[发明专利]一种基于运动轨迹的乒乓球对局发球识别系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于运动轨迹的乒乓球对局发球识别系统及方法。其系统包括获取压力传感数据及判断球拍是否击打乒乓球模块、读取球拍击打乒乓球前的连续位置数据模块、根据运动轨迹判断乒乓球对局发球模块。在乒乓球系统中部署用于乒乓球定位的物联网组件(如信号强度定位组件等)获取乒乓球位置数据，球拍面部署的压力传感器获取压力传感数据；服务器根据压力传感数据判断击球时刻，根据乒乓球位置数据生成击球时刻之前乒乓球的运动轨迹。乒乓球对局发球前，乒乓球运动轨迹必须符合上抛和下落的运动轨迹模型，据此判断球拍击球是否为乒乓球对局中的发球。本发明解决了基于物联网的乒乓球运动系统不能简单有效地识别乒乓球对局发球的问题。

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运动轨迹的乒乓球对局发球识别系统及方法。

背景技术

现有基于物联网的乒乓球运动系统主要利用乒乓球运动视频或图像分析识别对局发球，其缺点是计算复杂度高、时效性差。为此提出一种基于运动轨迹的乒乓球对局发球识别系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是基于物联网的乒乓球运动系统不能简单有效地识别乒乓球对局中发球的问题，提出一种基于运动轨迹的乒乓球对局发球识别系统及方法。

本发明应用乒乓球运动定位技术和压力传感器，其中乒乓球定位技术指通过已有物联网装置和定位方法计算乒乓球在运动过程中实时位置的技术；压力传感器受到物体压力后发生形变从而产生压力传感数据。如图1所示，乒乓球系统中部署的用于乒乓球定位的物联网组件(如信号强度定位组件等)获取乒乓球位置数据，球拍面部署的压力传感器获取压力传感数据，将乒乓球位置数据和压力传感数据发送至服务器；服务器根据压力传感数据判断击球时刻，根据乒乓球位置数据生成击球时刻之前乒乓球的运动轨迹。乒乓球对局发球前，乒乓球运动轨迹必须符合上抛和下落的运动轨迹模型(简称发球轨迹模型)。

事先建立乒乓球运动系统的三维空间坐标系，原点为乒乓球桌正中心，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上。球拍面均匀部署压力传感器，压力感应区域覆盖整个球拍面。设置采样时间间隔T，其值小于对局中球拍两次击球的平均时间间隔(根据历史数据统计获得)；设置正整数N；设置判断球拍击打乒乓球的阈值X；设置用于发球识别的最低抛球高度阈值H；设置用于发球识别的最大抛球偏离阈值Y。

部署乒乓球运动定位装置，采用已有的乒乓球运动定位方法计算乒乓球在每个采样时刻的位置坐标值。

本发明的基于运动轨迹的乒乓球对局发球识别系统，包括获取压力传感数据及判断球拍是否击打乒乓球模块、读取球拍击打乒乓球前的连续位置数据模块、根据运动轨迹判断乒乓球对局发球模块。

获取压力传感数据及判断球拍是否击打乒乓球模块：部署在球拍面的压力传感器按照采样时间间隔T获取压力传感数据，然后发送至服务器；服务器获取的同一采样时刻的压力传感数据中，当有且只有一个压力传感数据u满足uX时，则判定此采样时刻球拍击打乒乓球，进入读取球拍击打乒乓球前的连续位置数据模块；否则返回获取压力传感数据及判断球拍是否击打乒乓球模块。

读取球拍击打乒乓球前的连续位置数据模块：读取球拍击打乒乓球时刻前连续N个采样时刻的乒乓球位置坐标值，N是正整数，记为(x_i,y_i,z_i)，1≤i≤N；进入根据运动轨迹判断乒乓球对局发球模块。