[發明專利]一種基于無線傳感技術的輔助投籃計分系統

有效

• 申請號: 201510095162.2
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN104689550B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 沙超;邱建美;徐駿;陳歡;王汝傳
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種基于無線傳感技術的輔助投籃計分系統，部署于籃球場地兩端，其特征在于，每一端的系統由處理器、計時器、顯示器、壓力傳感器、無線多媒體節點以及兩個紅外線傳感器組成，

在場地A'的系統中，紅外傳感器A₁和紅外傳感器A₂同時與一個計時器相連，紅外傳感器A₂的輸出端還與處理器A的一個輸入端口相連；計時器與傳感器節點相連；在籃球場的上方同時布設無線多媒體節點；而壓力傳感器節點和無線多媒體節點也都通過其內嵌的無線通信模塊與處理器A相連；此外，處理器A還外接一個顯示器，用于顯示自動投籃計分系統計算出的得分信息；

系統各模塊之間由如下步驟完成：

步驟1)將籃球場地分為場地A’和場地B’，分別對應著籃球場地的兩個半場；場地A’對應于處理器A、紅外線傳感器A₁、A₂；場地B’對應于處理器B、紅外線傳感器B₁、B₂；

步驟2)搭建紅外線傳感器與相應處理器之間的協同工作的環境；

①搭建紅外線傳感器A₂與處理器A之間協同工作的環境，建立無線通信鏈路，以便于紅外線傳感器A₂在必要時無線通信方式傳輸信息至處理器A；

②搭建紅外線傳感器B₂與處理器B之間協同工作的環境，建立無線通信鏈路，以便于紅外線傳感器B₂在必要時刻以無線通信方式傳輸信息至處理器B；

其中，紅外線傳感器A₂，B₂分別向處理器A、B發送運動戰進球消息和罰球進球消息，并且在發送運動戰進球消息的同時也會發送此次投球的進球時刻；

步驟3)分別搭建壓力傳感器節點與處理器A和處理器B之間協同工作的環境，并建立無線通信鏈路，且對壓力傳感器的ID進行編號；對于感知到特定壓力變化的壓力傳感器節點即通過無線通信的方式直接向處理器A或處理器B傳輸信息；

步驟4)搭建無線多媒體節點與處理器A和處理器B之間協同工作的環境，并建立無線通信鏈路，且對無線多媒體節點的ID進行編號；處理器A或處理器B可以對無線多媒體節點進行廣播消息，要求各節點查看一定時間內采集到的信息，對于采集到特殊信息的多媒體節點將反饋必要信息至處理器；

步驟5)搭建各紅外線傳感器之間的關聯：

①搭建紅外線傳感器A₁和紅外線傳感器A₂之間的關聯，并建立無線通信鏈路；

②搭建紅外線傳感器B₁和紅外線傳感器B₂之間的關聯，并建立無線通信鏈路；

步驟6)在場地A’、B’兩端的籃板上分別安裝紅外線傳感器A₁、A₂和紅外線傳感器B₁、B₂以便于紅外線傳感器感應籃圈內進球情況；

步驟7)在籃球場地布設壓力傳感器節點，不同半場的三分線內部和外部分別布設不同編號的壓力傳感器，用以識別不同場地的得分情況；布設的壓力傳感器都有因運動員特殊投籃動作中腳對地面產生作用力的感知能力；

步驟8)在籃球場的上方同時布設無線多媒體節點，對球場內運動員投籃動作的圖像進行捕捉，該無線多媒體節點具有識別特定圖像的功能，即可識別運動員的投籃動作；場內布設的無線多媒體節點分別能夠捕捉到三分線內和三分線外的場景，也是有特定編號以用于反饋信息至處理器；

步驟9)在進行比賽期間，當安裝在籃板上的紅外線傳感器A₁探測到籃球時，即刻查看計時器是否超時，若超時，則不發送信息；若不超時，則立即向紅外線傳感器A₂發送信息，發送信息也包括了A₁探測到籃球的時刻T₁；A₂接收到A₁發送的信息后并記錄其時刻T₁，并且當籃球進框后，A₂會記錄其自身探測到籃球的時刻T₂，則紅外線傳感器A₂將會對以下情況做出處理；若A₂在隨后的t₁時間內探測不到籃球，則不作任何處理：

①當紅外線傳感器A₂查看計時器處于非暫停狀態，且有T₁-T₂≤t₁成立時，則紅外線傳感器A₂向處理器A發送運動戰進球處理請求；

②當紅外線傳感器A₂查看計時器處于非暫停狀態，且有T₁-T₂>t1成立時，則紅外線傳感器A₂不會向處理器A發送進球消息；

③當紅外線傳感器A₂查看到計時器處于暫停狀態時，則紅外線傳感器A₂向處理器A發送罰球進球處理請求；

其中t₁為籃球先后經過紅外線傳感器A₁和A₂所用的最大時間；

B’端半場的工作原理同上；

步驟10)由于投球動作會對地面產生較明顯的變化力，且其力的變化明顯不同于場內傳球、運球、變向跑的活動所產生的力，場內的壓力傳感器便有對此類力的特殊識別功能；在投球的同時，場內會有特定的壓力傳感器感知到此類力的變化，同時該壓力傳感器會自動發送信息至處理器，提交其編號和感應時刻T₃，若處理器接收到紅外線傳感器A₂或B₂發送的運動戰進球消息，則處理器判斷是否存在T₃使T₃-T₁≤t₂成立，

⑴若存在使T₃-T₁≤t₂成立的T₃，則

①若僅存在一個T₃使T₃-T₁≤t₂成立，則記錄該T₃對應的壓力傳感器的ID編號；

②若存在多個T₃使T₃-T₁≤t₂成立，則處理器對多個T₃進行比較，記錄最小的一個T₃所對應的壓力傳感器的ID編號；

處理器記錄ID編號后進行運動戰進球投籃計分處理，處理結束后將結果發送至顯示器上進行顯示；其中時間t₂為運動員自球出手到進球所需時間；

至此，已完成一次投籃自動計分過程；

⑵若不存在使T₃-T₁≤t₂成立的T₃，則執行步驟11；

步驟11)處理器向無線多媒體節點廣播消息，要求其查看在T₁-t₂～T₁時間內采集到的信息；由于運動員投球時刻手部動作的特殊性，若識別到運動員手部投籃動作的特殊圖像，則無線多媒體節點會將其自身的ID編號以及采集到此圖像的時刻T₄發送給處理器，處理器將收到的無線多媒體節點發送來的信息做出以下處理：

⑴若僅存在一個T₄，則記錄該T₄對應的無線多媒體節點的ID編號；

⑵若存在多個T₄，則處理器將各個T₄進行比較，并記錄最小T₄所對應的無線多媒體節點的ID編號；

處理器記錄ID編號后進行運動戰進球投籃計分處理，處理結束后將結果發送至顯示器上進行顯示；

至此，已完成一次投籃自動計分過程。