专利名称：一种基于计算机的小球运动处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机应用领域，更具体地说，涉及一种基于计算机的小球运动处理方法及系统。
背景技术：
飞速发展的计算机技术正给人们带来越来越多的便利，利用计算机进行小球运动的健身项目就是其中一个方面的体现。目前在计算机上进行小球运动，比如乒乓球、或网球、羽毛球等运动或游戏的实现方式主要有以下两种用计算机鼠标和键盘来操作。其中键盘用来处理打什么类型的球，一个按键对应一个打球类型；鼠标用来处理打球的力度，和方向、处理力度时，显示器上会有一个表示力度的条状图形，当鼠标按键被按下时，此次打球的力度就选择为条状图形所处位置标识的力度；鼠标左右移动的方向代表着打球的方向。使用带有重力传感器、陀螺仪、及少数按键的手柄。重力传感器用于判断打球时挥拍运动的加速度，陀螺仪用于判断运动的方向，少数按键用于表示打球是什么类型。手柄的运动加速度、方向、按键信息通过蓝牙功能传入到终端计算机，供小球运动项目软件使用。现有技术存在着以下缺陷使用计算机键盘、鼠标来进行小球运动，比如乒乓球、或网球、羽毛球等，其本身只是使用了人的手，且是用来按鼠标和键盘，和真实的运动相差甚远，如果按这种方式来实现运动项目，那么所有的运动项目毫无差异，所以，这种实现方式，只能算是一种小球游戏的实现方式。使用重力传感器、陀螺仪、及少数按键实现的小球运动中，虽然得到了打球时挥动球拍的加速度，运动方向，和打球的类型，但是这里面有很多的缺陷，其中两个最大的缺陷是，一、打球的类型是由按键给出的，和真实中人挥拍动作毫无关系；二、没有让用户身临其境的3D场景，未能准确显示用户的位置，用户的动作也未能很好体现。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不能真实准确地显示用户位置和挥拍动作、不能判断球拍是否打中小球、不能判断挥拍类型的缺陷，提供一种基于计算机的小球运动处理方法及系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种基于计算机的小球运动处理方法，通过视频对球拍跟踪点进行识别，确定球拍位置，包括以下步骤1)采集球拍的位置数据，并计算出所述球拍的速度数据、力度数据和用户的位置数据；2)计算击球前小球的位置数据；3)根据所述球拍的位置数据和击球前所述小球的位置数据判断所述球拍是否打中所述小球；
4)根据所述球拍的速度数据和/或位置数据判断所述球拍的挥拍类型，并根据所述球拍的力度数据计算击球后所述小球的速度数据；5)计算击球后所述小球的位置数据；6)判断所述小球是否落入对手半球桌内。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述步骤1)进一步包括11)在所述球拍上设置跟踪点，不断采集摄像头坐标系中所述球拍的位置数据；12)将所述球拍的位置数据从所述摄像头坐标系映射到虚拟坐标系，并实时显示所述虚拟坐标系中所述球拍的位置；13)根据所述球拍的位置数据计算所述用户的位置数据，并实时显示所述虚拟坐标系中所述用户的位置；14)根据所述球拍的位置数据计算所述球拍的速度数据和力度数据。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述步骤2、中，根据所述对手上次击球后所述小球的速度数据计算击球前所述小球的位置数据，并实时显示所述虚拟坐标系中击球前所述小球的位置。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述步骤幻中，通过计算判断所述小球的位置点到所述球拍所在平面的距离是否大于所述小球的半径，大于则说明所述球拍和小球没有相交，否则继续计算判断所述小球的位置点到所述球拍的位置点的距离是否大于所述球拍的半径，大于则说明所述球拍和小球没有相交，否则说明所述球拍和小球相交，如果相交则判断所述球拍打中所述小球；如果不相交则判断所述球拍没有打中所述小球，本次击球失败。