TWI572399B - Optoelectronic integrated tennis training system - Google Patents

Description

光電整合網球訓練系統

本發明係一種光電整合訓練系統，尤指一種可偵測網球發球是否到達最佳的位置，以訓練網球選手正確掌握發球位置的光電整合訓練系統。

現有網球選手於網球比賽中可依照自己的意圖選擇最適合自己的發球位置將網球發送至對方，用以壓制對方選手的攻勢，使本身處於主動和有利的的局勢，因此訓練選手每次將網球拋送至正確的發球位置，將可大大增加球賽獲勝的機會。

選手發球時著重在把球拋送至正確的發球位置或範圍中，再配合球拍擊球即可完成發球動作，其中，球上升與落下的路線必須穩定，而拋球後的擊球位置是決定球速與控制軌跡的最重要因素，根據運動力學理論，發球的最佳高度位置為身體前方45°的平面上，並以選手手臂加上球拍高度所決定出的擊球位置，如此可取得最大位能並轉換最大身體能量，而網球在最佳高度位置時，其球速是越慢越好或是接近於零，以進一步取得充裕的時間控制球拍之上旋、側旋或直擊的拍面控制，不過一般選手在發 球時需同時準備拋球與擊球動作，因此不易準確地將球拋送至身體前方45°平面，或是無法準確知道擊球位置的球速是否為最慢速度，需有教練或他人從旁協助判斷或指導，造成選手自主訓練不便的問題。

如前揭所述，現有網球選手在發球時需同時準備拋球與擊球動作，因此不易準確地將球拋送至最佳高度位置，或是無法準確知道擊球位置的球速是否為最慢速度，需他人從旁輔助而造成選手訓練不便的問題，因此本發明主要目的在提供一種光電整合網球訓練系統，透過偵測網球發球時拋送的位置與速度以提供選手擊球提示，解決現有網球選手訓練時需旁人協助判斷擊球位置之自主訓練不便的問題。

為達成前述目的所採取的主要技術手段係令前述光電整合網球訓練系統，包含有：一光反應致動模組，其朝向一預設發球區發出光線，以改變拋送至該預設發球區中之一練習球的顏色；一球速判斷模組，其朝向預設發球區中之練習球發出一雷射光或一電磁波，以偵測該練習球於預設發球區中拋送的反射波時間；一中央處理模組，其與球速判斷模組電連接，中央處理模組係接受球速判斷模組的反射波時間，當反射波時間 由逐漸減少至開始增加，即發出擊球訊號；以及一擊球提示模組，其與中央處理模組電連接，該擊球提示模組係接受中央處理模組之擊球訊號，轉換為可見或可聽之提示訊息。

利用前述元件組成之光電整合網球訓練系統，該預設發球區係為發球之最佳高度位置或區域，該光反應致動模組係朝向預設發球區持續發出光線，當練習球被使用者拋送至預設發球區時，練習球受到光反應致動模組發出之特定波長光線照射後即會變色，令使用者易於判斷該練習球到達發球之最佳高度位置或區域，另球速判斷模組偵測該練習球於預設發球區中，其與練習球之間的反射波時間由逐漸減少至開始增加時，代表練習球的速度最慢或是為零，中央處理模組即發出擊球訊號觸發擊球提示模組發出聲音或光線指示以提醒使用者揮拍擊球，藉此提醒使用者該練習球拋送的位置與速度以及正確的揮拍時機與發球角度，不需旁人協助判斷拋球高度與擊球位置，解決現有網球訓練不便的問題。

10‧‧‧中央處理模組

20‧‧‧球速判斷模組

30‧‧‧光反應致動模組

40‧‧‧擊球提示模組

50‧‧‧練習球

60‧‧‧人體

圖1是本發明較佳實施例的電路方塊圖。

圖2是本發明較佳實施例發球之最佳高度位置的示意圖。

圖3是本發明較佳實施例之中央處理模組的流程圖。

關於本發明較佳實施例的電路方塊圖，請參閱圖1、2所示，其包含有一中央處理模組10、一球速判斷模組20、一個以上的光反應致動模組30與一擊球提示模組40，該中央處理模組10分別與球速判斷模組20以及擊球提示模組40電連接，該球速判斷模組20係設於一預設發球區(如圖2所示之虛線框)的上方，用以偵測一練習球50與球速判斷模組20之間的反射波時間；一般網球發球的最佳高度位置(即前述之預設發球區)為一人體60前方45。的平面上，並以人體60之手臂長度加上球拍的高度為決定擊球的位置。

