一种基于加速度传感器的数字搏击评测系统的制作方法_2

文档序号:9774193阅读:来源:国知局
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,记录点数,通过WIFI方式将数据发送给击打信号指引系统,击打信号指引系统通过WIFI方式将数据发转发给中心计算机;中心计算机内的集成分析模块根据设置好的训练时间,计算测量者单位时间内击打频率,并在此模式训练结束后通过语音汇报给测量人员。
[0015]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,其使用方法包括如下步骤:
1)击打信号指引系统与运动信息采集系统通电,完成系统初始化工作;
2)通过中心计算机内的集成分析模块选择准备进行的训练模式,分别为:动态反应训练模式、静态反应训练模式、自由击打训练模式和连击点数训练模式;
3)若确定,将所选模式发送给击打信号指引系统,击打信号指引系统立即转发给运动信息采集系统,进入步骤4,否则击打信号指引系统与信息采集系统继续等待指令; 4)各个系统单元初始化定时器,具有统一的系统时钟,进入步骤5,等待中心计算机的下一步指令;
5)如果中心计算机发出开始训练测量指令则进入步骤6,否则继续等待;
6)运动信息采集系统的各个传感单元以200Hz的速率进行数据采集,击打信号指引系统执行相应训练模式的操作;
7)运动信息采集系统的各个传感单元采集到运动加速度数据,第一嵌入式WIFI微控制器分析运动加速度数据,解析姿态,利用阈值判定与时间窗口捕获等方法作为击打判据,并计算极值、力值、时间比等参数;
8)若判定为有效击打动作,则进入步骤9,否则返回步骤7;
9)运动信息采集系统将分析好的数据通过WIFI方式发送给所连接的击打信号指引系统;
10)判断数据是否接收成功,若是,则进入步骤11,否则返回步骤9;
11)击打信号指引系统的第二嵌入式WIFI微控制器进行数据整理,并计算击打反应时间,击打有效与否,同时将数据打包;
12)击打信号指引系统通过WIFI方式将处理好的数据包发送给中心计算机;
13)中心计算机内的集成分析模块成判定数据是否接收成功,若是,则进入步骤14,否则返回步骤12;
14)各个系统及下属单元判定是否接收到训练测试停止指令,若是,则进入步骤15,否则返回步骤6;
15)停止数据采集与分析,训练测试结束,语音汇报成绩,显示测试参数。
[0016]与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明利用非直接接触式测量,分析测试者的运动姿态,采集击打时产生的高碰撞加速度值,还原击打力值,小巧隐蔽的佩戴方式最大限度减轻了对测量者的干扰,并根据测试者不同的需求提出针对性训练模式,统计击打频率、反应时、力值,通过语音实时反馈,量化训练效果,同时具有节奏感、娱乐性、变化性。并且本发明能够满足多人同时测量需要,量化个人成绩,并将数据入库存储;具体的,本发明具有如下技术效果:
(1)相对于传统的搏击训练,本发明更加准确简单,并直观的量化了运动员的身体素质,有助于分析与提高运动员的竞技水平;
(2)相对于传统的训练方式,本发明具有多种训练模式,可根据使用者的需要定制适合的训练测试模式,并且在训练过程中添加了一些动态评价效果,利用音乐、音效、评价语音刺激运动员的训练激情,增添训练的丰富性;不仅适用于专业的搏击训练,还可以运用到业余大众健身体系中,对提高普通群体的运动效率和健康水平,推动全民健身运动的发展有重要的现实意义;
(3)本发明中各传感单元与击打指引单元都具有一个独立的微控制模块,能够对加速度传感器信号进行高速采集,并及时进行融合计算,高效获得运动信息,利用无线网络迅速传递数据,准确并及时将人体运动信息传递击打指引单元,击打指引单元再汇总数据分时处理,将计算好的参数信息统一发送给中心计算机,最大限度的减少了中心计算机运算负荷;
(4)本发明采用各个单元之间通信全部采用无线WIFI方式,避免了有线电气连接造成的导线过多带来的不便与不适;
(5)本发明采用树形网络拓扑结构,三层结构,简洁明了,中心计算机直接同下属各个击打LED信号指引单元进行交互,各个击打LED信号指引单元又与下属四个运动信息采集单元直接进行数据交互,最大限度减少数据通信往来的繁琐,方便用户使用中心计算机进行统一网络管理;
