本发明涉及现场数据采集与统计，更具体地说，涉及一种足球数据智能统计方法。
背景技术：
针对各种赛事进行技术统计的传统方法，均是通过人工方法进行统计，尽管后期的数据分析已经使用了智能化工具代替人工劳动，但数据的统计，仍然需要人工进行。不仅数据繁琐，需要的人力成本高，而且由于现场、录像并非时刻都能呈现完美视角，因而，对统计结果会造成一定的误差。并且，人工统计的时效性差，对于比较紧凑的赛程，无法尽早提供数据统计，则留给球队进行针对性训练相应地就减少。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单快速，并且时效性高的足球数据智能统计方法。
本发明的技术方案如下：
一种足球数据智能统计方法，获得足球与球员在球场内的定位信息，通过运动传感器获得足球与球员的运动状态；基于足球的定位信息与球员的定位信息判断足球与球员之间的相对位置关系，以及足球的运动状态，判断球员完成的技术项目，并对每个球员和/或球队所有球员的技术项目进行统计。
作为优选，统计控球时，距离足球最近的球员为控球球员，每一次球员和足球的定位信息更新后，重新计算所有球员与足球的距离：如果距离足球最近的球员是定位信息更新前的控球球员，则控球球员仍为当前球员，累加控球时间；如果距离足球最近的球员不是定位信息更新前的控球球员，则查看定位信息更新前的控球球员与足球的距离，如果距离小于一定控球距离阀值，则控球球员不变，否则，控球球员变更为当前距离足球最近的球员，统计控球时间、连续控球的最长距离、控球时跑动的最快速度。
作为优选，统计传球时，如果当前时间段w0的控球球员P1，而且下一时间段w1的控球球员为队友球员P2，且球没有出界，则球员P1传球成功；
如果下一时间段w1控球球员为防守方球员OP1，而且球员P1使足球产生的加速度大于传球加速度阀值，则球员P1传球失误；如果球员P1没有使足球产生的加速度大于传球加速度阀值，则球员P1被防守方球员OP1抢断；
统计传球总次数、传球成功次数、传球失误次数、抢断次数、传球对象，计算传球成功率。
作为优选，如果在当前时间段w0，控球球员P1与球门之间只有防守方门将时，并且球员P1的得球方式是传球，则为球员P1传球的队友球员P2完成关键传球；
如果在当前时间段w0，控球球员P1在大禁区以内得到传球后射门，并且控球球员P1周围防守距离阀值内没有防守球员，则为球员P1传球的队友球员P2完成关键传球；
统计关键传球总次数、关键传球成功次数，计算关键传球成功率。
作为优选，如果在当前时间段w0，控球球员P1与防守方球员OP1的距离小于对位距离阀值，而在下一个时间段w1，控球球员P1仍控球，位置更加接近防守方底线，并且防守方球员OP1与控球球员P1的距离大于对位距离阀值，则控球球员P1一对一成功；统计一对一次数、一对一成功次数，计算一对一成功率，一对一失败次数。
作为优选，在当前时间段w0，足球运行到球门框范围内，且速度降为零或者向反方向运动，则上一个控球球员P1射门成功；控球球员P1以大于射门加速度阀值的加速度使足球产生的速度大于射门速度阀值，飞出防守方底线，并且在出底线之前足球没有受到与足球运动方向不同的力，则控球球员P1射门偏出；
统计射门成功次数、射门偏出次数。
作为优选，控球球员P1以大于射门加速度阀值的加速度使足球的运行方向朝向防守方球门，在时间点t0，防守方门将gk1距离足球距离为所有球员中最短，且小于扑救距离阀值，并且足球的受力情况、运行轨迹发生改变，则门将gk1扑救成功；
统计扑救成功次数，计算失球次数、射正次数、射门次数。
作为优选，如果控球球员P1射门成功，并且控球球员P1得到队友球员P2传球后，在 助攻时间阀值的时间内射门成功，则球员P2完成助攻；统计助攻次数。
作为优选，如果足球在进攻方半场受到球员P1触碰后出了边线，并且球员P1控球时间小于解围时间阀值，且在前的控球球员为防守方球员OP1，则球员P1边路解围成功；
如果足球在进攻方半场受到球员P1触碰后出了底线，并且球员P1控球时间小于解围时间阀值，且在前的控球球员为防守方球员OP1，则球员P1底线解围成功；
