[发明专利]一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统

说明书

技术领域

本发明属于智能乒乓球运动技术领域，特别是涉及一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统。

背景技术

目前对乒乓球运动进行监测的技术主要有两类，一种是计算机视觉分析方法，一种是信号触发判断方法。

计算机视觉分析方法主要通过多台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的录像，对录像中的每个图像进行目标识别和空间定位后形成数据，再通过滤波和跟踪计算出乒乓球轨迹，该方法的缺点是计算复杂度高，对设备的性能要求高。

信号触发判断方法是通过安装在乒乓球台和球网的压电传感器获取因受到乒乓球的撞击而产生的信号，比较多个信号的强度和产生时间，计算乒乓球的撞击位置和大致的运动轨迹，该方案的缺点是不能定位乒乓球在空中的位置，定位准确度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有基于物联网的乒乓球运动系统缺乏实时计算乒乓球位置的功能，提出一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统。

信号强度定位是指通过接收到的信号强弱来计算信号发射点与信号接收点的距离，从而根据信号接收点的位置来计算信号发射点位置的技术。

本发明的基于信号强度定位的乒乓球运动系统由配备信号接收装置的乒乓球台、配备信号接收装置的乒乓球网、配备压力传感器的乒乓球拍、具有信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。其中，配备压力传感器的乒乓球拍属于可选项。

配备信号接收装置的乒乓球台：乒乓球台上不同位置部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。

配备信号接收装置的乒乓球网：乒乓球网上部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。

配备压力传感器的乒乓球拍：乒乓球拍包括手柄、基板以及贴在基板上的左右对称的胶皮，其中左、右胶皮与基板之间缝隙处部署压电薄膜传感器，压电薄膜传感器检测压力传感数据，然后将压力传感数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。

具有信号发送功能的乒乓球：乒乓球内部安装信号发送装置，定时发送无线信号；信号发送装置被包裹在与乒乓球紧密贴合的柔性材料中。

根据信号强度计算位置的服务器：获取球台和球网接收的无线信号的强度数据，采用已有的无线信号空间损耗公式计算乒乓球与各信号接收装置的距离，根据各信号接收装置的位置计算出乒乓球的实时位置；获取乒乓球拍上部署的压电薄膜传感器检测的压力传感数据，采用已有方法计算出乒乓球拍撞击乒乓球的位置和力度。

本发明的基于信号强度定位的乒乓球运动系统，如图1所示，其中，根据信号强度计算位置的服务器简称为服务器，黑色实心圆点表示乒乓球台和乒乓球网上配备的信号接收装置，带箭头的虚线表示信号传送的方向。具有信号发送功能的乒乓球发送无线信号，配备信号接收装置的乒乓球台和球网将所接收到无线信号的强度数据发送至根据信号强度计算位置的服务器；配备压力传感器的乒乓球拍将压力传感器数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。

本发明的方法及系统具有的优点是：

(1)提出一种包含乒乓球、球拍、球网和球台的基于信号强度定位的完整乒乓球运动系统；

(2)采用信号强度定位技术，简单有效地计算出乒乓球的实时位置。

附图说明

图1是本发明的基于信号强度定位的乒乓球运动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的基于蓝牙定位的乒乓球运动系统中配备信号接收装置的乒乓球桌的三视图；

图3是本发明实施例的基于蓝牙定位的乒乓球运动系统中配备压力传感器的乒乓球拍的三视图；

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

信号强度定位是指通过接收到的信号强弱来计算信号发射点与信号接收点的距离，从而根据信号接收点的位置来计算信号发射点位置的技术。其中无线信号可以有多种形式，可以是ZigBee信号、WiFi信号、小基站信号、蓝牙信号等。

本发明采用不同形式无线信号的具体实现方式相同。本实施例以应用较为普遍的蓝牙信号为例，实现基于蓝牙定位的乒乓球运动系统。

基于蓝牙定位的乒乓球运动系统由配备蓝牙接收装置的乒乓球台、配备蓝牙接收装置的乒乓球网、安装压力传感器的乒乓球拍、具有蓝牙信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。