一種球類運動訓練系統、球類及運動追蹤智能裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于運動訓練技術領域，公開了一種球類運動訓練系統、球類及運動追蹤智能裝置。在本實用新型中，通過采用包括參數獲取模塊、電源模塊、處理模塊以及無線發送模塊的運動追蹤智能裝置，以及包括內置有該運動追蹤智能裝置球類與終端設備的球類運行訓練系統，使得電源模塊為處理模塊供電，當球類受力運動時，參數獲取模塊獲取球類的運動參數，并將運動參數發送至處理模塊，處理模塊根據運動參數獲取球類的運動狀況信息，并通過無線發送模塊實時發送運動狀況信息至外部的終端設備以進行信息顯示與數據統計，成本低、誤差小，解決了現有的球類運動檢測方法存在誤差大、成本高且容易受環境影響的問題。
【專利說明】
一種球類運動訓練系統、球類及運動追蹤智能裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于運動訓練技術領域，尤其涉及一種球類運動訓練系統、球類及運 動追蹤智能裝置。
【背景技術】
[0002] 在足球、籃球、網球、羽毛球等球類運動中，為了 了解個人的訓練程度，現有技術主 要通過球類運動檢測系統檢測球類的運動，以使個人實時了解其擊球時球的運動狀況，從 而根據運動狀況調整個人的訓練程度，并為個人提供更好的訓練方法。
[0003] 以網球運動為例，現有技術主要通過兩種方法檢測網球運動：（一）、在球場內安裝 高速攝像頭，并使用專業的圖像處理軟件，通過分析錄像得到網球的運動信息，但是該方法 需要在運動場上安裝攝像頭和計算機，對場地要求高，且容易受天氣等環境因素影響，此 外，高速攝像頭的成本非常昂貴，而且需要專業的技術人員操作；（二）、在球拍上安裝運動 傳感器，通過分析球拍的受力、揮拍速度等參數，推算出網球的運動情況，但是該方法通過 球拍推算網球的運動，屬于間接測量，存在較大誤差，并且只能估算網球與球拍接觸瞬間的 運動情況，網球在飛行過程中的運動情況無法測量。
[0004] 綜上所述，現有的球類運動檢測方法存在誤差大、成本高且容易受環境影響的問 題。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種運動追蹤智能裝置，旨在解決現有的球類運動檢 測方法存在誤差大、成本高且容易受環境影響的問題。
[0006] 本實用新型是這樣實現的，一種運動追蹤智能裝置，其內置于球類中，所述運動追 蹤智能裝置包括參數獲取模塊、電源模塊、處理模塊以及無線發送模塊；
[0007]所述參數獲取模塊的信號輸出端與所述處理模塊的信號輸入端連接，所述電源模 塊的電壓輸出端與所述處理模塊的電壓輸入端連接，所述處理模塊的數據輸出端與所述無 線發送模塊的數據輸入端連接；
[0008] 所述電源模塊為所述處理模塊供電，當所述球類受力運動時，所述參數獲取模塊 獲取所述球類的運動參數，并將所述運動參數發送至所述處理模塊，所述處理模塊根據所 述運動參數獲取所述球類的運動狀況信息，并通過所述無線發送模塊實時發送所述運動狀 況信息至外部的終端設備以進行信息顯示與數據統計。
[0009] 本實用新型的另一目的在于提供一種球類，所述球類內置有上述的運動追蹤智能 裝置。
[0010] 本實用新型的又一目的在于提供一種球類運動訓練系統，所述球類運動訓練系統 包括終端設備和上述的球類。
[0011] 在本實用新型中，通過采用包括參數獲取模塊、電源模塊、處理模塊以及無線發送 模塊的運動追蹤智能裝置，以及包括內置有該運動追蹤智能裝置球類與終端設備的球類運 行訓練系統，使得電源模塊為處理模塊供電，當球類受力運動時，參數獲取模塊獲取球類的 運動參數，并將運動參數發送至處理模塊，處理模塊根據運動參數獲取球類的運動狀況信 息，并通過無線發送模塊實時發送運動狀況信息至外部的終端設備以進行信息顯示與數據 統計，進而使得個人通過終端設備隨時查看運動數據，并通過數據有效的提高訓練效率和 運動水平，無需在球場安裝高速攝像頭與計算機，降低了成本;此外，運動追蹤智能裝置直 接獲取運動數據，減小了誤差，進而解決了現有的球類運動檢測方法存在誤差大、成本高且 容易受環境影響的問題。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型一實施例所提供的運動追蹤智能裝置的模塊結構示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型另一實施例所提供的運動追蹤智能裝置的模塊結構示意圖；
