一种基于智能护具的跆拳道训练监控系统

本发明涉及智能护具，具体涉及一种基于智能护具的跆拳道训练监控系统。

背景技术：

1、跆拳道，是一种主要使用手及脚进行格斗或对抗的运动。

2、现有公布号为cn215653741u的专利申请，具体为一种基于智能护具的跆拳道训练监控系统，其特征在于，包括：传感器检测子系统、智能控制子系统和数据存储子系统，其中：所述传感器检测子系统包括：至少一个智能护具，每个所述智能护具上设置有至少一个传感器节点，每个所述传感器节点包括：九轴传感器和定位传感器；所述智能控制子系统包括：处理器、显示器和至少两个定位基站，每个所述定位基站设置在跆拳道场地的边缘，每人所述定位基站分别与所述处理器和所述定位传感器无线连接，所述处理器与所述显示器连接；所述数据存储子系统包括：数据库和通信单元，所述通信单元与所述数据库连接，所述通信单元还分别与所述处理器和每个所述传感器节点无线连接。

3、该专利申请的提出在于解决：目前的监测设备以可穿戴设备为主，如监测心率的智能手环等，通常只能实现运动者的身体参数的监测，如身体的温度和心率等，无法对运动的完成情况作进一步的监测。

4、然而，目前的跆拳道训练用的智能护具，往往仅能在学员训练时，采集学员的动作力度、动作频率等简单数据，以供教练或学员参考，智能护具本身不具备通过这些采集到的数据对学员进行训练监测分析的功能。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于智能护具的跆拳道训练监控系统，解决了目前的跆拳道训练用的智能护具，往往仅能在学员训练时，采集学员的动作力度、动作频率等简单数据，以供教练或学员参考，智能护具本身不具备通过这些采集到的数据对学员进行训练监测分析的功能的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种基于智能护具的跆拳道训练监控系统，包括数据采集层、数据处理层及评价层：

6、学员的训练数据通过数据采集层输入，以各学员训练数据于数据采集层中区分储存，区分储存的学员训练数据通过学员名称及输入时间戳进行区别标记，数据处理层接收数据采集层中学员训练数据，对学员训练数据进行分析处理，以分析结果向评价层发送，评价层应用分析结果数据生成评价报告完成输出；

7、所述数据处层包括构建模块、更迭模块及分析模块，构建模块用于接收数据采集层中学员训练数据，应用学员训练数据构建学员训练数据模型，更迭模块用于接收构建模块构建的学员训练数据模型，将学员训练数据模型向储存模块发送，分析模块用于在储存模块中获取输入时间戳最近的两组学员训练数据模型，分析两组学员训练数据模型相似度，及输入时间戳最近一组学员训练数据模型的平整度；

8、两组所述学员训练数据模型的相似度通过如下公式进行求取，公式为：

9、

10、该式中：sf(ui，vj)为学员训练数据模型ui及vj相互之间的相似性；n(ui)为学员训练数据模型ui的面数；n(vj)为学员训练数据模型vj的面数；

11、其中，sf(ui，vj)的值越大两组学员训练数据模型相似度越大，sf(ui，vj)的值越小两组学员训练数据模型相似度越小。

12、更进一步地，所述数据采集层包括部署模块及储存模块，部署模块用于在智能护具上选择区域部署传感矩阵，储存模块用于实时接收传感矩阵中实时监测到的传感数据，对传感数据进行区分储存。

13、更进一步地，所述部署模块在智能护具上选择区域部署传感矩阵前，获取智能护具打击面图像，并在打击面图像数据中的打击面图像上进一步部署笛卡尔坐标轴系，在完成坐标轴系部署后，以打击面图像数据中的打击面图像上分布的坐标轴系中的点进行传感矩阵的区域选择；

14、其中，打击面图像数据中打击面图像与智能护具上打击面比例为1:1，所述传感矩阵由若干个纵横方向皆等距排列的力传感器组成，各力传感器实时监测所得数据即学员训练数据。