如果足球在进攻方设定的危险区域内，受到球员P1触碰后不向进攻方球门方向运行，加速度大于解围加速度阀值，而且球员P1周围进攻距离阀值内至少有一名防守方球员，则球员P1大脚解围成功；
统计边路解围成功次数、底线解围成功次数、大脚解围成功次数。
作为优选，进攻球员P1在防守方禁区两侧向中路传球，足球在运行超过传中距离阀值的距离后没有受到与足球运动方向不同的力，则球员P1完成边路传中；
进攻球员P1带球跑动到防守方底线向中路传球，足球在运行超过传中距离阀值的距离后没有受到与足球运动方向不同的力，则球员P1完成下底传中；
如果下一个触球球员为进攻球员，则边路传中或下底传中成功，统计边路传中次数、边路传中成功次数、下底传中次数、下底传中成功次数，计算边路传中成功率、下底传中成功率。
作为优选，如果进攻方控球球员P1将足球带入防守方设定的危险区域内，则进攻方攻入危险区域成功。
作为优选，通过运动传感器获取球员的各个时间段的跑动距离、奔跑速度，统计球员的总跑动距离、最快跑动速度，计算球员大于高速阀值的速度的情况下的跑动距离。
作为优选，通过时间戳计算球员的上场时间。
作为优选，通过心率计获取球员的实时心率，根据心率与球员的生理特征、获取的运动状态，计算热量消耗。
作为优选，通过肌电流模块获取球员实时的表面肌电流，判断球员的疲劳度。
作为优选，根据获取的球员的定位信息，统计球员在球场内各个位置出现的频率。
作为优选，根据球员的各项技术项目的统计结果，根据预设的标价标准进行评分。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的足球数据智能统计方法，通过足球的定位信息、球员的定位信息、足球的运动状态、球员的运动状态，根据各项技术统计的要求，从获取的数据中选择与各项技术项目匹配的相关数据，判断球员完成的技术项目，并进行统计、计算相关项目数据，进而得到足球比赛或训练中的各项数据统计。本发明所述的方法通过自动获取数据的手段进行实现，进行完整的数据统计的人工成本、时间成本几乎为0，可以做到无人工干预即可完成球员与球队的各项数据统计，而且训练结束或比赛结束，即可无时差地得到数据统计结果，有利于对球队与球员进行针对性地训练，大大提升时效性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明为了解决传统人工进行数据统计存在的不足，提供一种足球数据智能统计方法，基于智能球场进行实现。智能球场能够对足球与球员的位置进行定位，并提供定位信息。
为了表示智能球场的可实现性，以下提供一种智能球场的实施方式：
智能球场系统包括若干穿戴设备、若干定位基站、网关和服务器，该若干定位基站分布于球场不同位置，该定位基站与网关为有线或无线连接，该网关与服务器为有线或无线连接。智能球内设有第一UWB标签用于广播自身识别码和运动信息至定位基站；每个穿戴设备均安装有第二UWB标签，该第二UWB标签用于广播自身识别码、运动信息至定位基站；每个定位基站均设有UWB收发装置、微控制器、时钟装置和数据通信装置，该微控制器控制UWB收发装置接收智能球和穿戴设备发送的信息并添加来自时钟装置的时间戳，经数据通信装置发送至网关；该服务器接收网关上传的信息并采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹。
本发明所述的方法基于智能球场，获得足球与球员在球场内的定位信息，通过运动传感器获得足球与球员的运动状态；基于足球的定位信息与球员的定位信息判断足球与球员之间的相对位置关系，以及足球的运动状态，判断球员完成的技术项目，并对每个球员和/或球队所有球员的技术项目进行统计。
足球比赛或训练中的数据统计以个体球员为基础，再进行球队整体的各项数据的统计与计算。
1)控球：
比赛开始后，距离足球最近的球员为控球球员。每一次球员和足球的定位信息更新后，重新计算所有球员与足球的距离：
如果距离足球最近的球员是定位信息更新前的控球球员，则控球球员仍为当前球员，则累加控球时间；如果距离足球最近的球员不是定位信息更新前的控球球员，则查看定位信息更新前的控球球员与足球的距离，如果距离小于一定控球距离阀值(如50cm)，则控球球员不变，否则，控球球员变更为当前距离足球最近的球员；