[0014] 圖3是本實用新型又一實施例所提供的運動追蹤智能裝置的模塊結構示意圖；
[0015] 圖4是本實用新型一實施例所提供的運動追蹤智能裝置的電路結構示意圖；
[0016] 圖5是本實用新型一實施例所提供的球類運動訓練系統的模塊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018] 以下結合具體附圖對本實用新型的實現進行詳細的描述：
[0019] 圖1示出了本實用新型一實施例所提供的運動追蹤智能裝置的模塊結構，為了便 于說明，僅示出與本實施例相關的部分，詳述如下：
[0020] 如圖1所示，本實施例所提供的運動追蹤智能裝置10包括參數獲取模塊100、電源 模塊101、處理模塊102以及無線發送模塊103。其中，參數獲取模塊100、電源模塊101、處理 模塊102以及無線發送模塊103可設置在柔性電路板上，而該柔性電路板與球類內壁貼合； 此外，當球類為羽毛球時，該運動追蹤智能裝置10設置在羽毛球頭部。
[0021] 進一步地，參數獲取模塊100的信號輸出端與處理模塊102的信號輸入端連接，電 源模塊1 〇 1的電壓輸出端與處理模塊1 〇 2的電壓輸入端連接，處理模塊10 2的數據輸出端與 無線發送模塊103的數據輸入端連接。
[0022]具體的，電源模塊101為處理模塊102供電；當球類受力運動時，參數獲取模塊100 獲取球類的運動參數，并將運動參數發送至處理模塊102,處理模塊102根據運動參數獲取 球類的運動狀況信息，并通過無線發送模塊103實時發送運動狀況信息至外部的終端設備 進行信息顯示與數據統計。
[0023]進一步地，參數獲取模塊100獲取的運動參數包括加速度與角速度;處理模塊102 獲取球類的運動狀況信息包括球類的飛行速度、沖擊力、旋轉速度、受力點、飛行路徑等。 [0024]進一步地，作為本實用新型一優選實施例，如圖2所示，參數獲取模塊100包括加速 度獲取模塊l〇〇a與角速度獲取模塊100b，加速度獲取模塊100a的信號輸出端與角速度獲取 模塊l〇〇b的信號輸出端組成參數獲取模塊100的信號輸出端，加速度獲取模塊100a用于獲 取球類運動時的加速度，角速度獲取模塊l〇〇b用于獲取球類運動時的角速度。需要說明的 是，在本實施例中，如圖4所示，參數獲取模塊100由型號為MPU6500的集成傳感器芯片實現。 [0025]進一步地，作為本實用新型一優選實施例，加速度獲取模塊100a為三軸加速度傳 感器，其用于獲取球類運動時的三軸加速度;角速度獲取模塊l〇〇b為三軸陀螺儀傳感器，其 用于獲取球類運動時的三軸角速度。
[0026]具體的，當集成傳感器芯片的三軸加速度傳感器獲取了球類運動時的三軸加速 度，集成傳感器芯片的三軸陀螺儀傳感器獲取了球類運動時的三軸角速度后，集成傳感器 芯片將該球類的三軸加速度與三軸角速度發送至處理模塊102;當處理模塊102接收到球類 運動的三軸角速度與三軸加速度后，首選對三軸加速度和三軸角速度進行姿態融合算法以 獲取球類的姿態，然后再結合球類的姿態與三軸角速度獲取球類的受力點。
