专利名称：高尔夫练习场雷达测定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高尔夫练习场雷达测定方法及装置。
背景技术：
大多数高尔夫球练习场通常是四边形围网形状，高度大约10米左右，从击打位到底网的距离大多为200码左右。使用1号木杆的人一般能打出240码以上的距离，而使用3号木杆的人一般会打得稍近一些但也能达到220码以上的距离。水平较好的球手通常只用1号和3号木杆，而一般初学者，或仍未能很好地掌握击球技巧的人，都会被建议使用3号木杆，因此在高尔夫练习场打球的人基本上打出200码以上的距离，水平高一点的可以打出300码或350码以上，他们击球时，一般击球距离都会超过200码打到底网上，从而看不出落地的距离和球速，这样就会影响他们的实际训练效果。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种高尔夫练习场雷达测定方法及装置，可测得高尔夫球的球速和击打位置及落地距离，为球手提供精确的击打数据。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是高尔夫练习场雷达测定方法，包括如下内容(1)在高尔夫练习场设置的击打板背面设振动传感器；(2)当高尔夫球击中击打板时，用雷达测速仪获得高尔夫球击中击打板时的速度数据，并将其无线传给PC数据处理终端；同时，利用所述振动传感器获得高尔夫球击中击打板时的击打位置数据，并将其传给PC数据处理终端；(3)PC数据处理终端利用软件分析得到高尔夫球击中击打板时的速度以及在没有击打板阻挡时高尔夫球的落地距离；(4)PC数据处理终端将高尔夫球的速度和落地距离传给LED显示屏显示。
高尔夫练习场雷达测定装置，包括高尔夫球击打板，所述击打板背面设多个振动传感器，所述击打板正面前侧设至少一个雷达微波屏蔽板，在所述击打板和每个所述雷达微波屏蔽板之间设雷达测速仪，所述振动传感器和振动传感控制器连接，所述振动传感控制器和所述雷达测速仪内分别设有无线发射装置，PC数据处理终端内设有接收所述传感控制器和雷达测速仪所发射信号的无线接收装置和发射信号的无线发射装置，LED显示屏内设无线接收装置接收PC数据处理终端发射的信号。
本发明相对现有技术达到的有益效果是1)测算并显示出高尔夫球的实际飞行距离。
2)测算并显示高尔夫球经过击打板时的实际飞行速度。
3)测算并显示出高尔夫球对击打板击打的实际位置。
4)可以产生能带来收益的，有针对性的、注目时间更长、互动的广告效果。
5)媒体成熟、投入建设资金少，更加容易进行项目启动。
图1是本发明围网形高尔夫球场效果图。
图2是本发明围网形高尔夫球场击球后的效果图。
图3是本发明围网形高尔夫球场安装击打板、雷达、LED后的效果图，其中A为显示商业广告的击打板，也可称作广告墙，B为与计算机连接的雷达，C为与计算机连接、显示击打后产生的数据的LED显示屏。
图4是本发明围网形高尔夫球场安装击打板、雷达、LED后击球后的效果图。
图5显示了本发明击打板控制模式之一的测算模式中的测距测速模式。
图6显示了本发明击打板控制模式之一的测算模式中的打靶模式。
图7显示了本发明击打板控制模式之二的信息播放模式。
图8是本发明的计算机系统控制模式原理图。
图9是本发明的计算机显示原理图。
图10是本发明的计算机实现流程图。
图11是本发明的测距测速模式逻辑图。
图12是本发明整个系统电路原理图。
图13是本发明系统软件流程图。
具体实施例方式
现结合附图详细说明本发明的实施方式。
图1、图2是本发明围网形高尔夫球场和击球后的效果图。图3、图4为安装了本发明测定装置后的球场和击球效果图。如图11、图12所示，本发明在高尔夫球练习场靠近底网的位置上安装了一块24×6米的击打板10(广告墙)，为只获得高尔夫球击中击打板时的速度，在击球的一侧距击打板约1m处安装至少一个雷达微波屏蔽板41，在击打板和每个雷达微波屏蔽板之间设雷达测速仪4，在击打板背面安装多个振动传感器11成阵列分布，每个传感器辐射约1平方米的正方形面积，保证获得较准确的击打位置。在击打板上方或其它容易看见的位置安装至少一块LED显示屏6。在远程设PC数据处理终端1，PC数据处理终端与雷达测速仪无线连接，击打板背面的传感器通过传感控制器8与PC数据处理终端有线或无线连接，LED显示屏与PC数据处理终端有线或无线连接，PC数据处理终端内装有高尔夫球数据分析系统。
