一种篮球辅助训练系统的制作方法

本发明实施例涉及运动训练辅助装置系统技术领域，具体涉及一种篮球辅助训练系统。

背景技术：

篮球训练往往需要大量的时间精力投入，通过运动员的不断尝试和反复摸索逐渐形成自己的投篮方式和投篮习惯，中间如果没有标准化的教练指导，运动员往往容易形成错误的运动习惯，从而影响投篮准确性和稳定性。

所以，现有技术中，存在对篮球训练的辅助训练系统，以提高篮球训练者训练效率，如美国专利no.7,094,164描述了一种系统，该系统在篮球投篮期间跟踪篮球的轨迹，使得投篮者可以使用来自系统的反馈，以用于提高他在投篮时的技能。其中，对于训练者训练过程中的相关参数的采集设备及方法已在专利文献cn108369634a等现有技术中有记载，这里不再赘述。

然而，这种系统虽然对训练者的训练过程有反馈和帮助，但由于该系统是采用对训练者的训练轨迹进行记录和曲线拟合比对，仅仅只是对其动作纠正教学起到参考的作用，而且获得的拟合数据也是基于运动者前期的原生自由训练采集而成，对训练者的运动习惯的初始养成阶段缺乏直接指导，运动纠错具有滞后性，从而增加了运动员篮球训练的时间成本和精力，缺少开始阶段的标准示范过程，从而不利于使运动员一开始就形成规范化动作。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种篮球辅助训练系统，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例提供的一种篮球辅助训练系统，包括，

一个或多个传感器，所述传感器可以检测训练人员投出的篮球轨迹的物理信息；及

生成轨迹参数的逻辑装置，所述轨迹参数设定为表征篮球运动轨迹的一个或多个状态，

以及使用轨迹参数生成反馈信息；以及

一个或多个反馈输出机制，用于向训练人员提供反馈纠正指导信息；

其特征在于，还包括演示模块，所述演示模块设定为基于训练人员基本体征信息和投篮训练所站位置得出的最佳投篮曲线范围给出训练前的投篮动作示范演示，

所述反馈输出机制基于所述最佳投篮曲线范围对所述训练人员的投篮轨迹参数进行比对分析，反馈输出给训练人员应当修正的投篮方向、角度和力度。

优选的，所述传感器包括红外传感器、压电传感器、加速度传感器、角速度传感器、雷达以及图像采集设备。

优选的，所述传感器设置于篮球训练场周围区域。

优选的，所述物理信息是由摄像机记录的视频帧数据。

优选的，所述逻辑装置配置成对所述轨迹参数的所述物理信息生成抛物线曲线拟合。

优选的，所述反馈输出装置包括可视交互屏、头戴ar设备、场地扬声器以及头戴无线耳机。

优选的，所述轨迹参数包括篮球速度，方向速度分量，位置，旋转速率，旋转轴方向角和方向加速度分量。

优选的，所述基本体征信息包括训练人员的肩高、臂长、体重、投篮弹跳高度以及投篮时指尖高度。

优选的，还包括评分系统，所述评分系统基于训练人员每次投篮的篮球运动轨迹与最佳投篮曲线范围进行比对打分。

优选的，还包括数据存储设备，所述数据存储设备基于训练人员过往训练数据构筑训练档案，所述训练档案包括训练回顾模块和人才选拔模块。

本发明实施例具有如下优点：

1、根据训练人员的体征数据和训练位置，给出最佳投篮曲线范围，在训练之处就引导训练人员进行标准投篮训练，避免错误运动习惯的形成和纠正的时间精力成本付出，大大提高了训练效率。

2、基于训练人员的投篮轨迹数据与最佳投篮曲线范围的实时比对分析反馈，对训练人员的投篮方法及时纠正，进一步提高规范化投篮训练效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种篮球辅助训练系统的最佳投篮曲线示意图；