进而可得每个球员的控球时间。
基于控球时间的统计，还可以得出连续控球的最长距离(最长带球距离，指控球球员连续带球的最长距离)、控球时跑动的最快速度(最快带球速度，指在某个时间段内，控球球员跑动的最高速度)。
2)传球：根据运动传感器可以检测到球员和足球的接触。
如果当前时间段w0的控球球员P1，而且下一时间段w1的控球球员为队友球员P2，且球没有出界，则球员P1传球成功；
如果下一时间段w1控球球员为防守方球员OP1，而且球员P1使足球产生的加速度大于传球加速度阀值(如20m/s2)，则球员P1传球失误；如果球员P1没有使足球产生的加速度大于传球加速度阀值，则球员P1被防守方球员OP1抢断；
进而可统计每个球员的传球总次数、传球成功次数、传球失误次数(传球总次数-传球成功次数)、抢断次数(防守方球员OP1抢断成功的次数)、传球对象(球员在传球成功的情况下的接球球员)，计算传球成功率(传球成功次数/传球总次数)。
3)关键传球：
如果在当前时间段w0，控球球员P1与球门之间只有防守方门将时(球员P1是除了对方门将外，离对方底线最近的球员)，并且球员P1的得球方式是传球，则为球员P1传球的队友球员P2完成关键传球；
如果在当前时间段w0，控球球员P1在大禁区(如距离底线1700cm)以内得到传球后射门，并且控球球员P1周围防守距离阀值(150cm)内没有防守球员，则为球员P1传球的队友球员P2完成关键传球；
统计关键传球总次数、关键传球成功次数，计算关键传球成功率(关键传球成功次数/关键传球总次数)。
4)一对一：
如果在当前时间段w0，控球球员P1与防守方球员OP1的距离小于对位距离阀值(如200cm)，而在下一个时间段w1，控球球员P1仍控球，位置更加接近防守方底线，并且防守方球员OP1与控球球员P1的距离大于对位距离阀值，则控球球员P1一对一成功；统计一对一次数、一对一成功次数，计算一对一成功率(一对一成功次数/一对一次数)，一对一失败次数(一对一次数-一对一成功次数)。
5)射门：
在当前时间段w0，足球运行到球门框范围内，且速度降为零或者向反方向运动(可由运动传感器采集的数据进行判断)，则上一个控球球员P1射门成功，统计射门成功次数。
控球球员P1以大于射门加速度阀值(如20m/s2)的加速度使足球产生的速度大于射门速度阀值(如800cm)，飞出防守方底线，并且在出底线之前足球没有受到与足球运动方向不同的力，则控球球员P1射门偏出，统计射门偏出次数。
控球球员P1以大于射门加速度阀值的加速度使足球的运行方向朝向防守方球门，在时间点t0，防守方门将gk1距离足球距离为所有球员中最短，且小于扑救距离阀值(如50cm)，并且足球的受力情况、运行轨迹发生改变，则门将gk1扑救成功；统计扑救成功次数，并计算失球次数(即上述的射门成功次数)、射正次数(射门成功次数+扑救成功次数)、射门次数(射正次数+射门偏出次数)。
6)助攻：
在射门成功的情况中，如果控球球员P1射门成功，并且控球球员P1得到队友球员P2传球后，在助攻时间阀值(如2s)的时间内射门成功，则球员P2完成助攻；统计助攻次数。
7)解围：
边路解围：如果足球在进攻方半场受到球员P1触碰(可由运动传感器采集的数据进行判断)后出了边线，并且球员P1控球时间小于解围时间阀值(如1s)，且在前的控球球员为防守方球员OP1，则球员P1边路解围成功；统计边路解围成功次数。
底线解围：如果足球在进攻方半场受到球员P1触碰后出了底线，并且球员P1控球时间小于解围时间阀值，且在前的控球球员为防守方球员OP1，则球员P1底线解围成功；统计底线解围成功次数。
大脚解围：如果足球在进攻方设定的危险区域(以进攻方底线为长边，宽为2000cm的矩形区域)内，受到球员P1触碰后不向进攻方球门方向运行，加速度大于解围加速度阀值(如40m/s2)，而且球员P1周围进攻距离阀值(如300cm)内至少有一名防守方球员，则球员P1大脚解围成功；统计大脚解围成功次数。
8)传中：
边路传中：进攻球员P1在防守方禁区两侧向中路传球，足球在运行超过传中距离阀值(如400cm)的距离后没有受到与足球运动方向不同的力(可由运动传感器采集的数据进行判断)，则球员P1完成边路传中；统计边路传中次数。
