[发明专利]一种陆地冰壶运动状态的计算方法与系统

权利要求书

1.一种陆地冰壶运动状态的计算方法，应用于陆地冰壶赛道以对陆地冰壶的运动状态进行监测并计算，其特征在于，在所述陆地冰壶赛道的侧缘设有多个云台摄像机，在所述陆地冰壶内设有微型处理器，与所述微型处理器电性连接的角速度传感器、加速度传感器、温度传感器与湿度传感器，多个所述云台摄像机以及所述微型处理器均与后台服务器之间存在数据传输，所述方法包括如下步骤：

步骤一：通过多个所述云台摄像机获取赛道图像信息，从所述赛道图像信息中提取得到赛道边界信息，并根据所述赛道边界信息进行虚拟建模以得到虚拟赛道区域；

步骤二：从所述赛道图像信息中，对在所述虚拟赛道区域内的多个陆地冰壶进行对象捕捉，并锁定当前运动的陆地冰壶，通过所述角速度传感器以及所述加速度传感器获取当前运动的陆地冰壶对应的角速度以及加速度；

步骤三：根据所述温度传感器以及所述湿度传感器分别获取到的温度值以及湿度值，对所述角速度以及所述加速度进行校正，以分别得到有效角速度以及有效加速度；

步骤四：根据所述当前运动的陆地冰壶的当前速度、所述有效角速度、所述有效加速度以及地面摩擦因素，模拟计算得到当前运动的陆地冰壶的运动轨迹；

步骤五：

判断所述当前运动的陆地冰壶的运动轨迹上是否存在其它静止的陆地冰壶；

步骤六：

若是，则模拟计算得到经碰撞之后静止的陆地冰壶的当前位置坐标，根据所述当前位置坐标计算得到对应的得分值，以完成陆地冰壶的完整运动状态的计算；

当所述角速度不为零时，在步骤三中，所述有效角速度的计算公式表示为：

其中，ω_T为所述有效角速度，ω_J为角速度传感器获取到的当前运动的陆地冰壶对应的角速度，为温度校正系数，ε为湿度校正系数，T为温度传感器获取到的温度值，s为湿度传感器获取到的湿度值；

所述有效加速度的计算公式表示为：

其中，a_T为所述有效加速度，a_J为加速度传感器获取到的当前运动的陆地冰壶对应的加速度，为温度校正系数，ε为湿度校正系数，T为温度传感器获取到的温度值，s为湿度传感器获取到的湿度值；

当前运动的陆地冰壶的运动轨迹为曲线，对应的方程表示为：

其中，为当前运动的陆地冰壶的曲线运动轨迹，为曲线轨迹状态下，未发生碰撞的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第一横向距离；

v_qt为作曲线运动的陆地冰壶在碰撞发生前的当前速度，γ为角速度偏转校正因素，ω_T为有效角速度，ω_o为基准角速度，为地面摩擦因素，g为重力加速度；

μ_min为冰壶赛道表面的最小摩擦因素，μ_max为冰壶赛道表面的最大摩擦因素，f_r为摩擦系数控制因子；

当获取到的角速度为零，当前运动的陆地冰壶的运动轨迹为直线时，且当前运动的陆地冰壶的运动轨迹上不存在其它陆地冰壶，则未发生碰撞的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第三横向距离表示为：

其中，为作直线运动且未发生碰撞的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第三横向距离，v_zt为作直线运动的陆地冰壶在碰撞发生前的当前速度，为地面摩擦因素，g为重力加速度，a_T为有效加速度；

当获取到的角速度为零，当前运动的陆地冰壶的运动轨迹为直线时，且当前运动的陆地冰壶的运动轨迹上存在其它陆地冰壶，则当前运动的陆地冰壶在发生碰撞后的瞬间对应的当前速度的计算公式表示为：

其中，为作直线运动的陆地冰壶在发生碰撞后的瞬间在x轴方向上的当前速度，v_zt为当前运动的陆地冰壶在发生碰撞前的瞬间对应的当前速度，θ为当前运动的陆地冰壶与被碰撞的陆地冰壶之间的碰撞夹角；

所述方法还包括：

根据所述当前运动的陆地冰壶在发生碰撞后的瞬间对应的当前速度，计算得到发生碰撞后的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第四横向距离；

其中所述第四横向距离的计算公式表示为：

其中，表示发生碰撞后的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第四横向距离。