(6)本发明可进行单人或多人测评,既可对测量者进行综合性的训练测评,也可针对性的对测量者的左手、右手、左脚、右脚进行训练测评,有非常丰富与灵活的测评组合,使用灵活度高。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的系统结构示意图。
[0018]图2为本发明中运动信息采集系统中运动传感单元结构框图。
[0019]图3为本发明击打信号指引系统中LED信号指引单元结构框图。
[0020]图4为本发明的工作流程图。
[0021]其中,101-运动传感单元;102-LED信号指引单元;103- WIFI无线路由器;104-中心计算机;105-立式沙袋;201-电池;202-第一电源管理模块;203-第一嵌入式WIFI微控制器;204-高g值加速度传感器;301-12V开关电源;302-第二电源管理模块;303-第二嵌入式WIFI微控制器;304-LED指示灯。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
[0023]请参阅图1?4,本发明实施例中,一种基于加速度传感器的数字搏击测评系统,包括基于运动传感单元101的运动信息采集系统、基于LED信号指引单元102的击打信号指引系统、WIFI无线路由器103和中心计算机104;所述击打信号指引系统包括大于等于I个的LED信号指引单元102,LED信号指引单元102安装在立式沙袋105顶部,运动信息采集系统包括大于等于I个的运动传感单元101,各个运动传感单元101分别安装在人体106的左手拳套、右手拳套、左脚脚踝及右脚脚踝处,测量者根据LED信号指引单元102的指示进行测试训练,运动传感单元101将采集到的击打信息数据通过WIFI无线路由器103实时发送到LED信号指引单元102,LED信号指引单元102进行数据汇总与计算,提取有效击打的反应时间、最大碰撞加速度等信息并计算击打力度,处理后的数据信息通过WIFI无线路由器103发送到中心计算机104,中心计算机104中的处理系统将有效击打的反应时间、击打力度等参数信息实时反馈给测量者,并辅以动感音效提示或激励评价。
[0024]如图2所示,所述运动传感单元101包括电池201、第一电源管理模块202、高g值加速度传感器204和第一嵌入式WIFI微控制器203;所述电池201为运动传感单元101中的第一电源管理模块202供电,第一电源管理模块202为高g值加速度传感器204和第一嵌入式WIFI微控制器203提供稳定工作电压、为电池201提供充电管理功能并负责运动传感单元101的开、关机;所述高g值加速度传感器204与第一嵌入式WIFI微控制器203之间采用串行通信方式连接,第一嵌入式WIFI微控制器203内设置WIFI无线通信模块;第一嵌入式WIFI微控制器203采集加速度数据并进行数据分析、判定击打、记录击打时间,同时将这些运动信息数据通过WIFI无线通信模块经由WIFI无线路由器103发送到LED信号指引单元102;第一嵌入式WIFI微控制器203与LED信号指引单元102之间采用TCP/IP通信协议连接,用于接收指令和上传实时数据;第一嵌入式WIFI微控制器203接收LED信号指引单元102发出的指令并完成同步、启动米集、停止米集。
[0025]如图3所示,所述LED信号指引单元102包括12V开关电源301、第二电源管理模块302、LED指示灯304和第二嵌入式WIFI微控制器303; 12V开关电源301为LED信号指引单元102中的第二电源管理模块302、LED指示灯304供电,第二电源管理模块302为第二嵌入式WIFI微控制器303提供稳定工作电压和开、关机功能;根据中心计算机104的集成分析模块选择的训练模式,LED指示灯304发出不同的闪烁效果,用来指引测量者进行训练测试;第二嵌入式WIFI微控制器303内设置WIFI无线通信模块,第二嵌入式WIFI微控制器303接收运动传感单元101发送来的运动信息数据,并加以处理计算,同时将处理好的运动信息数据通过WIFI无线通信模块经由WIFI无线路由器103发送到中心计算机104;所述第二嵌入式WIFI微控制器303与中心计算机104之间采用TCP/IP通信协议连接,用于接收指令和上传实时数据,第二嵌入式WIFI微控制器303接收中心计算机104发出的指令并完成同步、启动训练、停止训练。
[0026]所述WIFI无线路由器103是
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