专利名称：体育项目训练辅导系统数据图像同步系统的制作方法
技术领域：
本发明属于运动器械领域，尤其涉及一种用于高尔夫球类的训练系统。
背景技术：
高尔夫球类运动适合任何季节，高尔夫的运动是全方位的，可以活动到人的各个 部位，增加身体的柔韧性和抵抗力，所以，除了参加高尔夫比赛，在日常进行高尔夫技术的 练习，通过健身来调整身体状态，已经成为人们生活非常重要的一部分。要打好高尔夫球，基本动作阶段(例如挥杆动作)的训练是最基础和非常关键 的；这其中，训练/追求完美的挥杆动作的过程，是最耗费教练和初学者的精力和时间的事 情。为了有助于迅速地提高受训者打高尔夫球的动作熟练程度，各种辅助练习/训练 器材、装置应运而生。CN 01810196. 8 “高尔夫球训练装置”、CN200680015067. 6 “使用激光器和4轴光 感测的高尔夫球和杆头信息的分析系统”以及CN200480016921. 1 “高尔夫挥杆训练装置与 使用方法”等中国专利或专利申请文件中公开了各种与之相关的装置和器材。但是，现在市面上的各种与高尔夫球类相关的训练辅导系统或装置，多是要么只 有录/放像装置，要么只能测试/记录各种数据，缺乏一个能将两者统一起来的同步系统。由于不能将记录图像和检测数据两者同步起来，加上有些形体、姿态或重心偏移 方面的问题不是用语言能说明白的，导致教练和受训者不能及时发现/确定存在的问题， 不利于受训者的及时改进或快速提高。以训练场为主要销售/使用对象的大型/高级高尔夫球类训练辅导系统，虽然可 以通过复杂的硬件系统将图像记录和数据检测两部分同步起来，但那是以高昂的购置/使 用/维修成本、较复杂的系统构成以及较庞大的安装空间为代价的，而这些均不是一般普 通的个人或家庭所能承受得起的。所以，这也阻碍了高尔夫球活动以及高尔夫球类训练辅 导系统的普及。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能同步提供受训者的实时图像/数据 信息、而且采购/使用成本低廉的、特别适用于普通家庭/个人使用的体育项目训练辅导系 统数据图像同步系统。本发明的技术方案是提供一种体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，包括 受训者所站立的平衡板和计算机，其特征是在平衡板周边设置至少四只传感器；各传感 器与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。其中，所述的数据采集卡经有线或无线方式与计算机连接。所述的传感器为称重/重量/力矩传感器。所述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。
本发明还提供了上述体育项目训练辅导系统数据图像同步系统的工作步骤，包括 受训者动作的图像摄取/录像，其特征是(1)系统自检、启动;(2)计算机、传感器和摄像头开始工作；(3)计算机收到一帧图像，读取一次传感器数据；(4)计算机将收到的各帧图像与传感器数据建立对应关系；
(5)计算机实时地显示图像信号和传感器数据，处于“单纯实时显示”模式；(6)检测是否有“记录开始”信号；(7)当计算机收到“记录开始”信号时，进入“图像/数据同步记录”模式，将T时 刻的图像信号显示并存储至计算机硬盘中的指定位置；(8)将T时刻的传感器数据同步地存储至计算机内存中的指定位置；(9)同步地显示T时刻的图像信号和传感器数据；(10)时间参数指针T的数值+1 ；(11)检测是否有“记录停止”信号；(12)若无“记录停止”信号，重复上述第(7)至第(11)步骤；(13)当收到“记录停止”信号时，将存储至计算机内存中的传感器数据分别存储至 计算机硬盘中的指定位置，并保存其图像/数据的同步对应关系；(14)返回到上述第(3)步骤的“单纯实时显示”模式，继续检测是否有“记录开始” 的信号。进一步地，上述的同步系统还可以利用存储在计算机中的各帧图像和同步对应的 传感器数据，进行训练图像和传感器数据的同步重放。上述的计算机每收到一帧图像，即同步地依次顺序读取一次各个传感器的数据， 并将该帧图像与各传感器的数据依次分别建立同步对应关系。上述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。上述的传感器为称重/重量/力矩传感器，其测量输出值经模/数转换后送入计 算机。上述的计算机利用上述图像和数据信息，可以提供受训者动作图像和受训者重心 位置的同步实时显示；经过数据处理，还可提供受训者重心位置的历史变化轨迹。与现有技术比较，本发明的优点是1.利用市面上常见的低价设备，构成采购/使用成本低廉的、能同步提供受训者 的实时图像/数据信息的训练辅导系统，特别适合普通的家庭或个人使用；2.采用图像的帧信号作为数据采集的触发信号，无需设置昂贵的硬件同步系统， 极大地降低了整套装置的造价和成本；3.将采集的传感器数据信息暂存入计算机的内存中，提高了整个系统的运行/反 应速度。
