一种用于滑雪运动的智能系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于滑雪运动的智能系统。
背景技术：
：滑雪运动是运动员把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动。滑雪运动(特别是现代竞技滑雪)发展到当今，项目不断在增多，领域不断在扩展。世界比赛正规的大项目分为：高山滑雪、北欧滑雪(NordicSkiing，越野滑雪、跳台滑雪)、自由式滑雪、冬季两项滑雪、雪上滑板滑雪等。每大项又分众多小项，全国比赛、冬奥会中几十枚耀眼的金牌激励人们去拼搏、去分享。纯竞技滑雪具有鲜明的竞争性、专项性，相关条件要求严格，非一般人所能具备和适应。旅游滑雪是出于娱乐、健身的目的，受人为因素制约程度很轻，男女老幼均可在雪场上轻松、愉快地滑行，饱享滑雪运动的无穷乐趣。由于高山滑雪具有惊险、优美、自如、动感强、魅力大、可参与面广的特点，故高山滑雪被人们视为滑雪运动的精华和象征，更是旅游滑雪的首选和主体项目。通常情况下，评估人们滑雪技术水平的高低，多以高山滑雪为尺度。现有技术中，滑雪者无法记录自身练习过程中的数据并对其进行分析，缺少辅助教学、动作复现、人性化交互的手段。技术实现要素：本实用新型针对现有技术的不足设计了一种用于滑雪运动的智能系统，目的是通过姿态捕捉、动作识别和参数计算实现对滑雪教学、动作复现、人性化交互和滑雪助手等功能。本实用新型为实现以上目的，采用如下方案：它包括设备端、移动端、服务器端，所述设备端包括主控模块、传感器模块、锂电池管理模块、交互模块，所述主控模块采集空间角度、角速度、角加速度参数，通过算法实时计算速度、加速度、距离参数，所述传感器模块包括温度气压传感器、定位模块，收集温度、气压和定位、数据传递至所述主控模块，所述锂电池管理模块用于对锂电池充放电管理和温度控制并给整个设备端系统供电，它包括充放电管理电路、温控电路和锂电池，所述交互模块包括磁感开关和RGBLED，所述磁感开关用于设备端的开启和关闭，所述RGBLED由主控模块控制，根据移动端指令修改相应的颜色和显示效果。进一步的，所述主控模块为IntelCurie芯片，其内置三轴加速度计、三轴陀螺仪和BLE4.0蓝牙模块，并包含了一个具有128个神经元的神经网络架构，可在设备端进行高速、实时的机器学习。通过芯片内部神经网络架构实现动作判别：起跳、落地、异常，以及各教学关卡中规定需要实现的动作。进一步的，所述所述定位模块为GPS和北斗双卫星定位系统，提高了定位精度和稳定性。更进一步的，所述定位模块还进一步包括GSM基站定位模块，实现卫星、基站双模式定位，通过GSM基站辅助定位，达到快速搜星的目的，提高定位速度。进一步的，所述移动端接收设备端的数据进行显示及支撑用户交互功能，并将数据上传至服务器端。进一步的，所述服务器端接收移动端上端的数据并进行存储和分析并支撑社交功能。本实用新型对比现有技术可实现以下有益效果：通过姿态捕捉、动作识别和参数计算实现对滑雪教学的辅助，复现滑雪动作，使滑雪者不断提高自身的技术水平；人性化的交互和滑雪助手的功能，丰富了滑雪运动的趣味性和社交性，提高人们对滑雪运动的兴趣。附图说明图1为本实用新型系统原理框图；图2为本实用新型设备端系统框图；图3为IntelCurie芯片内部结构框图。具体实施方式如图1和图2所示，一种用于滑雪运动的智能系统，它包括设备端、移动端、服务器端，设备端实现对运动姿态和各项参数的实时采集和计算，并进行快速动作识别，所述设备端包括主控模块、传感器模块、锂电池管理模块、交互模块，所述主控模块采集空间角度、角速度、角加速度参数，通过算法实时计算速度、加速度、距离参数，所述传感器模块包括温度气压传感器、定位模块，收集温度、气压和定位数据传递至所述主控模块，其中，所述定位模块为GPS和北斗双定位系统，提高了定位精度和稳定性。更进一步的，所述定位模块还进一步包括GSM基站定位模块，实现卫星、基站双模式定位，通过GSM基站辅助定位，达到快速搜星的目的，提高定位速度。