击打板正面可设宣传广告。
雷达测速仪利用多普勒频率变化技术来测量飞行的高尔夫球的速度，这项技术是基于多普勒原理建立的，即雷达把微波发射到一个飞行的高尔夫球上面时，将会反射一个与目标速度成正比例的雷达信号，内部的线圈将该信号进行处理后得到一个频率的变化，通过数字信号处理技术处理后得到一个与速度相关的数据。
高尔夫球数据分析系统有两种控制模式信息播放模式和测算模式。
信息播放模式根据优先级不同分为紧急信息和空闲信息的播放。管理员可通过计算机系统在任何时间、任何模式下播放必要的紧急信息。LED显示屏会停止播放当前内容，滚动播放紧急信息。计算机系统在屏幕空闲时，如10分钟以上没有击球信号并且没有指令播放紧急信息时，会随时播放设定的新闻、广告或高尔夫球击球技巧等其它信息。紧急信息和空闲信息都以滚动字幕的形式由计算机系统传送并显示到LED屏上，如图7所示，同时在计算机屏幕上也会模拟产生LED的显示内容。
测算模式包括测距测速模式和打靶模式。当在击打位高尔夫球被球杆击中在空中飞行并经过雷达向上发射的微波时，利用多普勒频率变化的技术，雷达测速仪即可测量出一组与球的飞行速度相关的数据，通过无线传输的方式传送给计算机；当高尔夫球击打在击打板上时，碰撞点及其周围一定范围内的振动传感器因震动而导通，振动传感控制器检测到所有导通的振动传感器的位置，并将坐标数据发送给控制室里的计算机数据处理系统，即高尔夫球数据分析系统，计算机数据处理系统对接收到的坐标数据进行处理在测距测速模式下，系统计算出所有坐标数据的几何平均值，得到碰撞点的坐标值；计算机数据处理系统根据碰撞点的坐标值和飞行速度相关的数据，即可计算出球击打在广告墙上面时的速度。根据球速和球击打的坐标值即可计算出球在没有广告墙阻挡的情况下落地点，即得到球在没有击打板阻隔的情况下还能移动的距离S0。具体原理过程如下被击打的高尔夫球在空中做抛物线运动，在它第一次落地后会继续做一次或多次抛物线运动，这由高尔夫球场地的阻尼决定。如图11所示，测距算法是模拟高尔夫球可能的移动轨迹，先由高尔夫数据分析系统求出击中击打板的位置，再根据该击打位置与雷达的指向所形成夹角的余弦和雷达传回的数据求出高尔夫球飞行至击打板时瞬间的速度，然后根据求得的高尔夫球飞行速度、位置和提前测定的阻尼系数求得本次击球的落地总距离S。同时计算机系统把分析出来的球速和球落地距离转换成字符串，通过无线发送给LED显示屏，如图5所示。
在打靶模式下，电脑将根据靶位算法计算出击球者本次击打的环数，并无线传给LED显示屏加以显示，见图6；靶位算法是由冲击中心点的坐标算出它与给定的10环靶位之间的距离，然后确定相应的环数。计算机系统根据计算机系统控制模式(见图8)将最终得到的距离和当时的速度或击打的环数通过无线传输方式以字符串的形式传到安装在击打板上端的LED显示屏上加以显示(见图9)。图10说明了上述测距测速模式的整个实现流程。
图12是本发明整个系统电路原理图。雷达测速仪4为体育雷达SPORT型，其内设有无线发射装置5，将测得的用于计算高尔夫球速的相关数据无线发射到PC数据处理终端1；根据击打板的大小其上可设置多个振动传感器，如选用型号为TY-2180309，优选其分布密度为1个/m2。传感器由振动传感控制器控制。一个振动传感控制器8可控制24个振动传感器，n个振动传感控制器控制24×n个振动传感器测得球的击打位置和距离等相关数据。在每个振动传感控制器中，设三组排线JP1、JP2和JP3将振动传感器连接到控制器的控制芯片U1(负责采集信号，可采用AT89C55WD24P1型号)上，每组排线连接方式相同，分别连接8个振动传感器；芯片U2(可采用Max485EPA型号)控制数据的输入和输出，其接收芯片U1采集的信号后处理并输出，其输出端通过排线JPO连接无线发射装置，共有n个JPO与无线发射装置连接。振动传感控制器8计算各个导通的传感器的坐标数据并通过无线发射装置9将其发射到PC数据处理终端1。PC数据处理终端1内设无线接收装置3接收球速、击打位置和距离等相关数据，经过系统处理后由无线发射装置2将球落地距离和当时的速度或击打的环数发射到LED显示屏6，LED显示屏6内设无线接收装置7接收这些数据并显示。LED显示屏6为800W/m2P16(4096点)室外用。该系统中的所有无线发射和无线接收装置均采用蓝牙技术，功率大，传输距离可达1公里；每组无线发射/接收装置都有不同的编号，防止信号相互干扰。
