203 it is determined whether data transmitted from the acquisition module is received, if not, then go back to step S202 went. In the step S204 a track is calculated and compared. In the step S205 a trace is drawn. In the step S206 a comparison result is transmitted back to the acquisition module.

In dem obengenannten Schritt S204 wird ein Attitude-Heading-Reference-System(AHRS)-Algorithmus (oder ein anderer ähnlicher Algorithmus) verwendet, um die Transformationsdaten, die von dem Erfassungsmodul 110 empfangen wurden, zu analysieren, und ein Analyseergebnis wird erzeugt. Und dann wird eine Schlägerschwingspur eines Anwenders S1 gemäß dem Analyseergebnis berechnet. Die Schlägerschwingspur eines Anwenders S1 wird mit einer vorbestimmten Schlägerschwingspur S2 verglichen und ein Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis 125 wird berechnet. In dem Schritt S205 werden die Schlägerschwingspur eines Anwenders S1 und die vorbestimmter Schlägerschwingspur S2 gemäß dem Analyseergebnis gezeichnet und werden auf der Anzeigevorrichtung 124 des externen Analysemoduls 120 angezeigt (unter Bezugnahme auf 3 und 4), um eine Referenz für einen Anwender bereitzustellen.In the above step S204 an Attitude Heading Reference System (AHRS) algorithm (or other similar algorithm) is used to extract the transformation data from the acquisition module 110 received, to analyze, and an analysis result is generated. And then a racket vibrating track of a user S1 calculated according to the analysis result. A user's racquet swing track S1 with a predetermined racquet swing track S2 compared and a racket swing match ratio 125 is being computed. In the step S205 become the racket vibrating track of a user S1 and the predetermined club swing track S2 drawn according to the analysis result and are on the display device 124 of the external analysis module 120 displayed (referring to 3 and 4 ) to provide a reference for a user.

7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf des Attitude-Heading-Reference-System(AHRS)-Algorithmus zeigt, ausgeführt durch das externe Analysemodul aus 1. Der AHRS-Algorithmus kann unter Verwendung einer Quaternion gelöst werden. Der Betriebsablauf des AHRS-Algorithmus beinhaltet Schritte S301 bis S310. In dem Schritt S301 werden Daten eingegeben. In dem S302, wird eine Quaternion unter Verwendung des AHRS-Algorithmus berechnet. In dem Schritt S303 wird eine Drehmatrix unter Verwendung der Quaternion berechnet. In dem Schritt S304 wird die Drehmatrix mit einer Beschleunigung multipliziert. In dem Schritt S305 wird die Schwerkraft abgezogen. In dem Schritt S306 wird eine Geschwindigkeit durch ein Integral berechnet. In dem Schritt S307 wird eine erste Filterung durchgeführt. In dem Schritt S308 wird unter Verwendung eines Integrals eine Verschiebung berechnet. In dem Schritt S309 wird eine zweite Filterung durchgeführt. In dem Schritt S310 wird eine Schlägerschwingspur eines Anwenders gezeichnet. 7 FIG. 12 is a flowchart showing an operation of the Attitude Heading Reference System (AHRS) algorithm executed by the external analysis module 1 , The AHRS algorithm can be solved using a quaternion. The operational flow of the AHRS algorithm includes steps S301 to S310 , In the step S301 data is entered. In S302, a quaternion is calculated using the AHRS algorithm. In the step S303 a rotation matrix is calculated using the quaternion. In the step S304 the rotation matrix is multiplied by an acceleration. In the step S305 gravity is subtracted. In the step S306 a speed is calculated by an integral. In the step S307 a first filtering is carried out. In the step S308 a shift is calculated using an integral. In the step S309 a second filtering is carried out. In the step S310 a racket swing track of a user is drawn.

