上提醒练习者动作纠正幅度，也便于老师和教练检验练习效果。
[0026]本发明实施例的方法的详细控制流程如图3所示，开机时，先设定击球方向和两个框型结构之间的距离L，这个数值可以根据练习者水平和练习需要来进行调节。然后进入测试环节，以正手击球为例，先检测a、b两条光线有无切断，如果其中有一条光线被切断，表明开始进行练习。入杆时先切断a光线，表明杆头右偏，先切断b光线，表明杆头左偏。以入杆杆头右偏为例来说明下面的过程，切断a光线后，开启计时器T1和T2。如果1秒钟(时间间隔可以根据激光束间的距离、统计时间差进行调整)内还没有切断b光线，说明击球时击球点偏了，这时程序直接退出，并显示错误返回；如果击球正常，切断b光线，此时计时器T1停止，其所计得时间为击球时切断a、b光线之间的时间差。入杆杆头左偏时的控制检测情况类似。球杆头继续运行，只要检测到c、d两条光线其中有一条被切断，表明杆头到达第二个框，如果5秒还没有到，表明练习者在试杆，或者击球偏出，这时直接退出，显示错误返回。只要检测到c、d两条光线其中有一条被切断时，停止计时器T2，其所计得时间为杆头运行在两个框之间的时间，同时开启计时器T3。如果先检测到c光束被切断，表明出杆右偏，而如果先切断d光束，表明出杆杆头左偏。以出杆杆头右偏为例，c光线被切断以后，说明击杆杆头已经运行到出杆检测位置，此时停止计时器T2，同时开启计时器T3，如果1秒钟内还没有切断d光线，说明击球时击球点偏了，这时程序直接退出，并显示错误返回；如果击球正常，切断d光线，此时计时器T3停止，其所计得时间为击球时切断c、d光线之间的时间差。出杆杆头左偏时的控制检测情况类似。根据一次成功击球测得的时间差由式(1)、(2)、(3)，可以算出击球过程中球杆运行速度，和入杆、出杆过程中杆头偏转角度，结合检测过程中测得的入杆和出杆过程中杆头的偏转方向，将结果显示出来，返回。这个结果有助于分析击球过程中动作的大致情况。
[0027]如图4所示，本发明实施例公开的一种光电式高尔夫击球参数测试装置，包括主控模块、显示模块和光电检测模块，光电检测模块用于检测激光束是否被切断，输出切断信号至主控模块。主控模块通过三个计时单元分别对杆头在进杆检测位置处的两束激光束间，从进杆到出杆以及出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间进行计时，再通过计算单元根据激光束切断的先后顺序、测得的时间和设定的激光束间的距离算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向。此外，主控模块还通过三个错误检测单元来分别判断在进杆检测位置处的两束激光束间，从进杆到出杆以及出杆检测位置处的两束激光束间的移动是否超时，若超时则输出错误信号。显示模块用于结果显示。其中主控模块的数据处理可以用单片机、ARM系统甚至计算机来进行，显示模块可以采用液晶屏、LED屏甚至计算机屏幕，结合图像处理技术，可以模拟出球场中的飞行方向和轨迹。
[0028]根据图1所示的现有的光电式高尔夫练习器结构，我们制作了一套机械结构系统，包括两个框型结构和一个底座，将四个红光半导体激光器分别固定在两个框型结构的上端，光电管安装于框型结构下端，调整激光头对准光电管，四束激光束相互平行，间距可调，形成长方体的四条竖直的棱边状结构。该框型结构固定在底座上，底座相应位置设置两条槽，便于激光通过。下面以主控模块采用89C52单片机，显示模块采用12864液晶显示器，电源为5V直流电源或干电池为例，介绍本发明实施例公开的参数测试装置的硬件电路结构。本实施例的硬件电路主要包括89C52单片机(一个40脚的集成电路模块)、与单片机连接的晶振电路、12864液晶显示器和激光头驱动和光电检测电路(如图5)。我们采用的激光头是
4.5V驱动的650nm红光半导体激光器，输出功率约3mw。光电管与一个电阻串联，接受激光照射后与电阻产生分压，该电压与某一设定的电压值通过比较器比较后，产生一个输出电压信号送入单片机进行处理。有光照时比较器输出低电平，光线被球杆头挡住切断时，输出高电平。图1中四个光电管，分别有四路光检测比较电路，产生的电平信号ABCD分别送入89C52单片机的P2.0-2.3 口。P2.4 口接一个按钮，可用来开机设定击球方向和框间距。
【主权项】
1.一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，包括: (1)获取进杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第一个切断信号时启动第一定时器和第二定时器； (2)获取进杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第二个切断信号时停止第一定时器； (3)获取出杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第三个切断信号时停止第二定时器，启动第三定时器； (4)获取出杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第四个切断信号时停止第三定时器； (5)结合进杆和出杆检测位置、激光束间的距离、定时器的计时时间以及激光束切断的先后顺序计算得出挥杆速度以及进杆和出杆时的偏向角度和方向。