[发明专利]一种基于红外感应定位的乒乓球运动系统

说明书

技术领域

本发明属于智能乒乓球运动技术领域，特别是涉及一种基于红外感应定位的乒乓球运动系统。

背景技术

目前对乒乓球运动进行监测的技术主要有两类，一种是计算机视觉分析方法，一种是信号触发判断方法。

计算机视觉分析方法主要通过多台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的录像，对录像中的每个图像进行目标识别和空间定位后形成数据，再通过滤波和跟踪计算出乒乓球轨迹，该方法的缺点是计算复杂度高，对设备的性能要求高。

信号触发判断方法是通过安装在乒乓球台和球网的压电传感器获取因受到乒乓球的撞击而产生的信号，比较多个信号的强度和产生时间，计算乒乓球的撞击位置和大致的运动轨迹，该方案的缺点是不能定位乒乓球在空中的位置，定位准确度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有基于物联网的乒乓球运动系统缺乏实时计算乒乓球位置的功能，提出一种基于红外感应定位的乒乓球运动系统。

红外感应定位是指部署的红外感应装置发射红外线，当有物体进入红外线覆盖范围后，红外感应器可以接收到该物体反射的红外线，最终实现对物体的定位。

本发明的基于红外感应定位的乒乓球运动系统由红外感应器阵列、配备压力传感器的乒乓球拍、具有特殊反射涂层的乒乓球以及根据红外感应计算位置的服务器阵列成。其中，配备压力传感器的乒乓球拍和具有特殊反射涂层的乒乓球属于可选项。

红外感应器阵列：红外感应器阵列由多个均匀分布的具有编码的红外感应器组成，部署在与乒乓球桌面平行的正上方位置，红外感应器阵列发射的红外线覆盖乒乓球运动区域；红外感应器发射和接收各自的红外线，记录电压数据及红外线发射和接收的时间差值，将电压数据及红外线发射和接收的时间差值发送至根据红外感应计算位置的服务器。

配备压力传感器的乒乓球拍：乒乓球拍包括手柄、基板以及贴在基板上左右对称的胶皮，其中左、右胶皮与基板之间缝隙处部署压力传感器，压力传感器获取压力传感数据，然后将压力传感数据发送至根据红外感应计算位置的服务器。

具有特殊反射涂层的乒乓球：乒乓球表面涂抹用于反射红外线的反射涂层，使照射到乒乓球表面的红外线发生较低损耗的反射，然后被红外感应器中的红外探测电路接收。

根据红外感应计算位置的服务器：获取红外感应器阵列的电压数据以及红外线发射和接收的时间差值，根据电压数据判断乒乓球在红外感应阵列中的映射位置，根据红外线发射和接收时间差值计算乒乓球与红外感应器阵列的距离，根据映射位置和距离得到乒乓球的空间位置；获取乒乓球拍中压力传感器检测的压力传感数据，计算乒乓球拍撞击乒乓球的位置和力度。

本发明的基于红外感应定位的乒乓球运动系统，如图1所示，根据红外感应计算位置的服务器简称为服务器，点状区域表示红外感应器阵列，实心圆点表示红外感应器，带箭头的虚线表示信号传送的方向。红外感应器阵列发射和接收红外线，记录电压数据及红外线发射和接收的时间差值，将电压数据及红外线发射和接收的时间差值发送至根据红外感应计算位置的服务器；配备压力传感器的乒乓球拍获取压力传感数据，然后将压力传感数据发送至根据红外感应计算位置的服务器。

本发明的方法及系统具有的优点是：

(1)提出一种包含乒乓球、球拍、球网和球台的基于红外感应定位的完整乒乓球运动系统。

(2)通过采用红外感应定位技术，可以更简单地进行乒乓球的实时定位。

附图说明

图1是本发明的基于红外感应定位的乒乓球运动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的部署的红外感应器阵列的编号示意图；

图3是本发明实施例的配备压力传感器的乒乓球拍的三视图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

红外感应定位是指部署的红外感应装置发射红外线，当有物体进入红外线覆盖范围后，红外感应器可以接收到该物体反射的红外线，最终实现对物体的定位。

本发明的基于红外感应定位的乒乓球运动系统由红外感应器阵列、配备压力传感器的乒乓球拍、具有特殊反射涂层的乒乓球以及根据红外感应计算位置的服务器阵列成。其中，配备压力传感器的乒乓球拍和具有特殊反射涂层的乒乓球属于可选项。