本发明专利技术涉及一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶及方法。包括冰壶本体和冰壶把手，所述冰壶本体和冰壶把手之间设置有一个夹层，夹层中设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括称之为陀螺仪的角速度传感器、加速度传感器、中央处理器、时间发生器以及一个无线传输电路，所述角速度传感器和加速度传感器设置在冰壶本体中心位置，角速度传感器、加速度传感器分别通过A/D转换电路连接至中央处理器，中央处理器与时间发生器和无线传输电路有线连接。本发明专利技术结构紧凑，不改变原冰壶的使用方法，实现了冰壶运动状态数据的自动化采集，对冰壶的运动状态有了一个实时的和量化的评价依据，可以帮助教练员和运动员提高技战术水平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及体育运动数据采集领域，特别涉及。
技术介绍
在冰壶运动中，运动员以冰壶为媒介进行团体对抗。对冰壶行进轨迹的控制是否精准，体现了运动员的技术水平高低，也直接影响了比赛的最终胜负。因此，如何能够更精细而全面地检测冰壶在冰道上行进时的运动学特性，成为教练员和运动员非常关心的问题。一个典型的场景是:由于对方已经在营垒前方布置了一个阻挡壶，造成后续冰壶沿直线路径无法到达预定目的地，所以掷壶手需要精确地掷出一个沿弧线形路径行进的冰壶，从而能够绕过对方的阻挡壶。在包括上述场景的所有情况中，冰壶的直线速度、旋转方向以及旋转速度，在很大程度上确定了最终的战术结果。如果掷壶手能够在冰壶出手瞬间获知冰壶的各种运动参数，则其可以有效地改进自己的动作，提高自己的技术水平。另外，刷冰运动员也希望能精确地了解自己的刷冰动作对冰壶的运动所产生的影响。从中可以看出，对冰壶运动参数的实时监视和测量是非常重要的。对于类似于冰壶运动参数实时获取的问题，目前通常采用运动捕捉系统来解决。运动捕捉系统通过捕捉目标物体所具有的光、声音、电磁波等特征信号，可以实时地获得目标物体的位置、速度等运动参数。目前的运动捕捉系统可以大致分为机械式跟踪系统，电磁式跟踪系统，声学跟踪系统和光学式跟踪系统。这些系统的精度、延迟、更新率、有效跟踪范围各不相同，其中最典型的是光学式运动捕捉系统，目前已经成功应用在从虚拟现实、体育到医学等多种场合。但是这些系统或技术均存在时间延迟大，或者精度低、有效工作范围小、价格昂贵、友善性差等问题，因此无法应用在冰壶运动参数获取的场合。因此，目前很需要一种能够在诸如冰壶等体育领域训练中使用的精度高、有效工作范围大、时间延迟小、更新速率高、友善性好、且同时便于在室内和户外环境下应用的运动捕捉技术。
技术实现思路
为解决上述技术的问题，本专利技术提出，通过在冰壶上设置一个角速度传感器、三轴加速度传感器、磁力计，以及一个无线传输电路，将冰壶的运动参数数据实时传输至在运动场边设置的数据接收分析电脑，进而实现对冰壶运动参数数据进行实时的采集分析。本专利技术的目的是这样实现的: 一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，包括冰壶本体，所述冰壶本体上设置有冰壶把手，其中，所述冰壶本体和冰壶把手之间设置有一个夹层，夹层中设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括称之为陀螺仪的角速度传感器、加速度传感器、中央处理器、时间发生器以及一个无线传输电路，角速度传感器和加速度传感器分别通过A/D转换电路连接至中央处理器，中央处理器与时间发生器和无线传输电路线连接。进一步，所述角速度传感器和加速度传感器均设置在冰壶本体水平中心位置。进一步，所述加速度传感器是二轴或三轴加速度传感器，若为二轴加速度传感器则二轴加速度传感器的两个轴平行于冰壶的下端面且两个轴互相正交；若为三轴加速度传感器则其中一个感测轴垂直于冰壶的下端面，另外两个轴平行于冰壶的下端面，且三个感测轴互相正交。进一步，所述角速度传感器是单轴或三轴角速度传感器；若为单轴角速度传感器则其感测轴垂直于冰壶的下端面；若为三轴角速度传感器则其中一个感测轴垂直于冰壶的下端面，另外两个感测轴平行于冰壶的下端面，且三个感测轴应相互正交。进一步，所述夹层中还设置有用于校正加速度传感器和角速度传感器参数变化的温度传感器。进一步，所述夹层中还设置有与角速度传感器进行互补测量的三轴磁力计，三轴磁力计的感测轴彼此正交。进一步，所述夹层通过胶粘或螺栓连接的方式固定在冰壶本体上，夹层的外壁与数据采集模块的电路组件之间设有作为减震缓冲材料的橡胶垫圈，另外在夹层内空腔表面设有绝缘覆盖层。一种基于所述智能冰壶的冰壶在整个运动过程中的运动状态数据采集处理方法，包括所述智能冰壶和无线信号接收处理装置，在所述智能冰壶夹层中设置有三轴磁力计，其中，在所述智能冰壶被投掷手从预备静止状态经滑动直至投出，然后再到运动停止的全过程中，以一定的频率连续采集冰壶自身相对于惯性空间的角速度数据、加速度数据，以及冰壶相对于地磁场的朝向角数据，将采集到的所述三种数据加上采样时刻时间戳并传送至无线信号接收处理装置，所述无线信号接收处理装置采用捷联惯性导航算法获取各采样时刻智能冰壶相对于冰道坐标系的角速度和加速度，并以适当的时间单位连续将角速度与加速度列出显不。进一步，所述方法进一步是以冰壶在预备静止状态时所处的位置为原点，根据获取的各采样时刻的传感器数据推算出智能冰壶的运动轨迹曲线，然后将该轨迹曲线连同各个运动参数的数值变化一并显示出来。进一步，所述一定的频率调整范围是从每秒100次到每秒4000次。