一种评价排球扣发球质量的装置及方法

1.本发明涉及排球扣发球质量评价技术领域，尤其涉及一种评价排球扣发球质量的装置及方法。


背景技术：

2.排球运动作为“三大球”之一，在我国历史悠久，有较好的群众基础，小学、中学、高校会开设排球选修课课程，中考、高考也会将排球纳入体育考试项目，受关注度较高，受众面较广；其中排球运动技术包含垫球、传球、扣球、发球、拦网等五大技术动作，其中发球技术与扣球技术是排球运动中最重要的得分手段，技术动作要求精细化程度高，提升空间大，挑战性强，在运动员的训练中占有较大的比重，在不同级别学生升学考试，教师的应聘，教师、学生的基本功大赛中都是必考项目。
3.但是，目前排球运动在评分考核中还存在以下问题：1)、在排球项目的考核晋升类活动中，其中包括：各级别排球技术考核、基本功大赛、升学考试等，对于扣发球质量的评价主要由排球专家评委的现场打分决定，由于人为因素的存在，每次活动很难做到标准统一，考核权威性受到一定局限，影响考核晋升的绝对公平性；2)、由于国家级、省级专业队以及高校、体校、中小学等不同级别排球队训练中扣发球质量的评价缺乏量化标准，“好球”与“差球”只是通过专家评委的主观感受来判断，影响了排球运动员技术的进步和职业的发展。
4.因此，开发一种评价排球扣发球质量的装置及方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力。


技术实现要素：

5.为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明提供一种评价排球扣发球质量的装置及方法，通过建立评价扣发球质量的系统，量化运动员每一个扣发球的质量，方便排球运动各级别考核晋升统一标准；同时，通过扣发球的质量评价装置，减少人工投入，增加排球扣发球质量评价的客观性及科学性。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
7.一种评价排球扣发球质量的装置，包括排球支撑网，靠近所述排球支撑网处设置有移动式集成网架，所述移动式集成网架上沿竖直方向及水平方向分别排列设有若干组相对设置的红外传感器，若干组所述红外传感器均与控制电脑连接并进行编码，若干组所述红外传感器阵列交互形成用于检测排球通过所述排球支撑网上方的定位网格平面，所述排球支撑网一侧的场地上铺设有若干模块化压力感应器，若干所述模块化压力感应器均与所述控制电脑连接并进行编码，若干所述模块化压力感应器形成用于检测排球掉落点的落点网格平面，当排球扣发球经过所述红外传感器组成的定位网格平面掉落到所述模块化压力感应器组成的落点网格平面上时，所述红外传感器及所述模块化压力感应器均将检测到的坐标信息传递给所述控制电脑。
8.作为一种改进的技术方案，所述红外传感器采用的是红外反射式光电传感器；
9.沿竖直方向及水平方向上相邻两所述红外传感器之间的间距为20cm；
10.所述模块化压力感应器的感应范围为1m2。
11.一种评价排球扣发球质量的装置的方法；包括以下步骤：
12.s1：利用红外传感器组成的定位网格平面获取扣发球通过排球支撑网时的过网点坐标，并标记为(a，b，c)，其中，c为扣发球通过所述排球支撑网时的竖直高度，并记录为过网点高度h，并将过网点坐标信息传递给控制电脑；
13.s2：利用模块化压力感应器组成的落点网格平面获取扣发球掉落点坐标，并标记为(a，b，c)，并将掉落点坐标信息传递给所述控制电脑，并同时将扣发球掉落点所处的所述模块化压力感应器的压力值传递给所述控制电脑，所述控制电脑将压力值表征为扣发球力量值，并将扣发球力量值记录为p；
