一种基于加速度传感器的数字搏击评测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感技术、运动生物力学、体育运动等领域，具体是一种基于加速度传感器的数字搏击评测系统。
【背景技术】
[0002]搏击运动对人体和社会具有巨大的影响作用，可以增强人体的力量，提高人的灵敏性和反应能力，促进人的身心发展，是在全世界都流行的一种运动;传统的搏击运动中，搏击运动员的训练器材和训练方法比较单一，而且对训练结果的评测方法主要是依靠人工评测，不同运动员在同一时间的训练结果和同一运动员在不同时间的训练结果，均采用人工评判，难免会出现一些误差，且没有直观的量化评价；因此，传统的搏击运动员在训练的过程中会存在一些枯燥性、不确定性和复杂性问题;另外，搏击运动一直是以一种专业性的体育运动出现在人们的视野中，虽然最近几年中国搏击运动取得了长足的发展，但是如何将搏击运动普及到全民健身领域，将搏击运动丰富化和趣味化以推广到大众生活中仍然是一项重要的事情。
[0003]根据国家专利局检索中心专利查询，申请号是:201110124266.3，公开号是:CN102784470A的专利公开了一种绑定式的数字拳击靶，用来评测拳击运动员的训练数据，该专利主要用压电薄膜传感器来测量拳击靶被击打时产生反向压力，利用有线传输到液晶显示器的手段反馈于测试者；然而这种拳击靶在测量时容易受外界干扰因素干扰，且智能化程度不高，功能单一，如何提供一种能全面系统测评拳击训练结果的新型装置，有着重要的研究意义和实际应用意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能丰富搏击运动训练，改善以往人工测评方法，提高搏击运动的训练水平和激情，激发训练者运动潜能，达到“训练、健身、娱乐” 一体的基于加速度传感器的数字搏击评测系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种基于加速度传感器的数字搏击评测系统，包括嵌入左手拳套、右手拳套、运动鞋左脚脚踝及运动鞋右脚脚踝处的运动信息采集系统、立式沙袋、击打信号指引系统、WIFI无线路由器、中心计算机;所述中心计算机内设置有集成分析模块;通过佩戴嵌入左手拳套、右手拳套、运动鞋左脚脚踝及运动鞋右脚脚踝处的运动信息采集系统捕捉测量者的运动信息，确定其动作姿态，对采集到的加速度数据信息进行分析，得到击打时间、击打力值，并将分析数据通过无线WIFI方式传送给安装于立式沙袋的击打信号指引系统，击打信号指引系统根据所获得的数据进行筛选分析，将有效击打的反应时、击打力度通过WIFI方式经由WIFI无线路由器发送给中心计算机，计算机内的集成分析模块将测量者的击打频率、反应时、击打力度等信息实时反馈给测量者，为用户提供直观的量化测评指标。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述运动信息采集系统包括大于等于一个运动传感单元，运动传感单元包括第一嵌入式WIFI微控制器、高g值加速度传感器、电源管理模块和电池，第一嵌入式WIFI微控制器内设置有WIFI无线通讯模块，所述电池为锂电池，所述运动信息采集系统还设置有按键和USB接口；所述运动信息采集系统通过第一嵌入式WIFI微控制器对测量者的运动加速度信息进行采集并对采集到的数据进行分析处理，识别击打动作，得到击打时间、击打力值，利用WIFI无线通讯模块将分析数据传输给安装在立式沙袋上的击打信号指引系统;按键用于运动信息采集系统的开、关机操作;通过USB接口与外部充电器连接，能够为锂电池充电;锂电池为运动信息采集系统提供电源，电源管理模块为运动信息采集系统提供稳定电压，并且在锂电池充电时能够管理锂电池的充电状态，保护锂电池。
[0007]作为本发明再进一步的方案:所述击打信号指引系统包括大于等于一个LED信号指引单元，LED信号指引单元包括第二嵌入式WIFI微控制器、LED指示灯、电源管理模块和12V开关电源，所述第二嵌入式WIFI微控制器内设置WIFI无线通讯模块，LED指示灯为三色LED信号灯，击打信号指引系统根据中心计算机发送的训练模式指令来驱动三色LED信号灯的状态，测量者根据信号灯的状态进行各种不同模式的训练;未进行训练时LED显示灯为黄灯，当进行训练时会根据实际的训练模式变为红灯和绿灯两种状态；电源管理模块为击打信号指引系统提供合适的工作电压;WIFI无线通讯模块负责将击打信号指引系统处理好的数据传递给WIFI无线路由器并同时接收WIFI无线路由器传递来的中心计算机的指令信息。
