[發明專利]一種用于田徑場上跑步速度的采集測量系統

在審

• 申請號: 201711033006.9
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107875618A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 邢立付
• 申請（專利權）人: 寧波大紅鷹學院
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及體育運動訓練參數采集技術領域，具體涉及一種用于田徑場上跑步速度的采集測量系統。

背景技術

在體育運動訓練中，如何利用現代科學技術手段盡可能實時地、精確地采集運動員在田徑場曲線和直線跑道上跑步速度，對于科學指導運動訓練、提高運動技術水平是非常重要的。目前，還沒有能夠滿足實時地、精確地進行曲線和直線運動全程測速需求的技術和產品。現有的方法是分段測速方法，采用在運動員的跑動路線上多點設置多個傳感器信號接收器，通過接收多點的傳感器信號來獲取運動員的移動信息，這種方法，無法實現測量運動員在田徑場曲線和直線跑道上的全程高密度任意點的實時、精確地的跑步速度，并且安裝調試費時、麻煩。現代競技體育運動科學訓練，迫切需要一種能夠進行實時的、精確的、全程的田徑場曲線和直線運動速度采集測量方法，用于運動員在田徑場曲線和直線跑道上跑步速度的全程高密度和任意點的實時、精確地測量。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于田徑場上跑步速度的采集測量系統，實現了田徑場曲線、直線以及點與點之間的跑步速度的實時、精確測量。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種用于田徑場上跑步速度的采集測量系統，包括

磁釘，安裝在田徑場兩側及中間地面上，每隔200cm-500cm不等距離布置，每個磁釘內均集成安裝有一RFID讀寫器和一北斗模塊；

攝像頭，架設在田徑場周圍，用于采集整個跑步的過程的視頻數據，并將采集到的視頻數據發送到數據處理模塊；

腰帶盒，內部集成安裝有一加速度傳感器、一陀螺儀和一北斗模塊，用于運動員狀態參數的采集，并發送到數據處理器模塊，

腳腕帶，所述腳腕帶上兩側對稱安裝有一組磁釘感應裝置，每個磁釘感應裝置均集成設有一RFID芯片、一磁釘感應器和一北斗模塊；

中央處理器，用于接收磁釘、磁釘感應裝置以及腰帶盒所發送的數據，將這些數據用對應的RFID芯片內的運動員信息進行標記后發送到跑步速度計算模塊，并發送到數據庫進行儲存；將完成標記后的數據轉換成仿真物理模型所能識別的格式發送到仿真物理模型構建模塊；還用于接收人機操作模塊所輸入的控制命令，并將這些控制命令按預設的算法發送到對應的模塊進行執行；

跑步速度計算模塊，用于根據預設的算法以及接收到的數據進行跑步速度的計算；

仿真物理模型構建模塊，用于根據中央處理器所發送的數據和控制命令通過ADAMS系統進行運動員跑步物理模型的構建；

虛擬參數作動模塊，用于與仿真物理模型構建模塊中的各元素建立關系后，在指定的范圍內對參數進行變動，從而驅動各種仿真分析方法針對不同的參數進行計算求解；并用于改變轉移節點的位置、方向設置，使仿真物理模型構建模塊運動；還用于根據接收的控制命令進行仿真物理模型構建模塊的分解、切割、放大和縮小；

虛擬傳感器，為在所建立的仿真物理模型構建模塊中插入能達到直接獲取相應的結果或信息目標的邏輯單元；

仿真分析模塊，用于將輸入可以劃分為單元、特性、載荷、設計變量、設計目標和設計約束的仿真算法和仿真方法；

所述虛擬參數作動模塊通過循環執行仿真分析模塊，將結果反饋給仿真分析模塊，仿真分析模塊提取結果，并將結果發送到所述虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結果并自動顯示結果數據。

其中，所述跑步速度計算模塊通過以下步驟完成跑步速度的計算：

S1、根據磁釘以及磁釘感應器所發送信號的時間點進行運動員在兩磁釘之間平均速度的獲取，以此完成整個跑步過程中各個磁釘之間的平均速度的獲取，結合陀螺儀進行運動員轉彎時間點的獲取，從而實現每一圈跑步速度的獲取；

S2、通過加速度傳感器進行運動員直觀跑步速度的獲取，并根據陀螺儀進行運動員轉彎位置速度的獲取，同時結合各加速度的時間點實現每一圈跑步速度的獲取；

S3、結合陀螺儀進行運動員轉彎時間點的獲取，通過北斗模塊傳輸的運動員實時定位數據進行每一圈跑步速度的獲取；

S4、求取步驟S1、S2和S3所得的速度進行運動員綜合速度的獲取。

其中，還包括

圖形繪制模塊，用于根據所述監測數據繪制各種曲線圖；

對比分析模塊，將繪制曲線與原實測曲線進行對比分析和預測，輸出分析預測結果；

回歸計算模塊，用于通過不同函數對所繪制的曲線進行回歸計算。