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述步骤4)进一步包括41)根据所述球拍的速度数据判断所述球拍的挥拍开始与结束；42)根据所述球拍的速度数据和/或位置数据判断所述球拍的挥拍类型，并且根据所述球拍的挥拍类型和力度数据计算击球后所述小球的速度数据；43)根据所述球拍的挥拍类型确定并显示所述用户的挥拍动作。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述球拍的挥拍类型包括平推球、向上挑球、扣杀球、削球，其中，所述平推球的特点是，所述球拍在左右和上下的位移较小，而向前的位移较大；所述向上挑球的特点是，所述球拍在左右的速度非常小，几乎为零，而在向上有较明显的速度；所述扣杀球的特点是，所述球拍在向下、向前和左右的速度都比较大；所述削球的特点是，所述球拍在向下、向前和左右的速度都不为零，但是所述速度比所述扣杀球要小。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述步骤幻中，根据击球后所述小球的速度数据计算击球后所述小球的位置数据，并实时显示所述虚拟坐标系中击球后所述小球的位置。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述步骤6)中，通过判断所述小球是否过网以及所述小球是否出界，来判断所述小球是否落入所述对手半球桌内，如果所述小球过网并且没有出界则判断所述小球落入所述对手半球桌内，本次击球成功；否则判断所述小球没有落入所述对手半球桌内，本次击球失败。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法中，所述对手为虚拟人或其他用户，其中，所述虚拟人的运动由人工智能控制，所述其他用户运动的处理方法与所述用户运动的处理方法对应相似。一种基于计算机的小球运动处理系统，包括识别模块、数据处理模块和显示模块， 其中，所述识别模块用于不断采集所述球拍的位置信息；所述数据处理模块与所述识别模块相连，用于获取球拍的位置数据、速度数据、力度数据和用户的位置数据，计算击球前小球的位置数据，判断所述球拍是否打中所述小球， 判断所述球拍的挥拍类型并计算击球后所述小球的速度数据，计算击球后所述小球的位置数据，判断所述小球落点是否对手半球桌内；所述显示模块与所述数据处理模块相连，用于实时显示所述虚拟坐标系中所述小球的位置、所述用户球拍的位置、所述用户的位置和挥拍动作，以及所述对手球拍的位置、 所述对手的位置和挥拍动作。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理系统中，所述系统还包括人工智能模块，与显示模块相连接，用于控制所述虚拟人的运动。在本发明所述的基于计算机的小球运动处理系统中，所述系统还包括与所述识别模块和数据处理模块的功能以及连接方式对应相似的另一套识别模块和数据处理模块。实施本发明所述的基于计算机的小球运动处理方法及系统，具有以下有益效果能更准确地反映出用户的位置和动作，用户在挥拍或持拍的各个时刻，球拍的位置都会如实的反应在显示器上。能准确地判断挥拍击球时，是否真的击打到了小球。依据挥拍动作开始点和结束点的位置，以及球拍击打到小球时的速度，可以判断出此次击球时什么动作类型，而不是随心所欲的通过发按键来实现。本发明接近真正的健身项目，可以让用户足不出户就可以享受小球运动，锻炼身体。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理方法的摄像头坐标系示意图；图2是本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理方法的虚拟坐标系示意图；图3是本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理方法的流程图；图4是本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理系统的结构示意图；图5是本发明第二实施例提供的基于计算机的小球运动处理系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图来说明具体实施方式