所述锂电池管理模块用于对锂电池充放电管理和温度控制并给整个设备端系统供电，它包括充放电管理电路、温控电路和锂电池，充放电管理电路采用专用锂电池管理芯片，对锂电池充放电的电流进行控制，并具有过充过放保护和短路保护功能，锂电池采用3.7V2000mAh电池，温控电路包括热电阻和温度开关，当设备内环境温度低于10℃时，热电阻消耗锂电池电量进行内环境升温，当内环境温度高于10℃时，温度开关关断，停止升温，如此保证内环境温度维持在芯片、锂电池正常工作温度范围内。所述交互模块包括磁感开关和RGBLED，所述磁感开关用于设备端的开启和关闭，所述RGBLED由主控模块控制，根据移动端指令修改相应的颜色和显示效果，实现个性化定制。本实用信息的设备端可安装在滑雪板等滑雪设备上，也可作为可穿戴设备供滑雪者随身穿戴。所述移动端接收设备端的数据进行显示及支撑用户交互功能，并将数据上传至服务器端。移动端设备可能是智能手机(IOS或Android系统)、智能手环、智能手表、PC、智能跟踪摄像机(如gopro)等支持BLE4.0的设备。根据移动端设备的不同，用户交互界面和显示的数据有所不同。智能手机端包括一个专用应用程序。用户注册应用程序后方可使用。应用程序中包含：1、面向本产品用户的专业社区论坛，论坛包含浏览，发帖，点赞，评论，恢复等功能；2、与硬件设备的数据交互功能，能够通过蓝牙采集硬件上传的数据，并实时传输到app，然后进行格式化处理，以图形、动画和数字化等多种展示形式同步展示数据；3、能够查看用户硬件交互历史数据，并通过图形和动画形式展示数据所代表的实际行为；4、依据系统内不同用户的过往数据，进行多维度的排名展示；5、能够展示本系统所涵盖学场的360度全境地图、VR地图、鹰眼地图的形式展示好友位置，方便用户查看多人在线时的用户位置信息，用于社交；6、能够展示用户所在地的天气情况、雪场天气情况、雪场雪道雪况；7、能够展示用户的个人信息，以及图片、视频、动画信息，并且能够编辑个人信息。所述服务器端接收移动端上端的数据并进行存储和分析并支撑社交功能。服务器端实现对数据的存储和分析，并支撑社交功能。对移动端上传的数据按照不同用户进行分类存储，按照用户需求对不同用户的数据进行分析和比较评级，实现社交排名、社交分享、社区互动等功能。本系统后台以java开发语言为基础，采用springMvc框架，做为软件系统初步架构的搭建。mysql+ehcache用来储存数据信息，采用数据库与缓存文件相结合。后台页面采用html5框架，jquery+css3来优化界面样式，服务器使用tomcat做初步扩展并发优化。管理员登录采用md5盐值加密，配合自定义的双向密钥，保证了后台的安全性；管理员登录系统后，可以查看系统的相关设置，例如tomcat，mysql，服务器等基础信息。另外包含了文件管理模块、用户角色模块、雪场管理模块、历史数据模块、发布动态模块、广告滚动栏管理模块等。如图3所示，所述主控模块为IntelCurie芯片，其内置三轴加速度计、三轴陀螺仪和BLE4.0蓝牙模块，并包含了一个具有128个神经元的神经网络架构，可在设备端进行高速、实时的机器学习。通过三轴加速度计和三轴陀螺仪采集参数：空间角度、角速度、角加速度、芯片温度。采用相关算法实时计算参数：速度、加速度、距离。通过芯片内部神经网络架构实现动作判别：起跳、落地、异常，以及各教学关卡中规定需要实现的动作。各类数据和动作识别结果进行量化和成帧，存入Flash芯片中。当移动端与设备端蓝牙连接时，将Flash中的数据同步至移动端，实现数据交互。通过进一步的开发相应的滑雪游戏，服务器端通过设备端上传的数据分析可以识别动作，与配套的游戏相连，游戏动作与真实用户所掌握的滑雪动作相匹配。用户完成游戏指定的动作，系统进行打分并与其他用户分享成绩。通过游戏使用户不断提高滑雪水平，提高了用户对滑雪运动的兴趣。如表1所示，显示设备端采集的各种参数的精度和数据来源说明。表1设备端采集参数说明序号参数精度数据来源1角度0.1°通过IMU采集和计算2角速度0.1rad/s通过IMU采集3角加速度0.1rad/s2通过IMU采集4加速度0.1m/s2通过算法计算5速度0.1m/s通过算法计算6距离1m通过算法计算7高度0.1m通过气压传感器计算8温度0.1℃通过温度传感器采集以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3