下底传中：进攻球员P1带球跑动到防守方底线向中路传球，足球在运行超过传中距离阀值的距离后没有受到与足球运动方向不同的力，则球员P1完成下底传中；统计下底传中次数。
如果下一个触球球员为进攻球员，则边路传中或下底传中成功，统计边路传中成功次数、下底传中成功次数，计算边路传中成功率(边路传中成功次数/边路传中次数)、下底传中成功率(下底传中成功次数/下底传中次数)。
9)攻入危险区域次数：
如果进攻方控球球员P1将足球带入防守方设定的危险区域内，则进攻方攻入危险区域成功。在球权没有转换时，进攻方攻入危险区域成功即计数一次，统计攻入危险区域次数。
防守方设定的危险区域根据不同赛制，设定不同的范围，5人制足球中设定的危险区域为距离防守方底线6m以内的区域；8人制足球中设定的危险区域为距离防守方底线8m以内的区域；11人制足球中设定的危险区域为距离防守方底线20m以内的区域。
10)球员跑动数据：通过运动传感器获取球员的各个时间段的跑动距离、奔跑速度，统 计球员的总跑动距离、最快跑动速度，计算球员大于高速阀值的速度的情况下的跑动距离。
其中，总跑动距离为各个时间段的跑动距离的累加和；
最快跑动速度为球员在某个时间段内跑动的最高奔跑速度；
高速跑动距离，为球员在大于高速阀值(如5m/s)的速度的情况下总共的跑动距离；
11)上场时间：
通过时间戳计算球员的上场时间，即球员在场上直到被替换下场或比赛结束的时长。
12)生理数据：
通过心率计获取球员的实时心率，根据心率与球员的生理特征(如年龄、身高、体重和奔跑)、获取的运动状态(如跑动距离)，计算热量消耗。
疲劳度，通过肌电流模块获取球员实时的表面肌电流，判断球员的疲劳度。
13)球员热点图：
根据获取的球员的定位信息，统计球员在球场内各个位置出现的频率。即，根据球员在所胡时间点在定位信息进行统计，出现次数越多的区域颜色越深，可以看出球员在整块比赛中的跑位是否合理。
14)球员评分：根据球员的各项技术项目的统计结果，根据预设的标价标准进行评分。球员评分设有A、B、C、D、E五级：
前锋球员根据射门次数、射门成功次数、一对一成功次数、助攻次数、关键传球次数综合评定；
中场球员根据传球总次数，传球成功次数，传球成功率、总跑动距离、抢断次数、关键传球次数、射门次数综合评定；
后卫根据解围、抢断次数、传球总次数、传球成功次数、总跑动距离综合评定；
守门员根据扑救成功次数和失球次数来判定。
基于所有球员的数据统计，可以得出球队的各项技术统计。
a)控球时间，所有己方球员控球时间的总和；
b)传球次数，所有己方球员总传球次数的总和；
c)传球成功率，所有己方球员传球成功次数的总和/传球总次数；
d)传中次数，所有己方球员传中总次数的总和；
e)传中成功率，边路传球成功次数总和与传中次数总和的比率；
f)抢断次数，所有己方球员抢断次数的总和；
g)关键传球次数，所有己方球员关键传球总次数的总和；
h)全队跑动距离，所有己方球员的总跑动距离的总和；
i)解围次数，所有己方球员解围次数的总和；
j)得分，所有己方球员射门成功次数的总和；
k)射门次数，所有己方球员射门次数的总和；
l)射门成功率，得分/射门次数；
m)球队热点图，所有己方球员的定位信息累加形成的热点图；
n)锋线活动热点，球队中前锋球员的定位信息累加形成的热点图；
o)中场球员活动热点，球队中中场球员的定位信息累加形成的热点图；
p)防线活动热点，球队中后卫球员的定位信息累加形成的热点图。
q)攻入危险区域次数,球队所有球员进入距对方底线一定距离(例如20米)的矩形范围之内的攻入危险区域次数的总和。
r)实际站位情况，球队中各个球员热点图最高值的实际位置。
s)左中右路进攻比例，球队中所有球员控球在左中右区域(将球场依据短边三等分)的时间比例。
t)射门区域，射门位置在小禁区、大禁区、禁区外的比例。
u)射门方向，射门偏左、射正、偏右次数的比例。
v)球活动区域，将球场区域依据长边三等分成前场、中场、后场，球在各个区域出现的时间的比例。
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。