。
请参阅图1，为本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理方法的摄像头坐标系示意图。如图1所示，摄像头坐标系原点为视频摄像头中心，X轴正方向为水平向右，Y轴正方向为垂直向上，Z轴正方向为水平向后。该摄像头坐标系用于描述识别模块中球拍和用户的各项信息。请结合参阅图2，为本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理方法的虚拟坐标系示意图。如图2所示，虚拟坐标系原点为球网中心，X轴正方向为平行球网向右， Y轴正方向为垂直地面向上，Z轴正方向为垂直球网向后。该虚拟坐标系用于描述显示模块中球拍、小球、用户和对手的各项信息。图1示出的摄像头坐标系与图2示出的虚拟坐标系，对应X轴、Y轴、Z轴分别拥有相同的正方向，相同的数值大小，因此，该摄像头坐标系中球拍和用户的各项信息，可以直接应用到该虚拟坐标系中，形成一一对应的映射关系。请参阅图3，为本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理方法的流程图。如图3所示，该方法的流程包括以下步骤1)采集球拍的位置数据，并计算出所述球拍的速度数据、力度数据和用户的位置数据；2)计算击球前小球的位置数据；3)根据所述球拍的位置数据和击球前所述小球的位置数据判断所述球拍是否打中所述小球；4)根据所述球拍的速度数据和/或位置数据判断所述球拍的挥拍类型，并根据所述球拍的力度数据计算击球后所述小球的速度数据；5)计算击球后所述小球的位置数据；6)判断所述小球是否落入对手半球桌内。上述步骤构成用户的一个击球周期。用户的击球周期结束后，如果用户击球成功， 则对手的击球周期开始。对手的击球周期结束后，如果对手击球成功，那么用户的击球周期再次开始。如此循环，直到用户或者对手其中一方击球失败，则本局结束。如果用户击球失败，那么本局对手胜利；如果对手击球失败，那么本局用户胜利。该用户的对手可以是虚拟人，即人机对战，虚拟人由人工智能控制，而人工智能并非本发明的重点，因此不必阐述如何处理虚拟人的运动。该用户的对手也可以是其他用户， 即两名用户对战，其他用户运动的处理方法和该用户运动的处理方法类似，因此也不必阐述如何处理其他用户的运动。下面具体说明本发明所述方法中的各个步骤。步骤1)具体包括以下步骤11)在球拍上设置跟踪点，识别模块不断采集摄像头坐标系中所述球拍的位置数
据，为——系列三元坐标(X1, Yi, Z1), (x2, Y2, Z2) , ......, (Xi, yi Zi),......，其中(Xi, Ji, Z1)
代表着第i时刻，球拍的位置坐标。。12)数据处理模块将球拍的位置数据从摄像头坐标系映射到虚拟坐标系，显示模块实时显示虚拟坐标系中球拍的位置。根据一一对应的映射关系，可以将摄像头坐标中球拍的位置坐标直接应用到虚拟坐标系中，同样为三元坐标(Xl，Y1, Z1), (x2, y2, Z2),……， (Xi^yijZi),……，其中(Xi，yi，Zi)代表着第i时亥ij，球拍的位置坐标。
13)数据处理模块根据球拍的位置数据计算用户的位置数据，显示模块实时显示虚拟坐标系中用户的位置。可以根据球拍位置的三元坐标按照预先设定的对应关系，比如函数计算出用户位置的三元坐标。14)数据处理模块根据球拍的位置数据计算球拍的速度数据和力度数据。具体计算各个数据的公式如下第i 时刻的速度 Vix = (Xi-Xi^1)A, Viy = (Vi-Vi^1)A, Viz = (Vi-VH)A,其中 t = l/30s，速度是X、Y、Z三个方向上各个方向上的速度；第i 时刻的加速度 aix = (Vix-V(H)x) /t、aiy = (viy-v(i-1)y) /t、aiz = (viz-v(i_1)z) /t, 其中t = l/30s ；加速度是X、Y、Z三个方向上各个方向上的加速度；第i时刻的力度fix = aixXk、fiy = aiyXk、fiz = ZXk，其中k是一个比例系数， 力度是X、Y、Z三个方向上各个方向上的力度。