2.根据权利要求1所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述挥杆速度根据公式v=L/T2计算得出，其中L为进杆检测位置与出杆检测位置间的距离，T2为第二定时器的计时时间。3.根据权利要求2所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述进杆时的偏向角度根据公SaparctarKvlVD)计算得出，其中D为进杆检测位置处两束激光束之间的距离，Ti为第一定时器的计时时间。4.根据权利要求2所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述出杆时的偏向角度根据公式a2=arctan(VT3/D)计算得出，其中D为出杆检测位置处两束激光束之间的距离，T3为第三定时器的计时时间。5.根据权利要求1所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述步骤(2)中还包括:若在距离获取到第一个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第二个切断信号，则发出错误信号;所述步骤(4)中还包括:若在距离获取到第三个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第四个切断信号，则发出错误信号。6.根据权利要求1所述的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，其特征在于，所述步骤(3)中还包括:若在距离获取到第二个切断信号的第二时间间隔内未获取到所述第三个切断信号，则发出错误信号。7.—种实现如权利要求1-6任一项所述方法的光电式高尔夫击球参数测试装置，其特征在于，包括:主控模块、显示模块和光电检测模块，所述光电检测模块包括四个光电管和四路光检测比较电路，分别对应四束激光束的检测，在激光束被切断时，光检测比较电路输出切断信号至主控模块； 所述主控模块包括:第一计时单元，用于根据进杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在进杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；第二计时单元，用于根据进杆和出杆检测位置处各自的第一个切断信号记录球杆杆头从进杆到出杆的移动时间;第三计时单元，用于根据出杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；以及计算单元，用于根据激光束切断的先后顺序、测得的时间和设定的激光束间的距离算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向； 所述显示模块与主控模块相连，接收并显示计算结果。8.根据权利要求7所述的一种光电式高尔夫击球参数测试装置，其特征在于，所述主控模块还包括:第一错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到进杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号;第二错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第二时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第一个切断信号，若没有获取到则输出错误信号；以及第三错误检测单元，用于在获取到出杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号。
【专利摘要】本发明公开了一种光电式高尔夫击球参数测试方法和装置，应用于高尔夫练习时帮助矫正击球动作，通过在进杆检测位置和出杆检测位置处分别设置两束激光束，挥杆时对杆头在进杆检测位置处的两束激光束间，从进杆到出杆以及出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间进行计时，再基于测得的时间和设定的激光束间的距离等信息算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向。本发明实现了从数值上测出击球过程中球杆杆头的击打速度，进杆和出杆时杆头的偏转角度和方向，把这些参数显示出来并提供给练习者，能够有效帮助练习者分析击球过程中的动作，并予以纠正。
【IPC分类】A63B60/46, A63B102/32
【公开号】CN105435434
【申请号】CN201510953468
【发明人】吴旭峰
【申请人】东南大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月17日