一种训练用智能足球系统及其部署方法与流程

1.本发明属于智能体育辅助训练领域，涉及一种抓训练用智能足球系统及其部署方法。


背景技术：

2.伴随着人类社会的智能化程度越来越大，球类运动员的智能训练变得尤为重要。运动员的训练或比赛往往是不可重复且难以复现的，运动员无法追溯自己比赛中的姿势是否标准，发力点是否最优，也无法依据个人的过去数据分析自己的优缺点。与此同时，对于一些球类比赛产生的争议点，通过视频回放并不能全部还原完整数据。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种智能运动球系统。此外，利用智能运动球系统可以将运动员在训练时的数据收集并上传，进而对运动员的优劣势进行分析，有助于运动员针对不同类别进行专项训练。同时在球类比赛中，智能运动球系统可以协助裁判清晰的断定球员的争议模糊。
4.1.一种用于训练的智能运动球系统，其特征在于，该运动球系统在训练时，不仅可以收集运动球的位置姿态，翻滚等信息，还可以记录运动员的击球时间，击球方位和力度，从而实现对运动员足球能力的有效提高。
5.2.根据权利要求1所述的用于训练的智能足球系统，其特征在于，包括微处理系统板(1)，超带宽无线通信模块(2)，以及运动器材(3)，供电系统(4)。
6.3.根据权利要求2所述的微处理系统板(1)，其特征在于，包括了微处理芯片(1-1)，惯性测量单元(1-2)，气压计(1-3)，超带宽无线通信标签(1-4)。其中，微处理芯片(1-1)将提供信号采集和数字处理功能。惯性测量单元(1-2)上集成了加速度计和陀螺仪，提供完整的姿态信息。气压计(1-3)实时检测球体内部气压，用以提醒用户及时补充气体，其次，监测球体收到运动员撞击遇到障碍物改变方向或者落地信息。超带宽无线通信标签(1-4)通过与分布在场馆四周的无线通信基站通信确定球体的运动位置并形成轨迹。微处理系统板(1)内置于运动器材(3)的内部，其中的微处理芯片(1-1)上集成了最小处理器系统，包括时钟功能，中断服务功能，浮点运算功能，串口输入输出功能，它用于处理超带宽无线通信标签(1-4)上传的距离信息，并换算成位置信息；处理气压计(1-3)的输入信号，并将其换算成碰撞记录；融合惯性测量单元(1-2)的陀螺仪和加速度计信号，并转换成球体的姿态，旋转速度信息；实时打印球体的各种信息。
7.4.根据权利要求2所述的超带宽无线通信模块(2)，包括部署在场馆四周的n(n》3)个超带宽无线通信基站(2-1)向集成在球体控制板上超带宽无线通信标签(1-4)发送超带宽信号，利用tof机制获取标签到达每个基站的距离，并利用三角原理计算球体在基站坐标系下的实际相对位置。
8.5.根据权利要求2所述的运动器材(3)包括足球、篮球、橄榄球等大中型球类运动，
其内部有足够的空间容纳球体控制板；其外表还附带了荧光图层，方便回收。供电系统(4)主要为球体控制板提供电能，其内部包含了稳压芯片(4-1)，一套动能回收装置(4-2)，当球体越出球场的安全边界时，动能回收装置开始工作并制动球体运动，既方便运动员快速回收球体，又可以回收动能；其次在安全边界内部，则不回收动能，以免妨碍比赛/训练的正常进行。
9.6.根据权利要求1所述的用于训练的智能足球系统的使用方法，其特征在于，将超带宽无线通信基站(2-1)布置到场地后，打开上位机，设置好安全边界，连接球载无线通信模块，将球体放置于球场内部，等待球载微控制器初始化，比赛/训练即可正常进行，比赛过程中球载无线通信模块实时上传位姿信号以及识别到的撞击方向和力度，帮助球员寻找最近击球点，帮助裁判识别有效击球/假动作边界，帮助教练引导球员训练。
附图说明
10.图1为智能足球系统剖视图；
11.图2微处理系统板图；
12.图3为智能足球系统整体结构图；
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
14.参见图1、图2和图3，本发明针对智能足球系统，包括微处理系统板，超带宽无线通信模块，以及运动器材，供电系统。微处理芯片与球体相连，集成了加速度计和陀螺仪，为球体运动提供完整的姿态信息。并且能够实时检测球体内部气压，用以提醒用户及时补充气体，同时实时监测球体收到运动员撞击或遇到障碍物改变方向或者落地信息。完整地统计球体的运动数据，实时打印球体的各种信息，便于更好的服务用户。