步骤2)中，数据处理模块根据对手上次击球后小球的速度数据计算击球前小球的位置数据，显示模块实时显示虚拟坐标系中击球前小球的位置。步骤3)中，数据处理模块通过计算判断小球和球拍是否相交，从而判断球拍是否打中小球，如果相交则判断球拍打中小球；否则判断球拍没有打中小球，本次击球失败。具体包括以下步骤3 1)数据处理模块计算小球与球拍所在平面之间的距离dl ；32)数据处理模块判断距离dl是否小于小球的半径r，如果是则进行下一步，否则判断球拍没有打中小球，本次击球失败；33)数据处理模块计算小球与球拍位置点之间的距离d2 ；34)数据处理模块判断距离d2是否小于球拍的半径R，如果是则判断球拍打中小球；否则判断球拍没有打中小球，本次击球失败；35)数据处理模块记录距离d2取到最小值的时刻，作为击球时刻。步骤4)具体包括以下步骤41)数据处理模块根据球拍的速度数据判断球拍的挥拍开始与结束。已知第i 时亥|J，球拍在X、Y、ζ三个方向上的速度分别是vix、viy, Viz ；力度分别是fix、fiy、fiz。如
果三个方向上速度的合速度超过给定的阈值Vtl，S卩v =>v0，则判断挥拍动作
开始，记录下该时刻球拍位置的坐标(xb，yb, zb) 0此后，当合速度小于给定的阈值Vtl，即
V =」V 《< V0，则判断挥拍动作结束，记录下该时刻球拍位置的坐标(χε，ye, ζε)，同时
记录下动作开始到动作结束中各个时刻的合速度，并计算出合速度的平均值，记为;。42)数据处理模块根据球拍的速度数据和/或位置数据判断球拍的挥拍类型，并且根据球拍的挥拍类型和力度数据计算击球后小球的速度数据。下述几种类型的挥拍动作可以通过速度判断，也可通过位置判断，还可以通过速度和位置判断。一、平推球。平推球的特点是，球拍在X轴方向(左右)，Y轴方向(上下)上的位移较小，而在Z轴负方向(向前)上的位移较大。因此，当丨知-xJ <dx，|yb-yd| <dy，且
zb-ze >dz，其中dx、dy、dz为预先设定的阈值，则判断此次挥拍动作为平推球。在本发明中平推球主要对小球在Z轴负方向上的速度影响较大，依据击球时刻，在Z轴负方向上的用力fiz，给小球一个在Z轴负方向上的初速度，该速度与fiz成正比，在X轴、Y轴上的初速度直接赋予零值。也可以通过速度判断是否为平推球，计算球拍在X轴、Y轴、Z轴方向的速度，如果球拍在Z轴负方向上的速度较大，且在X轴、Y轴方向的速度几乎为零，则认为是平推球。二、向上挑球。向上挑球的特点是，球拍在X轴方向(左右)上的速度非常小，几乎为零，而在Y轴正方向(向上)上有较明显的速度。因此，当IvixI < Vq、IviyI > V' 0； 其中Vtl和V'。为预先设定的阈值，则判断此次挥拍动作为向上挑球。在本发明中向上挑球主要对球在Y轴和Z轴方向上的速度影响较大，因此，依据击球时刻，在Y轴、Z轴方向上的用力fiy、fiz ；给球在Y轴，Z轴上分别赋予一个同该轴方向上用力成正比的速度，而对于 X轴方向的速度直接赋予零值(力度也可以和速度成正比)。也可以通过速度判断是否为向上挑球，判断方法与平推球类似。三、扣杀球。扣杀球的特点是，球拍在Y轴负方向(向下)、Z轴负方向(向前)、X 轴方向(左右)上的速度都比较大。因此，当IvixI > V0, Viy > V1, Viz > V2，其中v。、 V1^ V2为预先给定的阈值，即击球时三个方向有较大的速度。使用扣杀球动作打球时，小球迅速向前下降如果向左的速度大于阈值，S卩IvixI >%且、-^>0则小球有向左偏移的运动；如果向右的速度大于阈值，即IvixI > Vtl且< 0则小球有向右偏移的运动。在本发明中，当扣杀球动作击打到小球后，对小球速度的赋值与此动作时在三个方向上的用力成正比，比例是预先设定的。四、削球。削球的特点是，球拍在Y轴负方向(向下)、Z轴负方向(向前)、X轴方向(左右)上的速度都不为零，但是速度比扣杀球要小。因此，当％1>0、、、<0且 V' 0 > I VixI > V(I、V' 1 > I ViyI > Vl、V' 2 > I VizI > V2'其中 V' 0、V(l、V' l、Vl、V' 2、V2 为预先给定的阈值，则判断此次挥拍动作为削球如果> O则为向右削球；如果