图13为高尔夫球数据分析系统的软件流程图。具体流程如下(1)系统初始化；(2)判断是否有紧急信息输入，若“是”转步骤(3)；若“否”转步骤(4)；(3)系统记录并在LED显示屏和电脑上停止播放当前屏幕的显示信息，而按给定的次数播放紧急信息，播放完紧急信息后，再在LED和电脑上恢复紧急信息播放前的屏幕显示信息，然后转步骤(1)；(4)判断是否有击球数据传入；若“是”转步骤(5)，若“否”转步骤(10)；
(5)判断是否在播放紧急信息，若“是”转步骤(1)，若“否”转步骤(6)；(6)判断是否是测距测速模式，若“是”转步骤(7)，若“否”转步骤(8)；(7)根据雷达和传感器传入的数据计算出球的飞行速度和击球总距离，然后在LED和电脑上显示飞行速度和击球距离并在电脑上模拟击球位置，然后转步骤(1)；(8)判断是否是打靶模式，若“是”转步骤(9)，若“否”转步骤(6)；(9)根据传感器传入的数据计算出在击打板上的击打位置和相对靶心的环数，然后在LED和电脑上显示环数并在电脑上模拟击球位置，然后转步骤(1)；(10)判断系统闲置是否超过预设时间，若“是”转步骤(11)，若“否”转步骤(1)；(11)在LED和电脑上播放新闻、广告或高尔夫球击球技巧等信息。
权利要求
1.高尔夫练习场雷达测定方法，其特征在于，所述方法括如下内容(1)在高尔夫练习场设置的击打板背面设振动传感器；(2)当高尔夫球击中击打板时，用雷达测速仪获得高尔夫球击中击打板时的速度数据，并将其无线传给PC数据处理终端；同时，利用所述振动传感器获得高尔夫球击中击打板时的击打位置数据，并将其传给PC数据处理终端；(3)PC数据处理终端利用软件分析得到高尔夫球击中击打板时的速度以及在没有击打板阻挡时高尔夫球的落地距离；(4)PC数据处理终端将高尔夫球的速度和落地距离传给LED显示屏显示。
2.根据权利要求1所述的高尔夫练习场雷达测定方法，其特征在于，所述振动传感器将高尔夫球的击打位置数据无线传给PC数据处理终端。
3.根据权利要求1或2所述的高尔夫练习场雷达测定方法，其特征在于，所述PC数据处理终端将数据无线传给LED显示屏。
4.根据权利要求3所述的高尔夫练习场雷达测定方法，其特征在于，所述方法还包括如下内容PC数据处理终端根据靶位算法将高尔夫球击中击打板时的位置数据换算成击打的环数，并将其无线传给LED显示屏显示。
5.根据权利要求3所述的高尔夫练习场雷达测定方法，其特征在于，所述方法还包括如下内容PC数据处理终端接收紧急信息播放指令时，控制LED显示屏播放紧急信息；LED显示屏空闲时，PC数据处理终端控制LED显示屏播放空闲信息。
6.根据权利要求4所述的高尔夫练习场雷达测定方法，其特征在于，所述方法还包括如下内容PC数据处理终端接收紧急信息播放指令时，控制LED显示屏播放紧急信息；LED显示屏空闲时，PC数据处理终端控制LED显示屏播放空闲信息。
7.实现如权利要求3所述方法的装置，其特征在于，该装置包括高尔夫球击打板，所述击打板背面设多个振动传感器，所述击打板正面前侧设至少一个雷达微波屏蔽板，在所述击打板和每个所述雷达微波屏蔽板之间设雷达测速仪，所述振动传感器和振动传感控制器连接，所述振动传感控制器和所述雷达测速仪内分别设有无线发射装置，PC数据处理终端内设有接收所述传感控制器和雷达测速仪所发射信号的无线接收装置和发射信号的无线发射装置，LED显示屏内设无线接收装置接收PC数据处理终端发射的信号。
8.根据权利要求7所述的高尔夫练习场雷达测定装置，其特征在于，所述振动传感器成阵列分布。
全文摘要
本发明公开了一种高尔夫练习场雷达测定方法及实现该方法的装置，该装置包括高尔夫球击打板，其背面设多个振动传感器，其正面前侧设至少一个雷达微波屏蔽板，在击打板和每个雷达微波屏蔽板之间设雷达测速仪，振动传感器和振动传感控制器连接，振动传感控制器和雷达测速仪内分别设有无线发射装置，PC数据处理终端内设有接收传感控制器和雷达测速仪所发射信号的无线接收装置和发射信号的无线发射装置，LED显示屏内设无线接收装置接收PC数据处理终端发射的信号。本发明精确的测算系统既可提升球场的服务水平、为打球者增加训练乐趣、为训练者提供更精确的击打数据，又可为广告商提供更加吸引眼球的广告载体。
文档编号A63B57/00GK1654103SQ20051005559
公开日2005年8月17日 申请日期2005年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者强晓光 申请人:强晓光