篮球裁判手套及互动展示系统的制作方法

本发明涉及一种可以捕捉手指状态的篮球裁判手套，本发明还涉及一种基于所述篮球裁判手套的篮球裁判判决互动展示系统。

背景技术：

目前已有的智能裁判打分的方法和基于手势识别的无线智能裁判系统，有的依靠有线传输技术，有的利用无线射频传输技术，有的是通过led电子显示分数，有的是通过文字显示裁判的动作。

上述技术存在下列不足：

1、显示方式不够直接明了：若有人看不懂裁判的手势将会影响观众的观看效果。

2、基于手势识别的无线智能裁判系统使用导电橡胶，可能接触不灵敏影响判决结果，比如2分计时时右手的无名指和小指名不能接触到手心的导电橡胶。

技术实现要素：

本发明的目的是：及时准确地判断出篮球裁判在比赛中做出的判决。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种篮球裁判手套，包括两个套体，其特征在于，在每个套体的手指套袋上均设有一片基础型条式电阻式应变片，基础型条式电阻式应变片随套在手指套袋内的手指弯曲而弯曲，所有基础型条式电阻式应变片经由检测电路接入arduino核心板，arduino核心板的mcu经由检测电路检测基础型条式电阻式应变片电阻值的变化，根据设定的阈值判断相应手指处于打开状态或闭合状态。

本发明的另一个技术方案是提供了一种互动展示系统，其特征在于，包括人体姿态识别模块、手指状态识别模块、人机交互及展示模块，其中：

手指状态识别模块采用上述的篮球裁判手套识别手指处于打开状态或闭合状态；

人体姿态识别模块，用于检测人体左、右大臂的姿态以及左、右小臂的关系，从而得到人体姿态；

人机交互及展示模块，用于将手指状态识别模块及人体姿态识别模块识别到的结果展示出来。

优选地，所述人体姿态识别模块包括用于监控人体左、右大臂姿态的单轴倾角传感器及三轴加速度传感器，通过单轴倾角传感器检测人体的左、右大臂的实时角度，从而判断大臂是自然放下、还是水平、还是举起；

通过三轴加速度传感器检测人体的左、右大臂的运动速度，当检测到的加速度大于设定阈值时，判定为动态动作，否则判断为静态动作，从而判断人体左、右大臂的姿态。

优选地，所述人体姿态识别模块还包括光照强度传感器，通过光照强度传感器监控人体左、右小臂是接近还是分离，当光照强度传感器返回的数据减小时，左、右小臂为接近，当返回的数据增大时，左、右小臂分离。

优选地，所述手指状态模块及所述人体姿态识别模块的传感器所采集到的数据通过无线传输方式传送给pc机，pc机通过软件做出相应的判断，通过大屏幕显示裁判所做的动作，并且通过语音播报裁判的判决结果。

本发明用弯曲传感器判断是否有手指弯曲，无论手势能否接触到手心，只要有手指弯曲就能做出判断，避免了因传感器不灵敏产生的误判。并且利用同步的声音播放和大屏幕显示，让无论是否懂得裁判手势的观众都能清楚地知道裁判的判决结果，增大了判决效果的可读性和明确性。

附图说明

图1为本发明中使用的篮球裁判手套的示意图；

图2为本发明的系统示意图；

图3为人体姿态识别模块的电路框图；

图4为本发明的通信示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。

如图1所示，本发明提供的一种篮球裁判手套使用了弯曲传感器模块，如图1所示，包括两个套体1，每个套体1的手指套袋上均有一片基础型条式电阻式应变片2，所有基础型条式电阻式应变片2均编号处理，基础型条式电阻式应变片2通过检测电路接入arduino核心板。手指带动基础型条式电阻式应变片弯曲后，其电阻值会发生变化，通过arduino核心板的mcu检测其电阻值的变化，同时设定阈值。将基础型条式电阻式应变片2电阻值的变化值与设定的阈值比较，判断相对应的手指是否弯曲，从而得到十个手指的打开闭合状态，并将得到的状态实时传输数据到pc端。

本发明的篮球裁判手套及互动展示系统采用如图1所示的篮球裁判手套，结合图2，具体由三部分构成：人体姿态识别模块、手指状态识别模块、人机交互及展示模块。

其中，手指状态识别模块采用如图1所示的篮球裁判手套。

人体姿态识别模块的电路框图如图3所示，左、右两个单轴倾角传感器分别放置在人体的左、右大臂上，左、右两个三轴加速度传感器也放置在人体的左、右大臂上，左、右两个光照强度传感器则放置在人体的左、右小臂上。然后由cortexa8开发板采集单轴倾角传感器、三轴加速度传感器及光照强度传感器的信息，处理编码返回给pc客户端，由pc客户端与用户互动。

左、右大臂姿态由单轴倾角传感器及三轴加速度传感器监控。由三轴加速度传感器检测左、右大臂的运动速度，设定加速度阈值。若实时检测到的加速度大于加速度阈值，则左、右大臂处于动态当中，不必记录单轴倾角传感器得到的值。若实时检测到的加速度小于加速度阈值，说明速度正常，左、右大臂处于静态当中。此时，再通过单轴倾角传感器判断大臂的角度，即大臂是自然放下，还是水平，还是举起，并设定每个角度的角度波动范围。单轴倾角传感器的旋转轴为大臂水平方向。

本领域技术人员也可以先将单轴倾角传感器得到的数据暂存起来，再等待cpu处理三轴加速度传感器的结果，根据三轴加速度传感器的处理结果，对暂存的单轴倾角传感器的数据进行判断，得到人体大臂的姿态。

光照强度传感器则用于监控左、右小臂的关系。当光照强度传感器返回数据减小时，左、右小臂相互接近；当光照强度传感器返回数据增大时，左、右小臂相互分离。

单轴倾角传感器、三轴加速度传感器及光照强度传感器的数据采集完毕后，cpu使用串口将状态值发送，通过与模型对比，分析出人体实时姿态状况。

本发明的各模块之间通信由短距离通信模块zigbee以及蓝牙模块共同组成，从而实现智能便携，可穿戴的系统特性。

本发明中的zigbee通讯模块：接收端zigbee通过扩展板，使用串口方式与pc机链接，使用5v直流电源供电，zigbee核心板中烧录接受源代码；发送端zigbee通过扩展板，使用串口方式与cortexa8开发板串口连接，使用5v直流电源供电，zigbee核心板中烧录发送源代码，其中波特率为115200。

篮球是奥运会核心比赛项目，是以手为中心的身体对抗性体育运动。由于篮球入门门槛不高，需求场地不大，活动量大，有利于人体健康，很适合强身健体。同时篮球运动对抗性，合作性，技术性强，具有很强的观赏价值，以至于成为全球范围内最受人们欢迎的体育运动之一。美国篮球职业联盟(nba)比赛成为当今世界篮球水平最高的联赛，受到了全球人民的喜爱。因此篮球裁判以及对球员的判罚不仅对比赛进程有着至关重要的影响，同时也对观众的观看体验有着莫大的影响。本发明能够实时返回并展示出裁判说给出的判罚，并通过屏幕、声音的方式展示给观众，大大提高了观众的愉悦度。传统比赛是通过人为识别裁判手势，然后进一步进行记录。这一过程可能存在错误以及时效性的问题，从而影响比赛进程以及观众的观看效果。本产品不仅可以很好地解决这些问题，同时还能具有数据统计功能，可以将实时犯规数据上传云端，提供给教练进行辅助判断。