[发明专利]一种智能台球训练系统

权利要求书

1.一种智能台球训练系统，包括训练球桌、训练球杆、数据处理模块(a4)，其特征在于：所述数据处理模块(a4)分别与所述训练球桌和训练球杆无线连接，所述训练球杆包括：第一杆部(11)、第二杆部(12)、数据发送模块(4)，所述第一杆部(11)与第二杆部(12)通过第一硅胶套(2)连接，所述第一硅胶套(2)套接第一杆部(11)的尾部与第二杆部(12)的头部，所述第一杆部(11)的尾部与第二杆部(12)的头部之间设有用于检测第一杆部(11)振动的压电薄膜(22)，所述压电薄膜(22)与所述数据发送模块(4)连接并将所述第一杆部(11)的振动信息传送到所述数据发送模块(4)，所述数据发送模块(4)通过第二硅胶套(3)套接在所述第二杆部(12)的尾部，所述数据发送模块(4)将所述振动信息通过无线链路层发送给数据处理模块(a4)，所述训练球桌包括：桌体，所述桌体设有数据采集系统，所述数据采集系统包括：设在所述桌体正上方的支架和用于记录台球在石板(a2)上运动的图像的摄像头(a1)，所述支架所在的平面(ABCD)与所述桌体的石板(a2)互相平衡，所述桌体设有用于测量所述石板(a2)下侧面与地面之间距离的第一感应器，所述支架设有用于测量支架所在平面(ABCD)与地面之间距离的第二感应器，所述支架还设有用于测量支架所在平面(ABCD)与所述桌体的库边(a3)之间距离的第三感应器，所述支架还设有用于测量支架所在平面(ABCD)与所述桌体的石板(a2)之间距离的第四感应器，所述数据处理模块(a4)分别与所述第一、第二、第三、第四感应器、摄像头(a1)通过无线链路层连接；

所述支架由杆AB、BC、CD、DA构成，其中所述支架的中部设有横杆EF，所述石板(a2)的下侧4个边角依次设置超声波传感器a、b、c、d，超声波传感器a、b、c、d用于测量石板(a2)下侧面与底面之间的距离，依次标识为H_a、H_b、H_c、H_d，H_a的大小等于H_b、H_c、H_d，在杆AB的中部设有超声波传感器e，在杆CD的中部设有超声波传感器f，其中所述超声波传感器e、f用于测量支架所在平面(ABCD)与地面之间的距离，标识为H_e、H_f，所述横杆EF上设有2个超声波传感器，分别是：超声波传感器g、h，所述超声波传感器g用于测量所述支架所在平面(ABCD)与库边a3之间的距离，标识为H_g，所述超声波传感器h用于测量所述支架所在平面(ABCD)与所述石板(a2)之间的距离，标识为H_h；

所述数据处理模块(a4)用于计算得到：训练球杆的击打力度、台球石板的平衡度、摩擦因素、库边的回弹度、台球的轨迹，并通过显示模块显示出来；

所述平衡度、摩擦因素、库边的回弹度、台球的轨迹的计算原理为：

所述平衡度指的是石板(a2)与地面之间的平衡程度，用符号P₁标识，其计算公式为：

动态摩擦因数，标识为u，计算原理为：设台球在台球桌上从I点运动到J点，I点和J点可从摄像头a1记录数据得到这两点的坐标分别为：(x1,y1)和(x2,y2),那么根据算法公式即可得到动态摩擦因素u，其中：

g＝9.8m/s²；

其中，K₁为摄像头(a1)拍摄到的图片上的台球的尺寸与实际上台球的尺寸的比例，K₂为摄像头(a1)的镜片的焦距与H_h的比例；

库边回弹度，标识为w，假设台球在碰到库边前的速度是V₁，经过库边反弹后的速度变为V₂，那么在台球碰库边前那一刻和出库边前那一刻，从摄像头(a1)得到的运动影像中得到坐标(x3,y3)和(x4,y4)那么根据算法可以求出回弹度w；

所述的算法是：其中：

，

其中，K₁为摄像头(a1)拍摄到的图片上的台球的尺寸与实际上台球的尺寸的比例，K₂为摄像头(a1)的镜片的焦距与H_h的比例；

台球的轨迹，数据处理模块(a4)对摄像头(a1)录制的台球的运动图像进行图像处理，其原理为：台球从开始运动到结束的录像，将该录像按照每秒18帧的速度分解成若干张图片，同时每张图片里的像素点都用程序设置好坐标，然后把台球在每张图片里所属的坐标记录下来，最终把所有的坐标在台球运动结束后的那张图片上，把相应的像素点标志好颜色，然后就形成了轨迹。