[發明專利]一種劃船運動員的運動信息采集系統及運動姿態還原方法

有效

• 申請號: 201910441459.8
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110038291B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 馬捷
• 申請（專利權）人: 深圳市前海動競體育科技有限公司
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;A63B69/06
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 彭西洋;謝亮

1.一種劃船運動員的運動信息采集系統，其特征在于，包括采集模塊、第一通信模塊、第二通信模塊、主控模塊、智能終端；所述采集模塊用于采集運動員的加速度信息、姿態角度變化信息、船體位移信息及船體航向信息，并經第一通信模塊將上述信息傳送至主控模塊；所述主控模塊用于將接收到的信息解析還原成運動員的運動姿態信息，并經第二通信模塊與智能終端通訊；所述智能終端用于顯示運動員的運動姿態信息；

所述采集模塊包括加速度傳感器、GPS、電子羅盤；所述加速度傳感器用于采集運動員在三軸方向上的加速度信息及圍繞三軸旋轉的姿態角度變化信息；所述GPS用于采集船體位移信息，電子羅盤用于采集船體航向信息；

其中，所述采集模塊為一種穿戴于運動員手腕處的智能穿戴設備，所述加速度傳感器采集到的加速度向量矩陣是以運動員手腕處為參考坐標系下的X，Y，Z軸方向上的加速度；所述加速度傳感器采集到的繞軸姿態變化角度向量矩陣分別是以運動員手腕處為參考坐標系下的繞X，Y，Z軸的姿態角度變化信息；所述電子羅盤采集帶時間戳的基于地球磁北極方向為參考的船體航向數據；

所述運動員的運動姿態信息包括運動員拉槳幅度信息、拉槳速度信息、拉槳頻率信息、槳柄受力信息。

2.根據權利要求1所述的劃船運動員的運動信息采集系統，其特征在于，所述第一通信模塊包括第一wifi通信單元、第一移動通信單元、第一藍牙通信單元；所述第二通信模塊包括第二wifi通信單元、第二移動通信單元、第二藍牙通信單元。

3.根據權利要求2所述的劃船運動員的運動信息采集系統，其特征在于，所述智能終端為智能手機、平板電腦或其他智能顯示設備。

4.一種劃船運動員的運動姿態還原方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過采集模塊獲取運動員以其自身為參考坐標系下的初始三軸加速度信息和圍繞三軸旋轉的姿態角度變化信息，以及以地球磁北極方向為參照的船體航向信息和船體位移信息；其中，所述采集模塊為一種穿戴于運動員手腕處的智能穿戴設備，所述初始三軸加速度信息是采集到的加速度向量矩陣是以運動員手腕處為參考坐標系下的X，Y，Z軸方向上的加速度；所述姿態角度變化信息是采集到的繞軸姿態變化角度向量矩陣分別是以運動員手腕處為參考坐標系下的繞X，Y，Z軸的姿態角度變化信息；所述船體航向信息是采集帶時間戳的基于地球磁北極方向為參考的船體航向數據；

S2：對S1獲取的運動員的初始三軸加速度信息進行修正，得到運動員以地球磁北極方向為參照的實際三軸加速度信息；

S3：基于S2獲得的運動員實際三軸加速度信息進行傅里葉變換，得到運動員的運動姿態信息；所述運動員的運動姿態信息包括運動員拉槳幅度信息、拉槳速度信息、拉槳頻率信息、槳柄受力信息；

所述對獲取的運動員初始三軸加速度信息進行修正具體包括以下步驟：

S21：基于S1獲取的以地球磁北極方向為參照的船體航向信息，對運動員姿態角度變化信息進行修正，進而得到以地球磁北極為X軸參照的姿態角度變化信息；

S22：基于S21獲得的姿態角度變化信息，對運動員的初始三軸加速度信息進行修正，得到以地球磁北極為X軸參照的運動員三軸加速度信息；

S23：基于S1獲取的船體位移信息，求導獲得船體的速度信息及加速度信息；

S24：基于S1獲取的船體航向信息對S23獲得的船體加速度信息進行修正，得到以地球磁北極為X軸參照的船體三軸加速度信息；

S25：基于S24獲得的船體三軸加速度信息對S22獲得的運動員三軸加速度信息進行修正，得到濾除船體三軸加速度信息后的運動員實際三軸加速度信息。