[0027]例如，當處理模塊102獲取到現在的球類的姿態是Z軸向上，并同時檢測到Z軸加速 度的方向為Z軸負方向時，則說明擊球點在上方，即球類的受力點在上方;當處理模塊102獲 取到現在的球類的姿態是Z軸向上，并同時檢測到Z軸加速度的方向為Z軸正方向時，則說明 擊球點在下方，即球類的受力點在下方；當處理模塊102獲取到現在的球類的姿態是Z軸向 下，并同時檢測到Z軸加速度的方向為Z軸負方向時，則說明擊球點在下方，即球類的受力點 在下方；當處理模塊102獲取到現在的球類的姿態是Z軸向下，并同時檢測到Z軸加速度的方 向為Z軸正方向時，則說明擊球點在上方，即球類的受力點在上方。此外，由于三軸加速度傳 感器可以同時獲取球類運動的X、Y、Z三軸的加速度，因此，處理模塊102還可以獲取根據加 速度傳感器獲取的加速度方向獲取球類的左方受力點或者右方受力點，具體方法與上方受 力點和下方受力點原理相同，此處不再贅述。
[0028] 進一步地，處理模塊102還可以根據加速度與時間得到球類沿Χ、Υ、Ζ三軸運動的距 離（以，辦，32)。具體的，處理模塊1〇2根據公式
得到球類運動的在時刻t的 三軸運動的距離S，其中，V0為球類在時刻t的初始速度，a為球類在時刻t時的加速度。此外， 假設在時刻11時，處理模塊102獲取到球類的當前位置是(xl，y 1，z 1)，當時刻t2時，處理模 塊102獲取的球類的位置是(12,72,22)，則12 = 11+31、72 = 71+37、22 = 21+32，并且處理模 塊102可以根據公式
獲取球類的運動路徑，并根據公
計算出球類的飛行速度。
[0029]進一步地，處理模塊102在獲取到球類運動的三軸加速度后，還可以根據公式F = Ma計算出球類的沖擊力，其中，F為球類所受的沖擊力，Μ為球類的質量，a為球類的加速度。
[0030] 進一步地，作為本實用新型一優選實施例，處理模塊102為RAM處理器、單片機、現 場可編程門陣列處理器或者其他具有數據邏輯處理能力的處理器。需要說明的是，在本實 施例中，如圖4所示，處理模塊102由型號為STM32F103TB的高速處理器實現。具體的，該高速 處理器STM32F103TB的第一數據端34與集成傳感器芯片MPU6500的數據端24連接;高速處理 器STM32F103TB的時鐘信號端33與集成傳感器芯片MPU6500的時鐘信號端23連接;高速處理 器STM32F103TB的中斷功能端31與集成傳感器芯片MPU6500的中斷功能端12連接。
[0031] 進一步地，作為本實用新型一優選實施例，無線發送模塊103為藍牙無線通信模塊 或WIFI無線通信模塊，其中，藍牙無線通信模塊與WIFI無線通信模塊均可采用現有的藍牙 無線通信模塊與WIFI無線通信模塊實現。需要說明的是，在本實施例中，無線發送模塊103 由型號為RF-BM-S02A的藍牙智能模塊實現。具體的，藍牙智能模塊RF-BM-S02A的數據發射 端16與高速處理器STM32F103TB的第二數據端22連接;藍牙智能模塊RF-BM-S02A的數據接 收端17與高速處理器STM32F103TB的第三數據端21連接;藍牙智能模塊RF-BM-S02A的使能 端6與高速處理器STM32F103TB的第四數據端8連接;藍牙智能模塊RF-BM-S02A的狀態端4與 高速處理器STM32F103TB的第五數據端9連接;藍牙智能模塊RF-BM-S02A的復位端10與高速 處理器STM32F103TB的第六數據端32連接。
[0032] 進一步地，在本實施例中，電源模塊101可由現有的低功耗電源電路組成，優選的， 該低功耗電源電路可使用無線充電方式進行充電，當需要供電時可將內置有該運動追蹤智 能裝置10的球類放在無線充電座上，即可完成充電。
[0033] 進一步地，如圖3所示，本實用新型實施例所提供的運動追蹤智能裝置10還包括存 儲模塊104，該存儲模塊104的數據端與處理模塊102的數據端連接，并且該存儲模塊104用 于存儲處理模塊102獲取的球類的運動狀況信息。