14.s3：利用所述控制电脑计算出同一次扣发球时，步骤s1排球过网点时与步骤s2排球掉落点时的时间差，并将时间差记录为t；
15.s4：根据步骤s1的过网点坐标、步骤s2的掉落点坐标以及步骤s3的时间差，根据下列公式计算出扣发球的速度，并将扣发球的速度记录为v：
[0016][0017]
s5：根据步骤s1的过网点坐标及步骤s2的掉落点坐标，根据下列公式计算出扣发球的角度，并将扣发球的角度记录为θ：
[0018][0019]
s6：根据步骤s1-步骤s5的方法采集扣发球的数据，并结合排球专业评分人员对扣发球质量的评分，构建评价模型；
[0020]
s7：将构建的评价模型应用到应用模块中，以此来评价扣发球的质量。
[0021]
作为一种改进的技术方案，移动式集成网架靠近所述排球支撑网设置，在步骤s1中所述红外传感器获取的过网点坐标中a与排球支撑网处于同一平面上，所述过网点坐标中的a＝0。
[0022]
作为一种改进的技术方案，所述模块化压力感应器安装于场地上，排球通过定位网格平面后掉落于所述模块化压力感应器上，在步骤s2中所述模块化压力感应器获取的掉落点坐标中c＝0。
[0023]
作为一种改进的技术方案，在步骤s2中，当排球的掉落点处于2个以上所述模块化压力感应器的边界位置时，所述模块化压力感应器输出的压力值的加和表征该次扣发球力量值；
[0024]
在步骤s2中，当排球的掉落点处于2个以上所述模块化压力感应器的边界位置时，所述模块化压力感应器输出的压力值的最大值所处的位置表征该次扣发球掉落点坐标。
[0025]
作为一种改进的技术方案，在步骤s6中构建评价模型的构建步骤包括以下：
[0026]
s61：针对不同级别的排球运动员，让其在评价排球扣发球质量的装置开启的状态下进行扣球和发球，并将扣发球的数量记录为n；
[0027]
s62：通过评价排球扣发球质量的装置对不同级别的排球运动员的每一次扣发球
进行运动指标数据采集，其中，采集的运动指标数据包括过网点高度h、扣发球力量值p、扣发球的速度v及扣发球的角度θ，并对采集的运动指标数据通过所述控制电脑进行存储；
[0028]
s63：让排球专业评分人员对不同级别的排球运动员的每一次扣发球质量进行评分，评分值分为10个等级，依次为1-10分，并且保留小数点后1位；
[0029]
s64：所述控制电脑将步骤s62采集到的运动指标数据与步骤s63排球专业评分人员的评分值之间构建对应的匹配关系。
[0030]
作为一种改进的技术方案，在步骤s7中应用模块的应用步骤包括以下：
[0031]
s71：启动评价排球扣发球质量的装置，获取运动员扣发球的所述运动指标数据，并将所述运动指标数据传输给所述控制电脑；
[0032]
s72：由所述控制电脑将获取的所述运动指标数据与预先存储于评价模型中的数据进行匹配；
[0033]
s73：由评价模型输出匹配到的一个排球专业评分人员的评分值，通过评分值确定该运动员扣发球的质量。
[0034]
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
[0035]
通过设置移动式集成网架方便将排列设置的红外传感器靠近传统的排球支撑网设置，且移动方便快捷，若干红外传感器均与控制电脑连接并进行编码，并且阵列交互形成定位网格平面，通过定位网格平面便于准确获取排球通过排球支撑网的过网点坐标，通过在排球支撑网一侧的场地上铺设模块化压力感应器，若干模块化压力感应器形成落点网格平面，模块化压力感应器均与控制电脑连接并进行编码，通过模块化压力感应器便于准确感应排球掉落点坐标与压力值，通过换算将压力值转化为扣发球的力量值，控制电脑通过整合排球的过网点坐标及掉落点坐标，通过函数关系公式计算出运动员的扣发球力量、速度、角度及过网点的高度，由此通过上述装置可以方便、准确、客观的收集运动员扣发球的信息，减少人工投入，增强扣发球质量评价的科学性；
