[发明专利]一种轮椅冰壶轨迹识别定位跟踪与运动状态检测系统

权利要求书

1.一种轮椅冰壶轨迹识别定位跟踪与运动状态检测系统，其特征在于，包括：运动状态检测装置、图像采集装置以及与该两个装置分别连接的中央控制计算机；

所述运动状态检测装置安装在选取的冰壶的壶体上表面中心，用于实时采集该冰壶运动过程中的运动状态数据，运动状态检测装置将采集的运动状态数据发送到中央控制计算机；

所述的图像采集装置用于采集冰壶训练或比赛的视频，并将该视频发送到中央控制计算机；

所述中央控制计算机，用于分别接收运动状态检测装置发送的运动状态数据和图像采集装置发送的视频数据；中央控制计算机通过对运动状态数据进行解算，得到冰壶出手速度和出手角速度并进行显示和储存，通过对视频数据进行处理，得到冰壶在实际冰场中运动轨迹的复现结果并进行显示和储存。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运动状态检测装置，包括：在芯片模组上集成的三轴陀螺仪、三轴加速度计、姿态解算模块、信号差分放大电路、滤波电路、数据传输模块和电源模块；其中，三轴陀螺仪和三轴加速度计均依次通过信号差分放大电路、滤波电路与姿态解算模块的输入端相连。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制计算机包括：冰壶运动状态解算模块、冰壶运动状态数据显示模块、冰壶运动状态数据存储模块和冰壶运动视频图像处理模块；其中冰壶运动视频图像处理模块包括目标跟踪子模块、冰场重建子模块和冰壶运动轨迹复现子模块；

所述冰壶运动状态解算模块的输入端连接冰壶运动状态检测装置的输出端，冰壶运动状态解算模块的输出端分别连接冰壶运动状态数据存储模块的输入端和冰壶运动视频图像处理模块的输入端；冰壶运动视频图像处理模块中目标跟踪子模块的输入端和冰场重建子模块的输入端分别连接图像采集装置的输出端，目标跟踪子模块和冰场重建子模块的输出端分别连接冰壶运动轨迹复现子模块；

所述冰壶运动状态解算模块用于接收运动状态检测装置发送的运动状态数据，利用该状态数据，标记冰壶角速度从零开始变大所对应的时间戳为冰壶出手阶段初始时间戳，标记冰壶角速度最大值对应的时间戳为冰壶出手阶段结束时间戳，截取该两个时间戳内冰壶的运动状态数据，对该段时间内的冰壶加速度进行积分，得到冰壶出手速度；获取冰壶出手阶段初始时间戳的角速度数据，得到冰壶出手角速度；然后将冰壶出手速度和出手角速度分别发送给冰壶运动状态数据显示模块和冰壶运动状态数据存储模块；

所述冰壶运动状态数据显示模块用于显示接收到的冰壶出手加速度和出手角速度数据；所述冰壶运动状态数据存储模块用于存储接收到的冰壶出手加速度和出手角速度数据；

所述目标跟踪子模块和冰场重建子模块分别从图像采集装置获取冰壶运动的视频图像，目标跟踪子模块对视频图像中安装有运动状态检测装置的冰壶进行跟踪，得到由各帧图像中该冰壶中心位置像素点坐标组成的冰壶像素点运动轨迹并发送给冰壶运动轨迹复现子模块；所述冰场重建子模块通过对视频图像中的冰场图像进行重建，得到冰场像素点坐标和实际冰场位置之间的坐标转换矩阵并发送给冰壶运动轨迹复现子模块；所述冰壶运动轨迹复现子模块，根据接收到的冰壶像素点运动轨迹和坐标转换矩阵，得到冰壶在实际冰场中的运动位置变化情况，实现冰壶运动轨迹的复现。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述运动状态检测装置的芯片模组上还集成有与所述信号差分放大电路输入端相连的三轴磁力计，用于消除所述三轴加速度计的漂移误差。