[发明专利]基于传感器的网球拍运动轨迹重构系统及其重构方法

说明书

本发明公开了一种基于传感器的网球拍运动轨迹重构系统，包括三个三轴传感器、至少一个振动传感器、MCU单片机和蓝牙模块；三个所述三轴传感器装配在球柄的底部，三个三轴传感器分布在等腰三角形等比缩、放后的三个顶点上，等腰三角形为：以网球拍平衡点向球拍方向延伸一倍长度作为高的等腰三角形，将其按比例缩小或者放大至与球拍底部大小相当；振动传感器，装配在球拍柄底部；蓝牙模块将储存在MCU单片机中的数据通过蓝牙输出到接收终端；输入到蓝牙接收终端的数据通过3D重构球拍的运动轨迹，并将数据输入到大数据库，分析挥拍动作是否正确，是否存在安全隐患。

技术领域：

本发明涉及一种基于传感器的网球拍运动轨迹重构系统，还涉及利用该系统的重构方法，属于社交网络技术领域。

背景技术：

随着全球化的潮流，很多国外的体育运动开始在国内流行，网球在其中也是较为突出的一种运动。网球运动的锻炼价值很高，既是一种消遣，一种增进健康的手段，也是一种艺术追求和享受。打网球可以培养人们动作迅速、判断准确、反应快并能提高速度、力量、耐力、灵敏等素质。由于手握网球拍击球，在拍与球撞击时，需要根据来球的具体情况，随时挥拍应变处理，因此，对调节肌肉用力的紧张度与肌肉感觉有良好影响，对发展协调性有积极作用。但是网球虽然优雅动人却是一项难入门的球类运动，在没有技术指导的情况下很难学会网球的击球方式。面对广大热爱网球的人群，入门的训练更为重要，很多人在打球时球不会落在应该的区域而是会飞的很远，再来回捡球浪费了很多的体力和时间，会使网球的体验变的极差，也许一段时间后，就会有很多人放弃网球，这是网球大多数人无法坚持网球运动的一大重要原因，而在打完球会出现小臂肿胀、酸痛等症状也是放弃网球的原因之一。由此可见一个能够实时纠正用户动作的装置是很有必要的。

申请对了解到的几种现有技术做一个简单分析：

现有技术1，基于图像处理的动作分析，此技术利用一系列高速摄像机，在专用的场地进行布置，主要拍摄击球者的动作，并对拍摄出的视屏进行图像分析处理，呈现出一个动作的全方位图像，请专业教练来分析处理过的动作图像，指出动作的不足，并给予纠正。

现有技术2，覆盖全身的可穿戴传感器，通过佩戴多个传感器，能够在无线、无摄像机的环境下，依靠重力感应，对包括手腕、手肘、肩膀、胸部、腰部、膝盖和脚踝等多个身体部位，进行实时监测、分析并能合成3D影像。另外，使用者的胸部还会布置一个负责将信息传送到云端的中央枢纽，实现运动者动作的云存储、实时查看与历史回顾。

现有技术3，智能手环，一种佩戴在手腕上多功能手环，包含了三维加速度传感器、陀螺仪、磁力计，能够为用户创造九个自由度的动作跟踪。它的表带由柔软的材质构成，特殊的设计让该产品在运动时也能保持透气。能够记录发球的种类和次数、球拍头的速度和轨迹、旋转的数量、手腕的旋转等信息。它还能通过这些数据计算出训练、比赛中动作的一致性，从而矫正用户的动作。

现有技术4，装备在球拍拍柄底部的传感器，其功能的主要体现是通过传感器连接的APP显示的数据，而APP主要在统计和训练这两块，在统计模块内系统会针对用户在使用传感器过程中的各项数据统计分析，并针对当天的运动情况生成一份运动报告，包括用户的有效运动时长、运动消耗和当日最高击球速度等在内较为详细的记录，数据记录了用户一天的使用情况，并最终给出一个用户运动评分，方便用户对自己一天运动的总结。

现有技术的不足之处：图像处理的方法效率不高，需要专业的团队来处理图像，所需的成本是极大的，而且还需要单独的场地，此方法只适用于专业的网球训练，不适合广大的业余爱好者；而覆盖全身的可穿戴传感器，虽然最后得出的结果会很精确的显示出来，但是要在全身的关键部位都装上传感器，对于正常的跑动、挥拍是有很大的影响，所以显示的结果不一定就是被测试者正常击球的姿势，从而影响判断；智能手环具有球拍轨迹测量的功能，但是只能测量球拍拍头的轨迹数据，无法模拟出整个球拍的翻转的动作；装备在球拍拍柄底部的传感器，可以测量球速、运动时间、挥拍次数等，却无法准确测量球拍的运动轨迹。