15.利用超带宽无线通信与分布在场馆四周的无线基站确定球体的运动位置并形成轨迹。当球体越出球场的安全边界时，动能回收装置开始工作并制动球体运动，协助运动员快速回收球体，节省训练或比赛时间，避免球超出安全范围破坏周围事物，从而保证运动的安全性。
16.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于训练的智能运动球系统，其特征在于，该运动球系统在训练时，不仅可以收集运动球的位置姿态，翻滚等信息，还可以记录运动员的击球时间，击球方位和力度，从而实现对运动员足球能力的有效提高。2.根据权利要求1所述的用于训练的智能足球系统，其特征在于，包括微处理系统板(1)，超带宽无线通信模块(2)，以及运动器材(3)，供电系统(4)。3.根据权利要求2所述的微处理系统板(1)，其特征在于，包括了微处理芯片(1-1)，惯性测量单元(1-2)，气压计(1-3)，超带宽无线通信标签(1-4)；其中，微处理芯片(1-1)将提供信号采集和数字处理功能，惯性测量单元(1-2)上集成了加速度计和陀螺仪，提供完整的姿态信息；气压计(1-3)实时检测球体内部气压，用以提醒用户及时补充气体，其次，监测球体收到运动员撞击遇到障碍物改变方向或者落地信息；超带宽无线通信标签(1-4)通过与分布在场馆四周的无线通信基站通信确定球体的运动位置并形成轨迹，微处理系统板(1)内置于运动器材(3)的内部，其中的微处理芯片(1-1)上集成了最小处理器系统，包括时钟功能，中断服务功能，浮点运算功能，串口输入输出功能，它用于处理超带宽无线通信标签(1-4)上传的距离信息，并换算成位置信息；处理气压计(1-3)的输入信号，并将其换算成碰撞记录；融合惯性测量单元(1-2)的陀螺仪和加速度计信号，并转换成球体的姿态，旋转速度信息；实时打印球体的各种信息。4.根据权利要求2所述的超带宽无线通信模块(2)，包括部署在场馆四周的n(n>3)个超带宽无线通信基站(2-1)向集成在球体控制板上超带宽无线通信标签(1-4)发送超带宽信号，利用tof机制获取标签到达每个基站的距离，并利用三角原理计算球体在基站坐标系下的实际相对位置。5.根据权利要求2所述的运动器材(3)包括足球、篮球、橄榄球等大中型球类运动，其内部有足够的空间容纳球体控制板；其外表还附带了荧光图层，方便回收，供电系统(4)主要为球体控制板提供电能，其内部包含了稳压芯片(4-1)，一套动能回收装置(4-2)，当球体越出球场的安全边界时，动能回收装置开始工作并制动球体运动，既方便运动员快速回收球体，又可以回收动能；其次在安全边界内部，则不回收动能，以免妨碍比赛/训练的正常进行。6.根据权利要求1所述的用于训练的智能足球系统的使用方法，其特征在于，将超带宽无线通信基站(2-1)布置到场地后，打开上位机，设置好安全边界，连接球载无线通信模块，将球体放置于球场内部，等待球载微控制器初始化，比赛/训练即可正常进行，比赛过程中球载无线通信模块实时上传位姿信号以及识别到的撞击方向和力度，帮助球员寻找最近击球点，帮助裁判识别有效击球/假动作边界，帮助教练引导球员训练。

技术总结
本发明公开了一种训练用智能足球系统及其部署方法，特别是涉及球类比赛或训练的智能系统，属于智能体育辅助训练领域；针对运动员不同类别进行专项训练，本发明在原有球类结构的基础，提出一种由微处理系统板、超带宽无线通信模块、以及运动器材、供电系统组成的智能足球系统，可实现将运动员在训练时的数据收集并上传，进而对运动员的优劣势进行分析，有助于运动员针对不同类别进行专项训练。同时在球类比赛中，智能运动球系统可以协助裁判清晰的断定球员的争议模糊。本发明所提出具有智能化、自感应的智能足球系统及操控方法弥补了现有球类在训练或比赛中无法复刻、无法重复等缺点，有利于对球类运动技能的提升以及比赛的公平性。平性。平性。


技术研发人员：成磊 叶信立 于洋
受保护的技术使用者：列宿（苏州）智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/21