該練習球50的質量與體積係與標準網球相同，該練習球50係由樹脂材料製成，其於半透明之球體的內側被覆有黃色加紅色的混合螢光粉，或是於球體外側之近表面處披覆該混合螢光粉，該混合螢光粉可受光反應致動模組30發出之特定波長的光線照射，而使混合螢光粉產生顏色變化；該混合螢光粉的成分及比例為黃色螢光粉：紅色螢光粉=3.2：6.8，黃色螢光粉的成分為YAG螢光粉，其化學式為Y3Al5O12，紅色螢光粉的成分為Nitride螢光粉，其化學式為MSi2-xAlxO2+xN2-x：R(M與R分別代表1個以上的元素)。

該球速判斷模組20係設置於預設發球區的上 方，並朝向該預設發球區發出一道以上的雷射光或一電磁波，以偵測拋送至預設發球區之練習球50與其之間的反射波時間並傳送至中央處理模組10，當反射波時間由逐漸減少至開始增加時，代表練習球50上升至最高點並準備開始落下，即練習球50於預設發球區中的速度最慢或是為零，為擊球的最佳高度位置；其中，上述雷射光係使用波長大於630nm的紅光雷射。

該光反應致動模組30係設於預設發球區的其中一側或分設於相對的兩側，並朝向預設發球區之最佳高度位置或範圍持續發出特定波長為457.5至460nm的藍光雷射，用以照射拋送至該預設發球區內的練習球50，使其披覆的混合螢光粉受到光反應致動模組30發出之特定波長的光線照射而改變顏色；其中，該光反應致動模組30係一藍光雷射，其發出之藍色雷射光束與練習球內的混色螢光粉產生反應，而可使練習球50的外表發出如真實網球的黃色。

該中央處理模組10接受球速判斷模組20回傳之反射波時間，當其判斷球速判斷模組20與練習球50之間的反射波時間是由逐漸減少至開始增加，代表練習球50位於最佳的擊球位置中，即發出擊球訊號。

該擊球提示模組40係接受中央處理模組10之擊球訊號，轉換為使用者可見或可聽之提示訊息，該擊球 提示模組40可以是一喇叭、一音響、一顯示幕或一LED燈，以受中央處理模組10的控制而發出聲光提示使用者揮拍擊球。

請配合參閱圖3所示，係為本發明之中央處理模組10的判斷步驟，光反應致動模組30朝向預設發球區發出特定波長的藍光雷射，以照射拋送至該預設發球區內的練習球50(101)，球速判斷模組20係朝向該預設發球區發出一道以上的雷射光或一電磁波(102)，判斷是否有練習球50拋送至預設發球區中(103)，若有練習球50拋送至預設發球區中，即偵測該練習球50與球速判斷模組20之間的反射波時間(104)，判斷該反射波的時間是否由逐漸減少至開始增加(105)，若判斷結果為是，代表練習球50已上升至最高點並準備開始落下(106)，即送出擊球訊號至擊球提示模組40以轉換為使用者可見或可聽之提示訊息(107)，藉此提醒使用者該練習球50已達正確的拋送位置，不需旁人協助判斷高度與擊球位置，解決現有網球訓練不便的問題。

10‧‧‧中央處理模組

20‧‧‧球速判斷模組

30‧‧‧光反應致動模組

40‧‧‧擊球提示模組

Claims (6)

1. 一種光電整合網球訓練系統，係用於提示一使用者去拍擊由該使用者所預設的一發球區中的一練習球，該系統包含有：一光反應致動模組，其朝向該發球區發出光線，以改變被拋送至該發球區中之該練習球的顏色；一球速判斷模組，其設置於該發球區的上方且朝向該發球區發出雷射光或電磁波，以偵測被拋送至該發球區中的該練習球的反射波時間；一中央處理模組，其與球速判斷模組電連接，中央處理模組係接受球速判斷模組的反射波時間，當反射波時間由逐漸減少至開始增加，即發出擊球訊號；以及一擊球提示模組，其與中央處理模組電連接，該擊球提示模組係接受中央處理模組之擊球訊號，轉換為可見或可聽之提示訊息。
2. 如請求項1所述之光電整合網球訓練系統，該練習球係由樹脂製成，其內側披覆有混合螢光粉，該混合螢光粉的成分及比例為黃色螢光粉：紅色螢光粉=3.2：6.8。
3. 如請求項2所述之光電整合網球訓練系統，該黃色螢光粉的成分為YAG螢光粉，其化學式為Y3Al5O12，該紅色螢光粉的成分為Nitride螢光粉，其化學式為MSi2-xAlxO2+xN2-x：R(M與R分別代表1個以上的元素)。
4. 如請求項2或3所述之光電整合網球訓練系統，該光反應致動模組係一藍光雷射，其發出波長為457.5至460nm的藍色光以與混色螢光粉反應而發出黃色光。
5. 如請求項1至3中任一項所述之光電整合網球訓練系統，該球速判斷模組的雷射光係一波長大於630nm的紅光雷射。
6. 如請求項4所述之光電整合網球訓練系統，該球速判斷模組的雷射光係一波長大於630nm的紅光雷射。