[发明专利]一种用于田径场上跑步速度的测量系统

权利要求书

1.一种用于田径场上跑步速度的测量系统，其特征在于，所述用于田径场上跑步速度的测量系统包括：

用于对运动员的跑步速度状态进行捕捉的摄像设备；所述摄像设备上镶装有高清摄像头；用于记录运动员的实时状态图像；

与摄像设备通过信号连接，用于将运动员的跑步速度信息进行传输的信号发射装置；

与信号发射装置连接，用于对运动员的跑步速度信息进行计算的控制面板；

与控制面板通过蓝牙模块连接，用于采集运动员的步幅、步频和角度的传感器单元；

所述传感器单元获取到运动员运动实时的步幅、步频和角度物理参数后，使用数字编码脉冲噪声滤除算法进行模拟信号离散化；通过动态阈值控制和置信滤波窗口控制，对这些数据进行处理，计算得到使用者跨步的次数、步幅和角度。

2.如权利要求1所述用于田径场上跑步速度的测量系统，其特征在于，所述摄像设备位于最顶端；所述用于田径场上跑步速度的测量系统，还包括：

所述摄像设备下直接连接有旋转轴；

所述旋转轴下连接有供电设备；

所述供电设备上镶嵌有电源指示灯；

所述供电设备侧面镶装有太阳能板；

所述供电设备下镶嵌控制面板；

所述控制面板顶端安装有显示器；

所述显示器下安装有镶嵌在控制面板的数字按键；

所述控制面板下端还镶嵌有还原键和电源开关；

所述控制面板下端还安装扬声器和信号发射装置；所述扬声器位于信号发射装置一侧；

所述控制面板下端承接有底座；

所述底座下焊接有四个支架；

每个支架下设有万向刹车轮。

3.如权利要求1所述用于田径场上跑步速度的测量系统，其特征在于，所述模拟信号离散化的方法包括：

(1)、将输入信号序列的信号样点x(n)减去M个采样间隔之前的信号样点x(n-M)，得到差值信号d(n)，即：

d(n)＝x(n)-x(n-M)；

其中，M是DFT变换点数，n信号样点的时域索引；

(2)、然后进行修正后的UVT变换：

其中，k为DFT变换的频域索引值，W_M为复旋转因子并且W_M＝e^j2π/M；

(3)、将信号样点x(n)乘以调制序列将频点k的DFT变换移到k＝0处，根据n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)计算n时刻的DFT变换输出：

其中，m为调制序列的索引值，每个采样时刻增加1，初始值为0，增加到M-1时，下一采样时刻恢复到初始值0，作为迭代的n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)，其初始值采用传统DFT变换方法得到；

所述的调制序列采用一个复数振荡器来实现，形式为：

调制序列是以M为周期的，每M个样点就自动从开始；

所述的变换表示为：

其中，

L点信号序列d(n)被分成两个长度为L/2的子序列，分别对应d(n)中奇数索引和偶数索引的子序列，根据抽取得到的这两个子序列的DFT变换直接合成得到；

(4)、通过相位修正得到n时刻频点k的DFT变换结果即信号第k个频点的频谱信息：