[0008]作为本发明再进一步的方案:所述WIFI无线路由器是中心计算机与击打信号指引系统、击打信号指引系统与运动信息采集系统之间的中继站，运动信息采集系统经由WIFI无线路由器与击打信号指引系统保持无线WIFI连接，击打信号指引系统经由WIFI无线路由器与中心计算机保持无线WIFI连接。WIFI无线路由器具有多信道自适应功能，为中心计算机与姿态信息获取系统之间提供可靠的数据交互链路，整个无线网络呈树形结构。
[0009]作为本发明再进一步的方案:所述中心计算机经由WIFI无线路由器与击打信号指引系统保持连接，负责接收击打信号指引系统传递的信息参数同时将各种训练模式指令下发给各个击打信号指引系统，中心计算机内的集成分析模块负责将各个测量者的训练数据存储、展示，并同时给予测量者训练评价，激发测量者的训练激情。
[0010]作为本发明再进一步的方案:本发明所述的基于加速度传感器的数字搏击评测系统，嵌入左手拳套、右手拳套、运动鞋左脚脚踝及运动鞋右脚脚踝处的运动信息采集系统具有休眠和唤醒功能，当运动?目息米集系统处于?目息米集状态时，运动?目息米集系统上的状态指示灯不停闪烁，当运动信息采集系统处于非采集状态时，状态指示灯闪烁频率降低，两分钟后运动信息采集系统自动进入低功耗休眠状态，状态指示灯熄灭，以节约电量；当运动信息采集系统休眠后，如需继续进行测量，测量者只需晃动手臂或者踢腿，即可唤醒相应运动信息采集系统，同时状态指示灯点亮，运动信息采集系统重新进入工作状态;如果测量者彻底停止进行训练，也可通过运动信息采集系统上的按键，彻底切断系统供电。
[0011]作为本发明再进一步的方案:本发明所述的基于加速度传感器的数字搏击评测系统，可以进行多人同时在线进行测评训练，中心计算机通过WIFI无线路由器与多个安装在立式沙袋的击打信号指引系统连接;每个击打信号指引系统又通过WIFI无线路由器与运动信息采集系统连接，最大可支持四个连接。
[0012]作为本发明再进一步的方案:本发明所述的基于加速度传感器的数字搏击评测系统建立了动态反应训练模式、静态反应训练模式、自由训练模式、连击点数训练模式: 所述动态反应训练模式为:击打信号指引系统的LED会根据计算机内的集成分析模块背景音乐节奏随机亮红灯或者绿灯，红灯代表告诉测量者出右拳或右腿击打，绿灯代表告诉测量者出左拳或左腿击打，LED灯点亮并且正确击打才视为有效击打，记录击打时间数据，熄灭或错误击打视为击打失败;每次击打，信息采集系统都会将击打时间等数据通过WIFI方式发送给击打信号指引系统，击打信号指引系统根据内部的时间戳数据、LED灯状态与接收到的时间戳数据进行分析，判断击打是否有效，计算有效击打反应时，并将有效击打的反应时等数据通过WIFI方式发送给中心计算机;随着中心计算机内的集成分析模块背景音乐进行，击打信号指引系统的LED会跟随节奏闪烁的越来越快，同时中心计算机上集成分析模块会显示有效击打的反应时间、最快反应时间、总击打次数、左拳、左腿、右拳、右腿的正确击打次数，并在此模式训练结束后通过语音汇报给各个测量人员；
所述静态反应训练模式为:击打信号指引系统的LED会根据计算机内的集成分析模块的背景音乐节奏闪烁绿灯，代表测量者准备击打，当绿灯变红，测量者要迅速的击打立式沙袋，完成击打后红灯熄灭，继续随着背景音乐的节奏闪烁绿灯；当测量者完成击打，信息采集系统会将击打时间等数据通过WIFI方式发送给击打信号指引系统，击打信号指引系统根据内部的时间戳数据与接收到的时间戳数据进行分析，计算击打反应时，并将有效击打的反应时等数据通过WIFI方式发送给中心计算机;同时中心计算机内的集成分析模块上会显示出击打次数、当前击打反应时间、最快反应时间，并在此模式训练结束后通过语音汇报给各个测量人员。
[0013]所述自由击打训练模式为:测量者用右拳、左拳、右脚、左脚随意击打立式沙袋，嵌入左手拳套、右手拳套、运动鞋左脚脚踝及运动鞋右脚脚踝处的运动信息采集系统进行数据采集，分析测量者运动姿态，判定出拳动作，并计算出最大碰撞加速度，根据最大碰撞加速度值计算击打力度，将处理好的数据通过WIFI方式发送给击打信号指引系统，击打信号指引系统根据测量者的击打闪烁LED灯，并通过WIFI方式将收到的数据转发给中心计算机；计算机内的集成分析模块显示出该模式下的测量者的击打次数、击打力度，并根据击打力度大小绘制出条形图，代表测量者的击打力度大小，同时给予测量者一定的语音评价或鼓励信息。
[0014]所述连击点数训练模式为:测量者使用右拳、左拳、右脚、左脚连续击打立式沙袋，嵌入左手拳套、右手拳套、运动鞋左脚脚