< 0则为向左削球。在本发明中，削球动作发生后，依据击球时刻三个方向上的用力情况， 对球在三个方向上分别赋予一个与对应方向上的用力情况成正比的速度，且给小球一个自旋速度，该自旋速度的大小与球击时三个方向作用力的合力的绝对值成正比。以上所述的几种挥拍类型仅为本发明实施例中所适用的挥拍类型，并非因此限制本发明的专利范围，本发明还可以推及至适用其他更多种类的挥拍类型，并且均可以采用本发明提供的方法进行处理。43)数据处理模块根据球拍的挥拍类型确定用户的挥拍动作，显示模块显示用户的挥拍动作，该挥拍动作为预先设定的。步骤幻中，数据处理模块根据击球后小球的速度数据计算击球后小球的位置数据，显示模块实时显示虚拟坐标系中击球后小球的位置。步骤6)中，数据处理模块通过判断小球是否过网以及小球是否出界，来判断小球是否落入对手半球桌内，如果小球过网并且没有出界则判断小球落入对手半球桌内，本次击球成功；否则判断小球没有落入对手半球桌内，本次击球失败。具体包括以下步骤61)数据处理模块不断检测小球的位置数据，当检测到Z轴方向上的位置坐标值出现零值，此时Y轴正方向上的位置坐标值大于网的高度，并且X轴方向上的位置坐标绝对值小于网的二分之一宽度，则判断小球过网，否则判断小球没过网，击球失败。61)数据处理模块不断检测小球的位置数据，当检测到X、Y、Z三个方向中，任意一方向上的小球的位置坐标绝对值超过对方半球卓的边界坐标绝对值，则判断小球出界，击球失败，否则判断小球没出界，击球成功。上述击球周期适用于用户发球和接球两种情况。请参阅图4，为本发明优选实施例提供的基于计算机的小球运动处理系统的结构示意图。如图4所示，该系统包括识别模块、数据处理模块、显示模块和人工智能模块，适用于用户与虚拟人对战，即人机对战。识别模块用于不断采集球拍的位置信息。识别模块可以是具有跟踪点识别功能的摄像头，以每秒钟30次的频率对跟踪点进行识别，并记录该跟踪点，即球拍的位置。数据处理模块与识别模块相连，用于获取球拍的位置数据、速度数据、力度数据和用户的位置数据，计算击球前小球的位置数据，判断球拍是否打中小球，判断球拍的挥拍类型并计算击球后小球的速度数据，计算击球后小球的位置数据，判断小球落点是否对手半球桌内。数据处理模块可以是计算机处理器。显示模块与处理模块相连，用于实时显示虚拟坐标系中小球的位置、用户球拍的位置、用户的位置和挥拍动作，以及对手球拍的位置、对手的位置和挥拍动作。显示模块可以是显示器。人工智能模块与显示模块相连用于控制虚拟人的运动。人工智能模块可以是人工智能控制器。请结合参阅图5，本发明第二实施例提供的基于计算机的小球运动处理系统的结构示意图。如图5所示，该系统包括依次相连的识别模块A、数据处理模块A、显示模块、数据处理模块B、识别模块B，适用于两名用户对战。比较图4和图5，不同之处在于，第二实施例用识别模块B和数据处理模块B来取代优选实施例中的人工智能模块。因此，第二实施例中的对手可以是另一名用户。用于处理两名用户运动的识别模块和数据处理对应相似，此处不再赘述。下面详细地描述如何利用本发明提供的方法及系统实现羽毛球运动项目。启动终端计算机，进入虚拟健身大厅，启动羽毛球项目，做些必要的准备工作，比如，手持羽毛球拍，这样就可以通过球拍的数据点表明用户前后、左右、上下方向的运动；球拍的数据点同时也被用于判断球拍的位置、以及挥拍的动作类型。羽毛球项目程序启动后显示器上出现羽毛球打球场景，靠近显示器外面的场地属于现实中人的场地，场地中有一个手持羽毛球拍的3D动画人物，代表着用户，用户的动作， 位置变化都会在这个3D动画人物中得到体现，比如当球拍往左、右、前、后移动时，3D动画人物也会往左、右、前、后做出相同距离的移动；用户举起，放下，平持羽毛球拍时，3D动画人物也会举起，放下，平持羽毛球拍；同样，用户以各种方式打球时，3D动画人物手中的羽毛球拍也会经历用户手里羽毛球所经历的位置，羽毛球拍的空间位置数据则直接对应于3D 动画人物手中的羽毛球拍的位置。当羽毛球运动开始后，分以下几个步骤进行。第一步发球，真实打球的时候，在发球时用户需要向上抛球，在视频摄像头前，用户同样需要一个上抛动作，可以上扬手中的羽毛球拍，根据羽毛球拍上升过程中的速度，决定抛出的球的高度；然后可以像实现中打球一样，将球打出去，在这个抛弃、打球的发球过程，会一直计算球拍的位置和球的位置，若两者位置相交，则球被击中了，击中后，球就会按被击的情况做出运动动作。至此，一个完整的发球过程结束了。
