[發(fā)明專利]基于傳感器的網(wǎng)球拍運(yùn)動軌跡重構(gòu)系統(tǒng)及其重構(gòu)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810341059.5
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108686348A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳興國;朱潔;柳子恒;曾凌俊;陳藝艷
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: A63B60/46
• 分類號: A63B60/46;A63B71/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 徐振興;姚姣陽

本發(fā)明公開了一種基于傳感器的網(wǎng)球拍運(yùn)動軌跡重構(gòu)系統(tǒng)，包括三個(gè)三軸傳感器、至少一個(gè)振動傳感器、MCU單片機(jī)和藍(lán)牙模塊；三個(gè)所述三軸傳感器裝配在球柄的底部，三個(gè)三軸傳感器分布在等腰三角形等比縮、放后的三個(gè)頂點(diǎn)上，等腰三角形為：以網(wǎng)球拍平衡點(diǎn)向球拍方向延伸一倍長度作為高的等腰三角形，將其按比例縮小或者放大至與球拍底部大小相當(dāng)；振動傳感器，裝配在球拍柄底部；藍(lán)牙模塊將儲存在MCU單片機(jī)中的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙輸出到接收終端；輸入到藍(lán)牙接收終端的數(shù)據(jù)通過3D重構(gòu)球拍的運(yùn)動軌跡，并將數(shù)據(jù)輸入到大數(shù)據(jù)庫，分析揮拍動作是否正確，是否存在安全隱患。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種基于傳感器的網(wǎng)球拍運(yùn)動軌跡重構(gòu)系統(tǒng)，還涉及利用該系統(tǒng)的重構(gòu)方法，屬于社交網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著全球化的潮流，很多國外的體育運(yùn)動開始在國內(nèi)流行，網(wǎng)球在其中也是較為突出的一種運(yùn)動。網(wǎng)球運(yùn)動的鍛煉價(jià)值很高，既是一種消遣，一種增進(jìn)健康的手段，也是一種藝術(shù)追求和享受。打網(wǎng)球可以培養(yǎng)人們動作迅速、判斷準(zhǔn)確、反應(yīng)快并能提高速度、力量、耐力、靈敏等素質(zhì)。由于手握網(wǎng)球拍擊球，在拍與球撞擊時(shí)，需要根據(jù)來球的具體情況，隨時(shí)揮拍應(yīng)變處理，因此，對調(diào)節(jié)肌肉用力的緊張度與肌肉感覺有良好影響，對發(fā)展協(xié)調(diào)性有積極作用。但是網(wǎng)球雖然優(yōu)雅動人卻是一項(xiàng)難入門的球類運(yùn)動，在沒有技術(shù)指導(dǎo)的情況下很難學(xué)會網(wǎng)球的擊球方式。面對廣大熱愛網(wǎng)球的人群，入門的訓(xùn)練更為重要，很多人在打球時(shí)球不會落在應(yīng)該的區(qū)域而是會飛的很遠(yuǎn)，再來回?fù)烨蚶速M(fèi)了很多的體力和時(shí)間，會使網(wǎng)球的體驗(yàn)變的極差，也許一段時(shí)間后，就會有很多人放棄網(wǎng)球，這是網(wǎng)球大多數(shù)人無法堅(jiān)持網(wǎng)球運(yùn)動的一大重要原因，而在打完球會出現(xiàn)小臂腫脹、酸痛等癥狀也是放棄網(wǎng)球的原因之一。由此可見一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)糾正用戶動作的裝置是很有必要的。

申請對了解到的幾種現(xiàn)有技術(shù)做一個(gè)簡單分析：

現(xiàn)有技術(shù)1，基于圖像處理的動作分析，此技術(shù)利用一系列高速攝像機(jī)，在專用的場地進(jìn)行布置，主要拍攝擊球者的動作，并對拍攝出的視屏進(jìn)行圖像分析處理，呈現(xiàn)出一個(gè)動作的全方位圖像，請專業(yè)教練來分析處理過的動作圖像，指出動作的不足，并給予糾正。

現(xiàn)有技術(shù)2，覆蓋全身的可穿戴傳感器，通過佩戴多個(gè)傳感器，能夠在無線、無攝像機(jī)的環(huán)境下，依靠重力感應(yīng)，對包括手腕、手肘、肩膀、胸部、腰部、膝蓋和腳踝等多個(gè)身體部位，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、分析并能合成3D影像。另外，使用者的胸部還會布置一個(gè)負(fù)責(zé)將信息傳送到云端的中央樞紐，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動者動作的云存儲、實(shí)時(shí)查看與歷史回顧。

現(xiàn)有技術(shù)3，智能手環(huán)，一種佩戴在手腕上多功能手環(huán)，包含了三維加速度傳感器、陀螺儀、磁力計(jì)，能夠?yàn)橛脩魟?chuàng)造九個(gè)自由度的動作跟蹤。它的表帶由柔軟的材質(zhì)構(gòu)成，特殊的設(shè)計(jì)讓該產(chǎn)品在運(yùn)動時(shí)也能保持透氣。能夠記錄發(fā)球的種類和次數(shù)、球拍頭的速度和軌跡、旋轉(zhuǎn)的數(shù)量、手腕的旋轉(zhuǎn)等信息。它還能通過這些數(shù)據(jù)計(jì)算出訓(xùn)練、比賽中動作的一致性，從而矯正用戶的動作。

現(xiàn)有技術(shù)4，裝備在球拍拍柄底部的傳感器，其功能的主要體現(xiàn)是通過傳感器連接的APP顯示的數(shù)據(jù)，而APP主要在統(tǒng)計(jì)和訓(xùn)練這兩塊，在統(tǒng)計(jì)模塊內(nèi)系統(tǒng)會針對用戶在使用傳感器過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并針對當(dāng)天的運(yùn)動情況生成一份運(yùn)動報(bào)告，包括用戶的有效運(yùn)動時(shí)長、運(yùn)動消耗和當(dāng)日最高擊球速度等在內(nèi)較為詳細(xì)的記錄，數(shù)據(jù)記錄了用戶一天的使用情況，并最終給出一個(gè)用戶運(yùn)動評分，方便用戶對自己一天運(yùn)動的總結(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處：圖像處理的方法效率不高，需要專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來處理圖像，所需的成本是極大的，而且還需要單獨(dú)的場地，此方法只適用于專業(yè)的網(wǎng)球訓(xùn)練，不適合廣大的業(yè)余愛好者；而覆蓋全身的可穿戴傳感器，雖然最后得出的結(jié)果會很精確的顯示出來，但是要在全身的關(guān)鍵部位都裝上傳感器，對于正常的跑動、揮拍是有很大的影響，所以顯示的結(jié)果不一定就是被測試者正常擊球的姿勢，從而影響判斷；智能手環(huán)具有球拍軌跡測量的功能，但是只能測量球拍拍頭的軌跡數(shù)據(jù)，無法模擬出整個(gè)球拍的翻轉(zhuǎn)的動作；裝備在球拍拍柄底部的傳感器，可以測量球速、運(yùn)動時(shí)間、揮拍次數(shù)等，卻無法準(zhǔn)確測量球拍的運(yùn)動軌跡。