图1是本发明的系统构成示意图；图2是本发明的工作步骤流程图。
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图中1为平衡板，21 24为传感器，31 34为数据采集卡，4为摄像头，5为计算 机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。图1中，本发明在受训者所站立的平衡板周边设置了至少四只传感器；各传感器 与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。其中，所述的数据采集卡可以经有线或无线方式与计算机连接，当采用有线连接 方式时，可以采用一个多通道数据采集卡，以并行或串行方式与计算机进行数据传输；当采 用无线连接方式时，可以用一个多通道数据采集卡，或用多个单通道数据采集卡，将传感器 的数据无线传输到一个与计算机相连的无线接收器。由于其为现有技术，在此不再详述。所述的传感器为称重/重量/力矩传感器。所述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。其数码摄像头可以选用市售的普通数码摄像头或DV摄像机，采用USB、 FireWire400或FireWire 800(俗称“火线”)接口方式与计算机连接，其具体连接可参见 IEEE1394工业标准或IEEE 1394B工业标准的相关内容，在此不再叙述。为了更好地采集受训者重心变化的信息，根据平衡板面积的大小来决定传感器的 设置数量；通常，传感器设置数量以4或6或8个为宜。图2中，本系统的工作步骤至少包括(1)系统自检、启动；(2)计算机、传感器和摄像头开始工作；(3)计算机收到一帧图像，读取一次传感器数据；(4)计算机将收到的各帧图像与传感器数据建立对应关系；(5)计算机实时地显示图像信号和传感器数据，处于“单纯实时显示”模式；(6)检测是否有“记录开始”信号；(7)当计算机收到“记录开始”信号时，进入“图像/数据同步记录”模式，将T时 刻的图像信号显示并存储至计算机硬盘中的指定位置；(8)将T时刻的传感器数据同步地存储至计算机内存中的指定位置；(9)同步地显示T时刻的图像信号和传感器数据；(10)时间参数指针T的数值+1 ；(11)检测是否有“记录停止”信号；(12)若无“记录停止”信号，重复上述第(7)至第(11)步骤；(13)当收到“记录停止”信号时，将存储至计算机内存中的传感器数据分别存储至 计算机硬盘中的指定位置，并保存其图像/数据的同步对应关系；(14)返回到上述第(3)步骤的“单纯实时显示”模式，继续检测是否有“记录开始” 的信号。进一步地，该同步系统利用存储在计算机中的各帧图像和同步对应的传感器数 据，进行训练图像和传感器数据的同步重放。
其中，所述的计算机每收到一帧图像，即同步地依次顺序读取一次各个传感器的 数据，并将该帧图像与各传感器的数据依次分别建立同步对应关系。。所述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。所述的传感器为称重/重量/力矩传感器，其测量输出值经模/数转换后送入计 算机。本系统利用上述图像和数据信息，可以提供受训者动作图像和受训者重心位置的 同步实时显示；经过数据处理，还可提供受训者重心位置的历史变化轨迹。由于本系统利用市面上常见的低价设备，构成采购/使用成本低廉的、能同步提 供受训者的实时图像/数据信息的训练辅导系统，故特别适合普通的家庭或个人使用；同 时，因为其采用图像的帧信号作为数据采集的触发信号，无需设置昂贵的硬件同步系统，极 大地降低了整套装置的造价和成本；此外，其将采集的传感器数据信息暂存入计算机的内 存中，提高了整个系统的运行/反应速度；加上其数据采集卡可以采用有线或无线的方式 与计算机进行连接，大大方便了整个系统的安装或布局。为了更好地理解本发明的技术方案，亦可以参考前述提到的中国发明专利申请和 /或中国发明专利所公开的相关内容。需要注意的是，上述诸专利文献/文件只应看作有助于对本申请技术方案的理 解，而不应看作是对本申请某些部分的某种限制。本领域的普通技术人员，在领会和掌握了本发明的基本发明思路后，完全可以不 经过创造性的劳动，在本发明所公开的技术方案的基础上，做出各种等同的或相似的技术 方案，这些等同的或相似的技术方案也应看作是本发明所请求保护的范围。应当认识到，只要在本发明的实质精神范围内，对以上各实施例的变化或变形，都 将落在本申请之权利要求所要求的保护范围内。本发明可广泛地用于体育球类项目(如高尔夫球或棒球)或理疗康复治疗的训练 领域。