第二步发球后，球会有三种结果，a、球打出场了，b、球在球桌上没有过网，C、球打到了对方场地，发球成功；对于a、b两种情况可以直接处理为发球失败，需要继续处理的是 c种情况。此时，球已经传到了对方场地，这时该对手接球，即一个具有人工智能的虚拟人接球，它接/发球的水平依据设定而已，在本发明中，主要阐述的是用户打球动作、以及打球效果如何在显示器上显示出来，而人工智能并非本发明的重点，所以不阐述具有人工智能的虚拟人是如何接发球的。第三步接球，当具有人工智能的虚拟人发球成功，或者成功接到用户打过去的球，就轮到用户接球了。首先，用户要评估代表自己的3D动画人物离将要接的球的位置，若代表用户的3D动画人物离估计的落球点较远，则需要移动自己的身体位置，移动身体的过程中，代表用户的3D动画人物也会做出相同的位置移动，因此，跟现实中打球一样，先估计到落球点在哪个位置，然后做出相应的移动，若落球点在3D动画人物左边，向左边移动；若落球点在3D动画人物左前方，向左前方移动；若具有人工智能的虚拟人打过来力度较大， 且离球网的距离较远，而代表用户的3D动画人物离球桌较近，用户需要往后移动；移动到其他位置接球的各种情况的道理和这里列举的相同。移动到合适的位置后，就可以像现实中打球一样，可以扣球，削球，平推球等等，具体应该怎么接球，应该视对手打过来的球，和自己个人打球水平、习惯而定。但无论以什么方式去接球，本发明中，首先判断此次挥拍接球是否打中了球，如果没有打中球，则接球失败，若接到了球，则按照此次接球的动作类型，以及力度等因素，改变球的运动速度、旋转速度。然后，计算此次接球后，球在各个时刻的空间位置，若落入对方半球桌之外，则此次接球失败，重新发球或接人工智能虚拟人发过来的球；若落入对方半球桌之内，则此次接球成功，继续准备接下一个球。至此，完整地描述了如何利用本发明提供的方法及系统实现羽毛球运动项目。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1权利要求
1.一种基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，包括以下步骤1)采集球拍的位置数据，并计算出所述球拍的速度数据、力度数据和用户的位置数据；2)计算击球前小球的位置数据；3)根据所述球拍的位置数据和击球前所述小球的位置数据判断所述球拍是否打中所述小球；4)根据所述球拍的速度数据和/或位置数据判断所述球拍的挥拍类型，并根据所述球拍的力度数据计算击球后所述小球的速度数据；5)计算击球后所述小球的位置数据；6)判断所述小球是否落入对手半球桌内。
2.根据权利要求1所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述步骤1) 进一步包括11)在所述球拍上设置跟踪点，不断采集摄像头坐标系中所述球拍的位置数据；12)将所述球拍的位置数据从所述摄像头坐标系映射到虚拟坐标系，并实时显示所述虚拟坐标系中所述球拍的位置；13)根据所述球拍的位置数据计算所述用户的位置数据，并实时显示所述虚拟坐标系中所述用户的位置；14)根据所述球拍的位置数据计算所述球拍的速度数据和力度数据。
3.根据权利要求1所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述步骤2) 中，根据所述对手上次击球后所述小球的速度数据计算击球前所述小球的位置数据，并实时显示所述虚拟坐标系中击球前所述小球的位置。
4.根据权利要求1所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述步骤3) 中，通过计算判断所述小球的位置点到所述球拍所在平面的距离是否大于所述小球的半径，大于则说明所述球拍和小球没有相交，否则继续计算判断所述小球的位置点到所述球拍的位置点的距离是否大于所述球拍的半径，大于则说明所述球拍和小球没有相交，否则说明所述球拍和小球相交，如果相交则判断所述球拍打中所述小球；如果不相交则判断所述球拍没有打中所述小球，本次击球失败。