本专利技术对现有技术的贡献是:本专利技术结构紧凑，不改变原冰壶的使用方法，实现了冰壶运动状态数据的自动化采集，对冰壶的运动状态有了一个实时的和量化的评价依据，可以帮助教练员和运动员提高技战术水平。下面结合实施例和附图对本专利技术做一详细描述。附图说明图1是本专利技术智能冰壶整体外形示意 图2是本专利技术智能冰壶电路布局示意 图3是本专利技术电路逻辑框图。具体实施例方式实施例1: 一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶实施例，参见图1、图2和图3，所述智能冰壶包括冰壶本体1，所述冰壶本体上设置有冰壶把手2，其中，所述冰壶本体和冰壶把手之间设置有一个夹层3，夹层中设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括称之为陀螺仪的角速度传感器4、加速度传感器5、中央处理器6、时间发生器7以及一个无线传输电路8，所述角速度传感器和加速度传感器均设置在冰壶本体中心位置，角速度传感器和加速度传感器分别通过A/D转换电路9连接至中央处理器，中央处理器与时间发生器和无线传输电路线连接，所述的数据采集模块安装在夹层中设置的线路板12上。 实施例中，所述加速度传感器是二轴或三轴加速度传感器，若为二轴加速度传感器则二轴加速度传感器的两个轴平行于冰壶的下端面，且两个轴互相正交；若为三轴加速度传感器则其中一个感测轴垂直于冰壶的下端面，另外两个轴平行于冰壶的下端面，且三个感测轴互相正交。实施例中，所述角速度传感器是单轴或三轴角速度传感器；若为单轴角速度传感器则其感测轴垂直于冰壶的下端面；若为三轴角速度传感器则其中一个感测轴垂直于冰壶的下端面，另外两个感测轴平行于冰壶的下端面，且三个感测轴应相互正交。实施例中，所述夹层中还设置有用于校正加速度传感器和角速度传感器参数变化的温度传感器10。实施例中，所述夹层中还设置有与角速度传感器进行互补测量的三轴磁力计11，三轴磁力计的感测轴彼此正交。实施例中，所述夹层通过胶粘或螺栓连接的方式固定在冰壶本体上，然后以壶栓将冰壶把手、夹层和冰壶本体连接起来。夹层的外壁与数据采集模块的电路组件之间设有作为减震的橡胶垫圈或其他减震缓冲材料，这些缓冲材料用以保护前述电路组件，避免其因冰壶间的碰撞而损坏。另外在夹层内空腔表面设有绝缘覆盖层。实施例2: 本实施例为一个具体实施例，智能冰壶的尺寸及外形与通常使用的冰壶基本相同，为一个具有内凹的上表面和下表面的椭球体。其周长约为91.44厘米，高度约为13.43厘米，重量大约为20公斤。根据实际用户的需要，其尺寸及形状可以在世界冰壶联合会(ICF)规定的范围内进行调整。在本实施例中，智能冰壶通过对一个原有的冰壶进行改造而得到。智能冰壶机械结构的组成部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，包括冰壶本体，所述冰壶本体上设置有冰壶把手，其特征在于，所述冰壶本体和冰壶把手之间设置有一个夹层，夹层中设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括称之为陀螺仪的角速度传感器、加速度传感器、中央处理器、时间发生器以及一个无线传输电路，角速度传感器和加速度传感器分别通过A/D转换电路连接至中央处理器，中央处理器与时间发生器和无线传输电路线连接。
【技术特征摘要】
1.一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，包括冰壶本体，所述冰壶本体上设置有冰壶把手，其特征在于，所述冰壶本体和冰壶把手之间设置有一个夹层，夹层中设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括称之为陀螺仪的角速度传感器、加速度传感器、中央处理器、时间发生器以及一个无线传输电路，角速度传感器和加速度传感器分别通过A/D转换电路连接至中央处理器，中央处理器与时间发生器和无线传输电路线连接。2.根据权利要求1所述的一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，其特征在于，所述角速度传感器和加速度传感器均设置在冰壶本体水平中心位置。3.根据权利要求1所述的一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，其特征在于，所述加速度传感器是二轴或三轴加速度传感器，若为二轴加速度传感器则二轴加速度传感器的两个轴平行于冰壶的下端面且两个轴互相正交；若为三轴加速度传感器则其中一个感测轴垂直于冰壶的下端面，另外两个轴平行于冰壶的下端面，且三个感测轴互相正交。4.根据权利要求1所述的一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，其特征在于，所述角速度传感器是单轴或三轴角速度传感器；若为单轴角速度传感器则其感测轴垂直于冰壶的下端面；若为三轴角速度传感器则其中一个感测轴垂直于冰壶的下端面，另外两个感测轴平行于冰壶的下端面，且三个感测轴应相互正交。5.根据权利要求1所述的一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，其特征在于，所述夹层中还设置有用于校正加速度传感器和角速度传感器参数变化的温度传感器。6.根据权利要求1所述的一种可以实时采集自身运动参数的智能冰壶，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖书明，陈骐，何伟，王建明，王学峰，宣华，
申请(专利权)人：国家体育总局体育科学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。