图2为本发明实施例提供的最佳投篮曲线范围比对示意图；

图中：

1-训练人员、2-篮球、3-篮筐、4-地面，

11-第一轨迹曲线、12-第二轨迹曲线、13-第三轨迹曲线

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一个实施例为一种篮球辅助训练系统，系统包括设置在篮球场地板内的压力传感器、篮球场周围的图像采集设备/雷达、篮球架上周布的多个图像采集设备/雷达、计算机、服务器、可交互显示设备、扬声器、头戴语音图像设备等，计算机通过录入或采集训练者肩高臂长体重跳高以及投篮时指尖高度等参数，构筑训练者训练模型，基于压力传感器的受压位置或训练者预先设定位置，得到训练者投篮距离。从而根据如下方法构筑训练者最佳投篮曲线。

为了让投篮者出手时避免被对手封盖干扰，投篮者出手高度应尽可能接近投篮者肩高、臂长与跳高的和，然而，初学者的出手高度往往较低，因此，为了强制性规范动作，投篮出手高度被设定为投篮者肩高、臂长与跳高的和，并根据投篮位置，设定最佳投篮曲线，如图1所示，训练者1的出手位置为点a，出手高度即出手点距地面4距离为ac，篮球2的最高点为h，篮筐3的中心点为b1，篮筐3的水平线与出手方向切线的交点为b2，最高点h的垂线hd与b1b2连线的交点为o，以o为原点，b2b1为x轴，oh为y轴，出手角度α为篮球出手方向在cab1平面的投影线与过a点水平面的夹角，则可以获得投篮轨迹函数为：

f(x)＝-β|x|ⁿ+h，

其中，h为轨迹最高点到b1b2连线距离且h>1/2(b1b2)，n为次方数且n≥2，β为篮球抛物高度系数，与篮球出手角度α相关，β∈[0.5,2]。

由于训练者在投篮过程中的出手瞬间的压腕使篮球加速回旋，从而可以使篮球在空气动力学的作用下改变篮球在空中的弧线，如图2所示，在没有压腕动作时，篮球的运动轨迹近似为简单的抛物线方程，此时由于篮球飞入篮筐的角度较小，导致投篮入筐的容错率较低，投篮命中率较低；而当压腕加强后，方程的次方数与压腕的强度成正比，在相近的投掷力下，压腕增加了篮球入筐的飞入角度，从而可以增加容错率，提高投篮命中率。图中，第一轨迹曲线11、第二轨迹曲线12、第三轨迹曲线13的函数次方数n的关系为n1<n2<n3。

由此，函数次方数n越高，投篮命中率越高，从而，最佳投篮曲线被设置为n∈(n1,nmax)，其中，n1为平抛篮球的抛物线轨迹次方数，nmax设定为运动员可压腕获得的篮球回旋转速极值所对应的次方数n。

投篮时，系统会提示训练者瞄准训练者与篮筐中心连线所在垂面上的篮筐后点。当系统检测到训练者的出手点明显低于a点时，提示训练者抬高手臂并舒展上身。当系统检测到训练者的投篮轨迹的最高点不在oh直线上时，提醒训练者调整投出力道。具体的，当训练者的投篮轨迹的最高点偏向a点时，系统提示训练者增加力道，当训练者的投篮轨迹的最高点偏向b1点时，系统提示训练者减小力道。当系统检测到投篮轨迹与cab1平面形成夹角γ时，即投篮方向偏离，系统会提示投篮者投篮水平角度修正(-γ)角度，使投篮方向正确。

当系统检测到训练者的投篮轨迹的次方数n值较低时，会通过语音提示训练者增加压腕力度，并增加投篮出手角度α；当系统检测到训练者的投篮轨迹的次方数n值接近极值时，会通过语音提示训练者控制压腕力度，并减小投篮出手角度α，从而避免过力导致的稳定性降低。

特别的，检测系统通过运动轨迹记录分析，将最佳投篮轨迹区间与训练者投篮轨迹拟合曲线输出至ar设备上，训练者可通过头戴ar设备实时看到自己的投篮轨迹与最佳投篮轨迹范围的差别，从而可以及时对自身动作进行调整。

对于其他的运动轨迹记录分析输出设备及系统在现有技术中已有详细记载，这里不再赘述。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。