[0036]
通过评价排球扣发球质量的装置对不同级别运动员的扣发球进行数据采集，并结合排球专业评分人员对扣发球质量的评分，构建统一量化的评价模型，通过评价模型量化每一次扣发球的质量及评分，提出适宜不同级别排球活动的扣发球质量统一评分量化表，便于排球运动各级别考核晋升统一标准，通过将构建的评价模型应用于应用模块中，对运动员的每一次扣发球进行数据采集，并自动匹配评价模型中排球专业评分人员的评分，以此来确定运动员扣发球的质量高低，提高了排球评分的客观性、公平性、公正性，同时，也有助于辅助排球运动员在后续训练中的技术调整，有助于运动员的技术进步。
[0037]
综上，本发明提供一种评价排球扣发球质量的装置及方法，通过建立评价扣发球质量的系统，量化运动员每一个扣发球的质量，方便排球运动各级别考核晋升统一标准；同时，通过扣发球的质量评价装置，减少人工投入，增加排球扣发球质量评价的客观性及科学性。
附图说明
[0038]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0039]
图1为本发明的结构示意图；
[0040]
图2为本发明中构建评价模型的构建步骤的示意图；
[0041]
图3为本发明中应用模块的应用步骤的示意图；
[0042]
图4为本发明中支撑架的部分剖视结构示意图；
[0043]
图5为本发明中支撑架的主视剖视结构示意图；
[0044]
附图标记：1、排球支撑网，2、移动式集成网架，201、可移动底座，202、支撑架，203、支撑杆，204、盖板，205、布线槽，206、安装块，207、通孔，208、弹簧安装槽，209、弹簧，210、调整螺杆，3、红外传感器，4、控制电脑， 5、模块化压力感应器，6、连接线。
具体实施方式
[0045]
下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
[0046]
如图1-图5所示，本实施例提供了一种评价排球扣发球质量的装置，包括排球支撑网1，靠近排球支撑网1处设置有移动式集成网架2，通过设置移动式集成网架2方便将排列设置的红外传感器3靠近传统的排球支撑网1设置，且移动方便快捷，移动式集成网架2上沿竖直方向及水平方向分别排列设有若干组相对设置的红外传感器3，若干组红外传感器3均与控制电脑4通过连接线6 连接并进行编码，若干组红外传感器3阵列交互形成用于检测排球通过排球支撑网1上方的定位网格平面，通过定位网格平面便于准确获取排球通过排球支撑网1的过网点坐标，排球支撑网1一侧的场地上铺设有若干模块化压力感应器5，若干模块化压力感应器5均与控制电脑4通过连接线6连接并进行编码，若干模块化压力感应器5形成用于检测排球掉落点的落点网格平面，通过模块化压力感应器5便于准确感应排球掉落点坐标与压力值，并将将压力值表征为扣发球的力量值，当排球扣发球经过红外传感器3组成的定位网格平面掉落到模块化压力感应器5组成的落点网格平面上时，红外传感器3及模块化压力感应器5均将检测到的坐标信息传递给控制电脑4，控制电脑4通过整合排球的过网点坐标及掉落点坐标，通过函数关系公式计算出运动员的扣发球力量、速度、角度及过网点的高度，由此通过上述装置可以方便、准确、客观的收集运动员扣发球的信息，减少人工投入，增强扣发球质量评价的科学性。
[0047]
本实施例中，结合图1及图4-图5所示，红外传感器3采用的是红外反射式光电传感器，红外反射式光电传感器为日常生活所常见的，且属于本技术领域内技术人员公知常识，在此不再赘述；
[0048]
