[發(fā)明專(zhuān)利]一種足球數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710127304.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106714303A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐笑凱;蔡清源;劉小念
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都球記科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 分類(lèi)號(hào): H04W64/00;G01C21/16;G01C21/20
• 代理公司: 成都中亞專(zhuān)利代理有限公司51126
• 代理人: 王崗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及足球數(shù)據(jù)采集相關(guān)領(lǐng)域，尤其是一種足球數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的同類(lèi)產(chǎn)品從技術(shù)方案上都是依賴(lài)于GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位，但是因?yàn)镚PS自身的局限性，信號(hào)受外界因素影響極大，如天氣，天線，遮擋物等等。普通民用GPS模塊的定位精度即使在理想情況下，也在5米以上，在高速運(yùn)動(dòng)狀況下，精度更差。如果需要提高定位精度，需要配置高靈敏度的全向天線和高靈敏度的GPS模塊，給成本帶來(lái)大幅度的增加。而室內(nèi)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)則是完全無(wú)法被采集。而足球除了普通的11人制外，還有8人制，5人制，以及室內(nèi)足球，這些都是傳統(tǒng)的產(chǎn)品無(wú)法解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在此提供一種足球數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)；主要解決的技術(shù)問(wèn)題是用最新的定位技術(shù)以更低的成本提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為各級(jí)別足球俱樂(lè)部和青少年足球運(yùn)動(dòng)員選拔提供專(zhuān)業(yè)的足球數(shù)據(jù)采集及分析服務(wù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種足球數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)，包括由微處理器（MCU）、時(shí)鐘（Timer）模塊、超寬帶（UWB）無(wú)線通信模塊、慣性導(dǎo)航（INS）傳感器系統(tǒng)和體征傳感器模塊構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)。系統(tǒng)中的UWB無(wú)線通信模塊與部署在足球場(chǎng)四周的UWB定位點(diǎn)通信實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)別的高精度定位；Timer模塊與MCU互聯(lián)以提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息；所述MCU通過(guò)I2C/SPI接口與電子羅盤(pán)、加速度傳感器和磁力傳感器通信，實(shí)現(xiàn)一個(gè)慣性導(dǎo)航傳感器系統(tǒng)以提供精確的運(yùn)動(dòng)信息；所述MCU與心律及血氧傳感器連接，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得當(dāng)前心律及血氧信息；所述MCU通過(guò)GPIO接口控制LED燈和開(kāi)關(guān)；電源管理模塊控制整個(gè)設(shè)備功耗及狀態(tài)。本發(fā)明可以準(zhǔn)確地監(jiān)控足球運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)生命體征，為足球運(yùn)動(dòng)員和教練員提供準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)、體征數(shù)據(jù)，達(dá)到科學(xué)訓(xùn)練的目的從而提高足球運(yùn)動(dòng)水平。

根據(jù)本發(fā)明所述足球數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)佩戴在足球運(yùn)動(dòng)員身上，在足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練、比賽過(guò)程中，與預(yù)先布置在球場(chǎng)四周的UWB通信點(diǎn)交互，實(shí)現(xiàn)在球場(chǎng)范圍內(nèi)的精準(zhǔn)位置定位。

運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中，瞬時(shí)坐標(biāo)由定位系統(tǒng)聯(lián)合提供，瞬時(shí)速度由相鄰兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的相對(duì)位移除以時(shí)間差（由timer模塊提供），加速度由加速度傳感器配合陀螺儀和磁力計(jì)共同作用，分解為水平和垂直方向上的加速度分量，用于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的分析。

定位以INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為主，輔助UWB位置定位，UWB定位作用有兩個(gè)：

1) 提供已知位置的基礎(chǔ)點(diǎn)作為INS系統(tǒng)推算的初始點(diǎn);

2) INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差隨著時(shí)間的增加會(huì)變大，因此需要定期與UWB的定位信息進(jìn)行同步，以期得到下一個(gè)校正后，更準(zhǔn)確的坐標(biāo)作為INS系統(tǒng)推算的初始點(diǎn)。

同時(shí)，INS的介入可以解決在大場(chǎng)地前提下，UWB信號(hào)覆蓋距離不夠的問(wèn)題。即，在被測(cè)設(shè)備超出視距后，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)（位置，速度）仍然可以INS系統(tǒng)所記錄。被測(cè)設(shè)備進(jìn)入視距之后，前述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及運(yùn)動(dòng)員體表溫度、心率等體征信息通過(guò)UWB通信發(fā)往球場(chǎng)邊上的UWB主通信點(diǎn)；UWB主通信點(diǎn)再通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)傳到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)本地處預(yù)理后將前述數(shù)據(jù)傳至云服務(wù)器；云端服務(wù)則把球員個(gè)體數(shù)據(jù)歸納后分別以個(gè)人及球隊(duì)為單位作出進(jìn)一步的歸納和分析；處理結(jié)果保存在云端，手機(jī)終端用戶可隨時(shí)通過(guò)訪問(wèn)云端服務(wù)獲取個(gè)人及所屬球隊(duì)的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。

從而實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)或者室外，大場(chǎng)地或者小場(chǎng)地，各種情況下，始終可以準(zhǔn)確有效的采集運(yùn)動(dòng)員的各種數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明所述嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低成本，高精度的足球數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)，本發(fā)明還可應(yīng)用于其他運(yùn)動(dòng)中的數(shù)據(jù)采集。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。