权利要求
一种体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，包括受训者所站立的平衡板和计算机，其特征是在平衡板周边设置至少四只传感器；各传感器与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。
2.按照权利要求1所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所述的 数据采集卡经有线或无线方式与计算机连接。
3.按照权利要求1所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所述的 传感器为称重/重量/力矩传感器。
4.按照权利要求1所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所述的 数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。
5.一种按照权利要求1所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，包括受训者 动作的图像摄取/录像，其特征是所述的系统按照下列步骤进行工作(1)系统自检、启动；(2)计算机、传感器和摄像头开始工作；(3)计算机收到一帧图像，读取一次传感器数据；(4)计算机将收到的各帧图像与传感器数据建立对应关系；(5)计算机实时地显示图像信号和传感器数据，处于“单纯实时显示”模式；(6)检测是否有“记录开始”信号；(7)当计算机收到“记录开始”信号时，进入“图像/数据同步记录”模式，将T时刻的 图像信号显示并存储至计算机硬盘中的指定位置；(8)将T时刻的传感器数据同步地存储至计算机内存中的指定位置；(9)同步地显示T时刻的图像信号和传感器数据；(10)时间参数指针T的数值+1；(11)检测是否有“记录停止”信号；(12)若无“记录停止”信号，重复上述第(7)至第(11)步骤；(13)当收到“记录停止”信号时，将存储至计算机内存中的传感器数据分别存储至计算 机硬盘中的指定位置，并保存其图像/数据的同步对应关系；(14)返回到上述第(3)步骤的“单纯实时显示”模式，继续检测是否有“记录开始”的信号。
6.按照权利要求5所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所述的 同步系统利用存储在计算机中的各帧图像和同步对应的传感器数据，进行训练图像和传感 器数据的同步重放。
7.按照权利要求5或6所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所 述的计算机每收到一帧图像，即同步地依次顺序读取一次各个传感器的数据，并将该帧图 像与各传感器的数据依次分别建立同步对应关系。
8.按照权利要求5或6所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所 述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。
9.按照权利要求5或6所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征所述 的传感器为称重/重量/力矩传感器，其测量输出值经模/数转换后送入计算机。
10.按照权利要求5或6所述的体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，其特征是所 述的计算机利用上述图像和数据信息，可以提供受训者动作图像和受训者重心位置的同步 实时显示；经过数据处理，还可提供受训者重心位置的历史变化轨迹。
全文摘要
一种体育项目训练辅导系统数据图像同步系统，属于运动器械领域。包括受训者所站立的平衡板和计算机，其特征是在平衡板周边设置至少四只传感器；各传感器与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。本发明还提供了一种上述系统的工作步骤。其既能同步提供受训者的实时图像和重心变化数据信息、而且采购/使用成本低廉，特别适用于普通家庭/个人使用，可广泛地用于体育球类项目(如高尔夫球或棒球)或理疗康复治疗的训练领域。
文档编号A63B71/00GK101822895SQ20091004696
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者何长缨 申请人:锐选自动化科技(上海)有限公司