[发明专利]一种网球运动员动作技术综合分析系统

说明书

技术领域

本发明属于体育活动技术参数采集分析技术领域，具体为一种网球运动员动作技术综合分析系统及方法。

背景技术

现代网球比赛对运动员的体能、技术、心理等诸多素质等提出了很高的要求。在网球项目的训练中，应用科学的训练手段和先进的训练器材，对于取得好的训练效果具有非常重要的意义。但是，目前国内比较缺乏适用的训练手段和训练器材，尤其是缺乏在训练现场给出精确运动参数的智能化的器材，制约了运动员技术水平的进一步提高。

网球项目的训练对于训练器械的要求主要有： 1）可以实时在线采集人体各环节和相关器械的精确的运动学参数；2）在采集相关运动学参数后，可以在现场进行分析，并给出分析结果；系统对运动员的各种技术动作无干扰或基本无干扰。因此单独的力量参数或动作参数的采集不能满足运动参数智能化采集的要求，无法所获取精确、全面性的信息。然而现有技术采用多种手段对运动参数采集后再进行分析，同步性较差，且方案的技术风险和总成本的情况都比较高，限制了运动参数采集器材的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网球运动员动作技术综合分析系统及方法，能够充分发挥每种设备的优势，提升所获取信息的精确性和全面性。

一种网球运动员动作技术综合分析系统，包括采集运动参数的无线传感器网络和一组视频摄像设备，所述无线传感器网络包括控制主机，视频摄像设备的视频信号有线连接至控制主机，控制主机通过无线网关连接安装在运动员和球拍上的运动参数无线传感器节点，所述视频摄像设备的快门控制与所述无线传感器网关之间通过一个同步触发装置连接，传感器节点的运动信号经控制主机和无线传感器网关启动同步触发装置触发视频摄像设备同步摄像。

进一步的，所述视频摄像设备为具有外部触发功能的高速相机。

进一步的，所述高速相机至少为2个，各个所述高速相机从不同角度围绕拍摄对象设置，所有高速相机连接至同一个同步触发装置。

进一步的，所述运动参数无线传感器节点包括惯性传感器或应变片传感器，惯性传感器或应变片传感器连接一个无线传输芯片形成惯性传感器节点或应变片传感器节点，所述惯性传感器节点设置在运动员身体和网球拍的网框上，所述应变片传感器设置在网球拍网框与手柄之间V字形的连接臂上，其中，惯性传感器节点用于采集运动员和网球拍的三维运动信息，应变片传感器节点用于采集运动员发力信息。

进一步的，所述惯性传感器是角速度感应器或加速度感应器或磁力计或由三者组合设置在一起的复合式传感器。

进一步的，所述惯性传感器与无线传输芯片连接固定在一个封闭的壳体中，壳体通过塑料绑扎带固定在运动员身体和网球拍的网框上。

进一步的，所述应变片传感器至少有一个，一个应变片传感器粘贴安装在球拍所述连接臂上，在所述手柄的防滑缠绕带内安装有与应变片传感器连接的无线传输芯片。

一种网球运动员动作技术综合分析测量方法，包括组织网球运动信息采集网络步骤、同步信息采集步骤和分析步骤；其中，

所述组织网球运动信息采集网络步骤是：

第一步：将具有惯性传感器的网络节点分别设置在运动员身体和网球拍的网框上，用于采集运动员和网球拍的三维运动信息；将具有应变片传感器的网络节点设置在网球拍网框与手柄之间V字形连接臂上，用于采集运动员发力信息，上述的网络节点统称为无线传感器网络节点；

第二步：将所设置的无线传感器网络节点根据不同的位置分别赋予标号；

第三步：将至少二部具有外部触发功能的高速相机从不同角度围绕拍摄对象设置，高速相机的触发信号线连接一个具有触发功能的同步触发装置，同步触发装置由无线传感器网络控制高速相机的同步触发；

第四步：用一个控制主机调试通过无线网关与所述无线传感器网络节点和同步触发装置连通形成一个网球运动信息采集网络，将高速相机的视频信号连接控制主机；

所述同步信息采集步骤包括同步信息采集和数据管理：

所述同步信息采集是用无线传感器网络节点的有效信息触发高速相机开始工作，进行所述三维运动信息、运动员发力信息和图像信息的同步采集；

所述数据管理是将同步采集的三维运动信息、运动员发力信息和图像信息作为具有共同属性的多个捕捉文件形成一个层级结构保存；

所述分析步骤是将保存的同属性的多个捕捉文件通过对图像的播放控制和对三维运动信息、运动员发力信息的辅助作图进行运动参数分析。