沿竖直方向及水平方向上相邻两红外传感器3之间的间距为20cm，当20cm 的区间内信号被遮挡时，信号即中断，表明有排球通过，控制电脑4记录信号中断的红外传感器3的编码坐标，以此来标识排球过网点坐标，并且，同时记录信号中断时的时间；
[0049]
模块化压力感应器5的感应范围为1m2，根据常规排球场地的尺寸，模块化压力感应器5需要平铺81块，每一块模块化压力感应器5均与控制电脑4连接，并编码，通过模块化压力感应器5可以准确获取排球落地点坐标，同时，还可以输出落地点的压力值，并同时记录获取信号时的时间；
[0050]
模块化压力感应器5为日常生活所常见的，且属于本技术领域内技术人员公知常
识，在此不再赘述。
[0051]
本实施例中，结合图1及图4-图5所示，移动式集成网架2包括带有滚轮的可移动底座201，底座上沿竖直方向及水平方向分别相对设有支撑架202，红外传感器3分别相对排列安装于支撑架202上；
[0052]
支撑架202包括支撑杆203，支撑杆203上沿长度方向开设有凹槽，支撑杆203上开设有凹槽的一侧封闭有盖板204，盖板204上且靠近支撑杆203的凹槽的一侧设有用于布线的布线槽205；
[0053]
支撑杆203上沿长度方向排列设有若干安装孔，安装孔与凹槽连通，安装孔内活动安装有安装块206，安装块206呈l型结构设置，安装块206的l型结构的一端贯穿安装孔，并延伸至支撑杆203远离盖板204的一端外侧，并通过螺栓安装有红外传感器3，安装块206的l型结构的另一端设置于凹槽内，安装块206上还设有用于红外传感器3连接线6穿过的通孔207，通孔207与布线槽205连通，方便红外传感器3的连接线6通过通孔207到达布线槽205 内，方便连接线6的排布；
[0054]
安装孔的一侧侧壁上设置有弹簧安装槽208，弹簧安装槽208内安装有弹簧209，弹簧209压缩于弹簧安装槽208的内侧壁与安装块206之间，支撑杆 203上且与弹簧安装槽208相对的一侧还螺纹安装有调整螺杆210，调整螺杆210贯穿支撑杆203的侧壁，并与安装块206相抵靠，通过设置安装块206便于红外传感器3的安装，通过设置弹簧209及调整螺杆210方便微调调整红外传感器3的位置，便于红外传感器3的对应调试，调试方便快捷。
[0055]
本实施例中，结合图1-图3所示，一种评价排球扣发球质量的装置的方法，包括以下步骤：
[0056]
s1：利用红外传感器3组成的定位网格平面获取扣发球通过排球支撑网1 时的过网点坐标，并标记为(a，b，c)，其中，a，b，c分别对应图1中坐标系x轴、y轴、z轴，其中，x轴与y轴水平垂直，z轴竖直垂直于x轴和y轴，而c为扣发球通过排球支撑网1时的竖直高度，并记录为过网点高度h，并将过网点坐标信息传递给控制电脑4；
[0057]
由于移动式集成网架2靠近排球支撑网1设置，在步骤s1中红外传感器3 获取的过网点坐标中a与排球支撑网1处于同一平面上，因此，过网点坐标中的a＝0；
[0058]
s2：利用模块化压力感应器5组成的落点网格平面获取扣发球掉落点坐标，并标记为(a，b，c)，其中，a，b，c分别对应图1中坐标系x轴、y轴、z 轴，将掉落点坐标信息传递给控制电脑4，并同时将扣发球掉落点所处的模块化压力感应器5的压力值传递给控制电脑4，控制电脑4将压力值表征为扣发球力量值，并将扣发球力量值记录为p，即扣发球力量值可以用掉落点所处的模块化压力感应器5的压力值来表示；
[0059]
由于模块化压力感应器5安装于场地平面上，排球通过定位网格平面后掉落于模块化压力感应器5上，因此，在步骤s2中模块化压力感应器5获取的掉落点坐标在竖直方向上的高度为0，即c＝0；
[0060]
