[發明專利]滑行和滾動跟蹤系統

有效

• 申請號: 201780065228.0
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109863420B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: F·圖克森;J·布拉施
• 申請（專利權）人: 軌跡人有限責任公司
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;A63B57/19
• 代理公司: 北京睿陽聯合知識產權代理有限公司 11758
• 代理人: 楊生平;王朋飛

一種用于跟蹤物體的系統，其包括第一跟蹤設備，該第一跟蹤設備對準成使得第一跟蹤設備的第一視野覆蓋目標體積的至少一部分，其中物體將從發射位置發射到該目標體積中。該系統還包括處理器，該處理器從跟蹤設備接收數據并根據該數據確定物體隨時間的速度，處理器基于物體的速度隨時間的變化來確定物體的路徑的第一部分，在該第一部分期間物體處于彈跳狀態和滑動狀態中的一種狀態。

背景技術

已知用于跟蹤物體(諸如高爾夫球)的飛行的系統。然而，此種系統通常不能區分和測量物體的彈跳、滑動和滾動。以前的系統據稱可以測量滑行，包括物體的彈跳和滑動，但僅在特殊表面上，如天鵝絨地毯-而不是在現實世界的情況下，諸如，高爾夫球在果嶺上的運動。其它系統需要在物體上進行特殊標記，以將球的旋轉速率與其線速度進行比較，從而確定其中球開始真正滾動的時間。然而，這些系統僅適用于專用球，并且不適用于其中運動員使用不包括此種專用標記的球的情況。

發明內容

本發明涉及一種用于跟蹤物體的系統。該系統包括第一跟蹤設備，其對準成使得第一跟蹤設備的第一視野覆蓋目標體積的至少一部分，其中物體將被發射到該部分中。該系統還包括處理器，該處理器從跟蹤設備接收數據并根據數據確定物體隨時間的速度。基于物體的速度的變化，處理器確定物體的路徑中的、在其期間物體正在彈跳的第一部分，該路徑中的、在其期間物體正在滑動的第二部分，以及該路徑中的、在其期間物體正在滾動的一個或多個第三部分。

跟蹤設備可以是任何跟蹤設備，其能夠測量球隨時間的速度最小值。優選地，還測量球的位置。跟蹤設備無接觸地執行跟蹤，并且優選地不對球進行任何修改。跟蹤設備可以是多普勒雷達、激光雷達或相機跟蹤設備，或其任何組合。

根據示例性實施例，對于多個時間幀中的每一個時間幀，處理器從第一跟蹤設備接收信號，并根據該信號計算物體數據，其包括所識別物體的位置值和速度值。

根據示例性實施例，處理器在多個時間幀中的每一個時間幀處確定物體的速度值，以確定物體隨時間的速度。

根據示例性實施例，處理器基于速度的變化將物體的路徑劃分成多個區段。例如，每個區段可以表示總路徑中的、在其期間速度的導數(減速度)基本上是恒定的部分。也就是說，區段將在其中檢測到減速的不連續的點處被分隔開。

根據示例性實施例，基于在區段期間的減速度和/或在該區段期間行進的距離，將多個區段中的每個區段確定為彈跳、滑動或滾動狀態中的一種狀態。在區段期間行進的距離R可以優選地被計算為在時間間隔或區段期間速度對時間曲線V(t)下的面積。

根據示例性實施例，當在區段期間的減速度大于2m/s²(加速度小于-2m/s²)并且前一區段不是滾動狀態時，確定物體處于滑動狀態。

根據示例性實施例，如果區段期間的減速度大于0.5m/s²但低于2m/s²，則物體處于滾動狀態。

根據示例性實施例，如果區段期間的減速度小于0.5m/s²并且在該段期間物體行進的距離除以物體在整個路徑的行進的總距離大于0.3，則物體處于彈跳狀態。

根據示例性實施例，通過計算相應的彈跳、滑動或滾動段速度對時間曲線下的面積來確定物體在彈跳、滑動或滾動狀態下行進的距離。

根據示例性實施例，系統檢測速度及其導數(加速度)的不連續以確定每個區段的開始和結束。

根據示例性實施例，在當第一和第二相鄰數據點之間的差值大于設定閾值時檢測到不連續。

根據示例性實施例，跟蹤設備是連續波多普勒雷達。在這種情況下，物體相對于雷達的徑向速度V_rad可以使用多普勒方程V_rad＝Fd*λ/2從雷達信號中的多普勒頻移Fd直接測量，其中λ是雷達的發射頻率的波長。