5.根据权利要求1所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述步骤4) 进一步包括41)根据所述球拍的速度数据判断所述球拍的挥拍开始与结束；42)根据所述球拍的速度数据和/或位置数据判断所述球拍的挥拍类型，并且根据所述球拍的挥拍类型和力度数据计算击球后所述小球的速度数据；43)根据所述球拍的挥拍类型确定并显示所述用户的挥拍动作。
6.根据权利要求5所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述球拍的挥拍类型包括平推球、向上挑球、扣杀球、削球，其中，所述平推球的特点是，所述球拍在左右和上下的位移较小，而向前的位移较大；所述向上挑球的特点是，所述球拍在左右的速度非常小，几乎为零，而在向上有较明显的速度；所述扣杀球的特点是，所述球拍在向下、向前和左右的速度都比较大；所述削球的特点是，所述球拍在向下、向前和左右的速度都不为零，但是所述速度比所述扣杀球要小。
7.根据权利要求1所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述步骤5) 中，根据击球后所述小球的速度数据计算击球后所述小球的位置数据，并实时显示所述虚拟坐标系中击球后所述小球的位置。
8.根据权利要求1所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述步骤6) 中，通过判断所述小球是否过网以及所述小球是否出界，来判断所述小球是否落入对手半球桌内，如果所述小球过网并且没有出界则判断所述小球是否落入对手半球桌内，本次击球成功；否则判断所述小球没有落入所述对手半球桌内，本次击球失败。
9.根据权利要求1、3、8中任意一项所述的基于计算机的小球运动处理方法，其特征在于，所述对手为虚拟人或其他用户，其中，所述虚拟人的运动由人工智能控制，所述其他用户运动的处理方法与所述用户运动的处理方法对应相似。
10.一种基于计算机的小球运动处理系统，其特征在于，包括识别模块、数据处理模块和显示模块，其中，所述识别模块用于不断采集所述球拍的位置信息；所述数据处理模块与所述识别模块相连，用于获取球拍的位置数据、速度数据、力度数据和用户的位置数据，计算击球前小球的位置数据，判断所述球拍是否打中所述小球，判断所述球拍的挥拍类型并计算击球后所述小球的速度数据，计算击球后所述小球的位置数据，判断所述小球落点是否对手半球桌内；所述显示模块与所述数据处理模块相连，用于实时显示所述虚拟坐标系中所述小球的位置、所述用户球拍的位置、所述用户的位置和挥拍动作，以及所述对手球拍的位置、所述对手的位置和挥拍动作。
11.根据权利要求10所述的基于计算机的小球运动处理系统，其特征在于，所述系统还包括人工智能模块，与显示模块相连接，用于控制所述虚拟人的运动。
12.根据权利要求10所述的基于计算机的小球运动处理系统，其特征在于，所述系统还包括与所述识别模块和数据处理模块的功能以及连接方式对应相似的另一套识别模块和数据处理模块。
全文摘要
本发明涉及一种基于计算机的小球运动处理方法，包括以下步骤采集球拍的位置数据，并计算出所述球拍的速度数据、力度数据和用户的位置数据；计算击球前小球的位置数据；根据所述球拍的位置数据和击球前所述小球的位置数据判断所述球拍是否打中所述小球；根据所述球拍的速度数据和/或位置数据判断所述球拍的挥拍类型，并根据所述球拍的力度数据计算击球后所述小球的速度数据；计算击球后所述小球的位置数据；判断所述小球是否落入对手半球桌内。本发明还公开了实现该方法的系统。利用本发明公开的方法和系统，能更准确地反映出用户位置和挥拍动作，能准确地判断出是否打中了小球，并且能判断挥拍的动作类型，十分接近真实的健身项目。
文档编号G06F3/01GK102446359SQ201010504158
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者刘琦, 彭立焱, 曹立, 陈亮亮 申请人:深圳泰山在线科技有限公司