[发明专利]一种排球击球计数方法及设备

权利要求书

1.一种排球击球计数方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、通过设置于排球球体中的加速度传感器(2)对三轴加速度信号进行采集；

B、将采集的三轴加速度信号进行矢量叠加计算进而获得每个采样点的矢量模信号；将采集的三轴加速度信号进行矢量叠加的公式如下：

式中，a_x(n)为加速度传感器(2)采集的第n个采样点的x轴加速度信号、a_y(n)为加速度传感器(2)采集的第n个采样点的y轴加速度信号、a_z(n)为加速度传感器(2)采集的第n个采样点的z轴加速度信号；a(n)为第n个采样点的矢量模信号，n为采样点数，取正整数；

C、将后一个采样点的矢量模信号a(n)与前一个采样点的矢量模信号a(n-1)进行差值计算获得每个采样点的差分矢量模信号y(n)；

D、将每个采样点的差分矢量模信号y(n)通过门限判决方式进行二值转换，获得二值差分矢量模信号b(n)；

E、利用有限状态机模型对二值差分矢量模信号b(n)进行分析来判断是否为有效击球并记录有效击球数量；判断是否为有效击球的操作包括：

进入有限状态机模型的初始S0状态；

在二值差分矢量模信号b(n)＝1时，进入有限状态机模型的S1状态，在S1状态中，对b(n)连续为1的个数进行计数，记作C1；

在满足C1位于预设击球范围值内且二值差分矢量模信号b(n)＝0时，有限状态机模型从S1状态跳转到S2状态，对b(n)连续为0的个数进行计数，记作C2；

在满足C2位于预设滞空范围值内时，判断为有效击球，有限状态机模型从S2状态跳转到S3状态，对该次击球动作进行计数并返回有限状态机模型的初始S0状态，继续下一次击球动作的计数。

2.根据权利要求1所述的排球击球计数方法，其特征在于，在所述步骤C中，将后一个采样点的矢量模信号分别与前一个采样点的矢量模信号进行差值计算的公式如下：

y(n)＝a(n)-a(n-1)

式中，y(n)为第n个采样点的差分矢量模信号；a(n)为第n个采样点的矢量模信号；a(n-1)为第n-1个采样点的矢量模信号；n为采样点数，取正整数。

3.根据权利要求2所述的排球击球计数方法，其特征在于，在所述步骤D中，将每个采样点的差分矢量模信号通过门限判决方式进行二值转换的定义为：

式中，y_th为设定的门限值；b(n)为第n个采样点的二值差分矢量模信号；y(n)为第n个采样点的差分矢量模信号；n为采样点数，取正整数。

4.根据权利要求3所述的排球击球计数方法，其特征在于，在进行所述步骤E的操作之前，还包括：

将步骤D中获得的二值差分矢量模信号b(n)进行前向膨胀处理，操作为：

设二值差分矢量模信号b(n)为定义在B＝(0，1，…，N-1)上的布尔值函数，B为采样点集，N为采样总点数；

设结构元素s(m)为定义在S＝(0，1，…，M-1)上的布尔值函数，S为前向膨胀点集，M为前向膨胀点总点数，M＜N；

二值差分矢量模信号b(n)被s(m)前向膨胀的公式为：

其中，为前向膨胀的符号，∨表示逻辑“或”。

5.根据权利要求1所述的排球击球计数方法，其特征在于，判断为有效击球的操作包括：

在首次满足C1位于预设击球范围值内且C2位于预设滞空范围值内时，首先对击球次数进行累加，在连续击球数量大于或等于预设击球数量时，判断为有效击球，之后继续对连续击球数量进行累加计数，反之，在连续击球数量小于预设击球数量时，丢弃该连续击球数量信号。