同时，在步骤s2中，当排球的掉落点处于2个以上模块化压力感应器5 的边界位置时，以模块化压力感应器5输出的压力值的加和来作为该次扣发球力量值；
[0061]
同时，在步骤s2中，当排球的掉落点处于2个以上模块化压力感应器5 的边界位置时，模块化压力感应器5输出的压力值的最大值所处的位置表征该次扣发球掉落点坐标；
[0062]
s3：利用控制电脑4计算出同一次扣发球时，步骤s1排球过网点时与步骤 s2排球
掉落点时的时间差，并将时间差记录为t；
[0063]
s4：根据步骤s1的过网点坐标、步骤s2的掉落点坐标以及步骤s3的时间差，根据下列公式计算出扣发球的速度，并将扣发球的速度记录为v：
[0064][0065]
s5：根据步骤s1的过网点坐标及步骤s2的掉落点坐标，根据下列公式计算出扣发球的角度，并将扣发球的角度记录为θ：
[0066][0067]
s6：根据步骤s1-步骤s5的方法采集扣发球的数据，并结合排球专业评分人员对扣发球质量的评分，构建评价模型系统；
[0068]
其中，在步骤s6中构建评价模型系统的构建步骤包括以下：
[0069]
s61：针对不同级别的排球运动员，让其在评价排球扣发球质量的装置开启的状态下进行扣球和发球，并将扣发球的数量记录为n，其中，n的数值大于 500；
[0070]
s62：通过评价排球扣发球质量的装置对不同级别的排球运动员的每一次扣发球进行运动指标数据采集，其中，采集的运动指标数据包括过网点高度h、扣发球力量值p、扣发球的速度v及扣发球的角度θ，并对采集的运动指标数据通过控制电脑4进行存储；
[0071]
s63：让排球专业评分人员对不同级别的排球运动员的每一次扣发球质量进行评分，评分值分为10个等级，依次为1-10分，并且保留小数点后1位；
[0072]
本技术中的排球专业评分人员为排球领域的专家、评审员等权威排球专业人士；
[0073]
s64：控制电脑4将步骤s62采集到的运动指标数据与步骤s63排球专业评分人员的评分值之间构建对应的匹配关系，并通过控制电脑4预先存储起来，由此构成评价模型系统；
[0074]
通过评价排球扣发球质量的装置对不同级别运动员的扣发球进行数据采集，并结合排球专业评分人员对扣发球质量的评分，构建统一量化的评价模型，通过评价模型量化每一次扣发球的质量及评分，提出适宜不同级别排球活动的扣发球质量统一评分量化表，便于排球运动各级别考核晋升统一标准；
[0075]
s7：将构建的评价模型应用到应用模块中，以此来评价扣发球的质量；
[0076]
在步骤s7中应用模块的应用步骤包括以下：
[0077]
s71：启动评价排球扣发球质量的装置，获取运动员扣发球的运动指标数据，并将运动指标数据传输给控制电脑4；
[0078]
s72：由控制电脑4将获取的运动指标数据与预先存储于评价模型系统中的数据进行匹配；
[0079]
s73：由评价模型系统输出匹配到的一个排球专业评分人员的评分值，通过评分值确定该运动员扣发球的质量；
[0080]
通过将构建的评价模型应用于应用模块中，对运动员的每一次扣发球进行数据采集，并自动匹配评价模型中排球专业评分人员的评分，以此来确定运动员扣发球的质量高低，提高了排球评分的客观性、公平性、公正性，同时，也有助于辅助排球运动员在后续训练中的技术调整，有助于运动员的技术进步。
[0081]
综上可得，本发明提供一种评价排球扣发球质量的装置及方法，通过建立评价扣发球质量的系统，量化运动员每一个扣发球的质量，方便排球运动各级别考核晋升统一标准；同时，通过扣发球的质量评价装置，减少人工投入，增加排球扣发球质量评价的客观性及科学性。
[0082]
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的保护范围之内。