[发明专利]一种基于无源射频标签扫码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无源射频标签扫码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，提出一种基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统。

无源射频标签扫码定位是指无源射频标签阅读器(又称读取器)持续发射射频信号，当某物体表面携带的无源射频标签接收到射频信号后产生应激反应，然后发射出射频信号，无源射频标签阅读器接收该射频信号；无源射频标签阅读器发射与接收射频信号均记录时刻值，根据发送时刻与接收时刻的差值及时间与距离的线性关系计算该物体与无源射频标签阅读器之间的距离，根据无源射频标签阅读器的位置计算该物体的位置。

本发明的基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统由配备无源射频标签阅读器的乒乓球台、配备无源射频标签阅读器的乒乓球网、配备压力传感器的乒乓球拍、配备无源射频标签的乒乓球以及根据无源射频标签扫码计算位置的服务器组成。其中，配备压力传感器的乒乓球拍属于可选项。

配备无源射频标签阅读器的乒乓球台：乒乓球台上部署无源射频标签阅读器，无源射频标签阅读器发送射频信号且记录发送开始时刻，然后将该时刻值发送至根据无源射频标签扫码计算位置的服务器，无源射频标签阅读器接收无源射频标签产生的应激射频信号且记录接收开始时刻，然后将该时刻值发送至根据无源射频标签扫码计算位置的服务器。

配备无源射频标签阅读器的乒乓球网：乒乓球网上部署无源射频标签阅读器，无源射频标签阅读器发送射频信号且记录发送开始时刻，然后将该时刻值发送至根据无源射频标签扫码计算位置的服务器，无源射频标签阅读器接收无源射频标签产生的应激射频信号且记录接收开始时刻，然后将该时刻值发送至根据无源射频标签扫码计算位置的服务器。

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无源射频标签扫码计算位置的服务器。

配备无源射频标签的乒乓球：乒乓球表面携带无源射频标签，无源射频标签中的射频发生电路被无源射频标签阅读器发送的射频信号激励从而产生应激射频信号。

根据无源射频标签扫码计算位置的服务器：获取球台及球网上部署的多个无源射频标签阅读器发送的时刻值，根据发送时刻与接收时刻的差值及时间与距离的线性关系计算乒乓球与无源射频标签阅读器之间的距离，再根据无源射频标签阅读器的位置计算乒乓球的位置；获取乒乓球拍部署的压力传感器发送的压力传感数据，计算乒乓球拍撞击乒乓球的位置和力度。

本发明的基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统，如图1所示，根据无源射频标签扫码计算位置的服务器简称为服务器，黑色实心圆点表示乒乓球台和乒乓球网上配备的无源射频标签阅读器，带箭头的虚线表示信号传送的方向。配备无源射频标签阅读器的乒乓球台和乒乓球网发送射频信号，然后接收配备无源射频标签的乒乓球产生的应激射频信号，记录发送时刻和接收时刻，然后将时刻值发送至根据无源射频标签扫码计算位置的服务器；配备压力传感器的乒乓球拍获取球拍撞击乒乓球时的压力传感数据，然后发送至根据无源射频标签扫码计算位置的服务器。

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、球网和球台的基于无源射频标签扫码定位的完整乒乓球运动系统。

(2)采用无源射频标签扫码定位技术，可以更简便地进行乒乓球的实时定位。

附图说明

图1是本发明的基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的配备无源射频标签阅读器的乒乓球桌的三视图；

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；