Zusammengefasst werden in der vorliegenden Offenbarung die Trägheitsdaten, die durch den Trägheitssensor 111 gemessen werden, und die Schlagdaten (einschließlich der Schlagkraft und der Schlagposition), die durch den Drucksensor 112 gemessen werden, kombiniert, und der AHRS-Algorithmus wird verwendet, um die kombinierten Daten zum Erhalten der Schlägerschwingspur eines Anwenders S1 zu berechnen, und die Schlägerschwingspur eines Anwenders S1 kann auf der Anzeigevorrichtung 124 als eine Referenz angezeigt werden. Des Weiteren kann die vorbestimmte Schlägerschwingspur S2 in dem System integriert sein und kann zum Vergleichen mit der Schlägerschwingspur eines Anwenders S1 verwendet werden, sodass das Schlägerschwingübereinstimmungsverhältnis 125 erhalten werden kann. Daher kann der Anwender seine Sporthaltung erlernen und korrigieren, wodurch ein besseres sportliches Ergebnis erhalten wird.The present disclosure summarizes the inertial data generated by the inertial sensor 111 be measured and the impact data (including the impact force and impact position) by the pressure sensor 112 are measured, combined, and the AHRS algorithm is used to extract the combined data to obtain a user's racquet vibrating track S1 to calculate, and a user's racket vibrating track S1 can on the display device 124 be displayed as a reference. Furthermore, the predetermined club swing track S2 can be integrated into the system and can be compared to a user's racket vibrating track S1 be used so that the club swing match ratio 125 can be obtained. Therefore, the user can learn and correct his sport posture, which results in a better sporting result.

Claims

Sports posture analysis system comprising: a detection module arranged in a racket, the detection module comprising: an inertia sensor for detecting inertia data of the racket; a pressure sensor for acquiring club stroke data; a microcontroller electrically connected to the inertia sensor and the pressure sensor, the microcontroller receiving the inertia data and the stroke data and converting the inertia data and the stroke data into transformation data; and a data transmission device that is electrically connected to the microcontroller, the data transmission device serving to transmit the transformation data; and an external analysis module comprising a microprocessor, the external analysis module receiving the transformation data transmitted by the data transmission device, the microprocessor executing software instructions, and the software instructions comprising: Analyzing the transformation data using an algorithm and generating analyzed data; Calculating a racquet swing track of a user according to the analyzed data; and Comparing a user's club swing track with a predetermined club swing track to obtain a club swing match ratio.

Sports posture analysis system after Claim 1 , the algorithm being an Attitude Heading Reference System algorithm.

Sports posture analysis system after Claim 1 , wherein the inertial data include at least an angular velocity, an acceleration and an azimuth angle.

Sports posture analysis system after Claim 1 , the impact data comprising at least one impact force and one impact position.

Sports posture analysis system after Claim 1 , wherein the data transmission device wirelessly transmits the transformation data to the external analysis module through a WLAN communication protocol, a Bluetooth communication protocol or a ZigBee communication protocol.

Sports posture analysis system after Claim 1 wherein the external analysis module further comprises: a data transceiver electrically connected to the microprocessor, the data transceiver receiving the transform data transmitted from the data transmission device, and the analyzed data and the club swing match ratio established by the Microprocessor was calculated, transferred back to the microcontroller.

Sports posture analysis system after Claim 1 wherein the sensing module further comprises: a power supply that is electrically connected to the inertial sensor, the pressure sensor, the microcontroller and the data transmission device.

Sports posture analysis system after Claim 7 wherein the detection module further comprises: an alarm device electrically connected to the microprocessor and the power supply, the microcontroller controlling the alarm device to issue an alarm as long as a power supply power or club swing compliance ratio is less than a predetermined value.

Sports posture analysis system after Claim 1 wherein the external analysis module further comprises: a display device that displays the user's club swing track and the predetermined club track.

Sports posture analysis system after Claim 1 , wherein the external analysis module is a desktop computer, a smartphone, a tablet or a laptop.

Sports posture analysis system after Claim 1 , the racket being a table tennis racket, a badminton racket or a tennis racket.