15、更进一步地，所述传感矩阵中各力传感器监测到的作用力数据包括通过力传感器测定的作用力数值及力传感器当前状态误差值，所述力传感器当前状态误差值通过如下公式进行计算，公式为：

16、

17、该式中：fi为力传感器误差值；k′ii为作用力所受的偏导干扰力比值；δλi为误差校正系数引导；λi为误差校正系数。

18、更进一步地，所述学员训练数据模型向储存模块发送后，储存模块对内部储存的与当前进行储存操作的学员训练数据模型对应的学员训练数据进行删除，并进一步将学员训练数据模型与删除的学员训练数据对应的学员名称及输入时间戳进行相互配置。

19、更进一步地，所述构建模块在通过学员训练数据构建学员训练数据模型时，在力传感器当前状态误差值中获取最大误差值及最小误差值，应用两组误差值代入学员训练数据中，获取两组包含有误差值的学员训练数据，进一步求得两组学员训练数据的均值数据，以学员训练均值数据构建学员训练数据模型。

20、更进一步地，所述构建模块应用学员训练数据构建学员训练数据模型的操作，通过各力传感器实时测定的作用力数值进行建模；

21、其中，学员训练数据模型由若干个横截面大小相同柱体组成，每一柱体均对应一组力传感器，各柱体的高度根据其各自对应力传感器实时测定的作用力数值进行设定。

22、更进一步地，所述学员训练数据模型的平整度通过下式进行计算，公式为：

23、

24、该式中：iri为学员训练数据模型的平整度；ys(t)为学员训练数据模型平整度检测面上各峰点较基准面的垂直位移；yus(t)为学员训练数据模型平整度检测面较基准面的垂直位移；n为位移基础向量。

25、更进一步地，所述评价层包括设定模块及反馈模块，设定模块用于设定评价阈值，反馈模块用于生成评价报告将评价报告向系统端用户反馈；

26、其中，所述评价层中设定模块设定的评价阈值通过系统端用户手动设定，评价阈值设定有两组，评价层接收分析模块运行得到的两组学员训练数据模型相似度，及输入时间戳最近一组学员训练数据模型的平整度，应用两组评价阈值分别与相似度及平整度进行比对，进一步将比对结果、输入时间戳最近的两组学员训练数据模型、输入时间戳最近的两组学员训练数据打包，并通过反馈模块将打包的数据内容向系统端用户反馈，反馈模块中生成评价报告的操作即，比对结果、输入时间戳最近的两组学员训练数据模型、输入时间戳最近的两组学员训练数据三组数据打包的操作。

27、更进一步地，所述部署模块通过介质电性连接有储存模块，所述储存模块通过介质电性连接有构建模块，所述构建模块通过介质电性连接有更迭模块及分析模块，所述分析模块通过介质电性连接有设定模块，所述设定模块通过介质电性连接有反馈模块。

28、有益效果

29、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

30、1、本发明提供一种基于智能护具的跆拳道训练监控系统，该系统通过学员训练数据的获取来构建学员训练数据模型，从而以此种虚拟化三维体的学员训练数据模型作为分析目标，对学员的训练数据进行分析，可以使得学员训练数据的分析更加精确、通过模型来解读学员训练数据更加浅显易懂，为跆拳道学员在长期穿戴智能护具进行的训练带来了有效的监控及分析。

31、2、本发明中系统在运行过程中，还能够对系统生成的学员训练数据模型进行储存，进一步的通过设定评价阈值对系统中学员训练数据模型中提取的数据进行比对，并将比对结果、学员训练数据、学员训练数据模型以评价报告的方式向系统端用户反馈，以便于系统端用户更加快捷的通过评价报告了解学员的训练情况。

32、3、本发明中系统在运行时，进一步的对系统中采集的学员训练数据进行误差协调，以此实现系统采集的学员训练数据更加可靠，从而使得系统后续运行以学员训练数据作为基础运行条件的运行结果更加准确。