[0034] 進一步地，作為本實用新型一優選實施例，存儲模塊104為閃存或者存儲卡。需要 說明的是，在本實施例中，存儲模塊104由型號為S25FL004D的存儲芯片實現。具體的，該存 儲芯片S25FL004D的片選端1與高速處理器STM32F103TB的第七數據端11連接;該存儲芯片 S25FL004D的數據輸出端2與高速處理器STM32F103TB的第八數據端13連接；該存儲芯片 S25FL004D的數據輸入端5與高速處理器STM32F103TB的第九數據端14連接；該存儲芯片 S25FL004D的時鐘信號端6與高速處理器STM32F103TB的第十數據端12連接。
[0035]在本實施例中，通過采用包括參數獲取模塊100、電源模塊101、處理模塊102以及 無線發送模塊103的運動追蹤智能裝置10,使得球類受力運動時，參數獲取模塊100獲取球 類的運動參數，并將運動參數發送至處理模塊102,處理模塊102根據運動參數獲取球類的 運動狀況信息，并通過無線發送模塊103實時發送運動狀況信息至外部的終端設備進行信 息顯示與數據統計，使得球類可直接向終端設備發送個人訓練時的運動狀況信息，無需在 球場設置高速攝像頭與計算機，并且不受天氣、環境等因素影響，降低了成本;此外，由于時 球類內部的運動追蹤智能裝置10直接向終端設備發送個人訓練時的運動狀況信息，而運動 追蹤智能裝置10獲取運動狀況信息屬于直接測量，降低了測量誤差，并且該運動追蹤智能 裝置10不但可以獲取球類在受力瞬間的運動情況，還可以獲取球類在飛行過程的運動情 況。
[0036]進一步地，本實用新型實施例提供一種球類，該球類內置有上述的運動追蹤智能 裝置10。需要說明的是，在本實施例中，球類包括但不限于網球、羽毛球、乒乓球、籃球、足球 等。
[0037]圖5示出了本實用新型一實施例所提供的球類運動訓練系統200,為了便于說明， 僅示出與本實施例相關的部分，詳述如下：
[0038]如圖5所示，本實用新型實施例所提供的球類運動訓練系統200包括上述的球類 (圖中未示出）與終端設備20，終端設備20用于接收球類中的運動追蹤智能裝置10中的無線 發送模塊103實時發送的處理模塊102獲取的球類的運動狀況信息，并對運動狀況信息進行 信息顯示與數據統計，以便于個人根據終端設備20隨時查看運動狀況信息，并通過運動狀 況信息提高訓練效率與運動水平。例如，當個人通過終端設備20查看到擊球的沖擊力小時， 則說明該個人需要加強力量訓練。需要說明的是，在本實施例中，終端設備20包括但不限于 手機、掌上電腦、筆記本等電子設備。
[0039] 進一步地，當運動追蹤智能裝置10中包含存儲模塊104時，個人還可以通過終端設 備20讀取存儲模塊104中存儲的運動狀況信息。
[0040] 具體的，處理模塊102會記錄下球類每一時刻的運動狀態，并通過無線發送模塊 103發送至終端設備20，例如：2016/05/20，17:30:10，被擊中，受力點球下方，速度100，沖擊 力20 ;2016/05/20，17:30:13，被擊中，受力點球下方，速度 110,沖擊力30; 2016/05/20,17: 30:20，被擊中，受力點球下方，速度120，沖擊力10;2016/05/20，17 :31:10，被擊中，受力點 球下方，速度100,沖擊力20;當終端設備20接收到上述信息后，終端設備20可以對個人的打 球時間進行統計，并統計個人一分鐘內的擊球次數，且根據每分鐘擊球的次數獲取個人此 次打球的激烈程度。例如，當終端設備20獲取到個人此次訓練一分鐘內擊球30次，則表明個 人此次訓練運動激烈；當終端設備20獲取到個人此次訓練一分鐘內擊球20次，則表明個人 此次訓練運動的激烈程度比較輕；當終端設備20獲取到個人此次訓練一分鐘內擊球10次， 則表明個人此次訓練運動的激烈程度很輕松。需要說明的是，上述激烈程度的判斷標準可 根據用戶需要人為進行設置。
[0041] 進一步地，終端設備20還可以計算個人運行所消耗的卡路里。具體的，終端設備20 根據公式消耗的卡路里=激烈程度系數*運動時間*人體基本熱量，其中，激烈程度系數是 預先設定的，人體基本熱量可根據現有的人體基礎代謝需要基本熱量的公式計算，此處不 再贅述。
[0042]在本實用新型中，通過采用內置有包括參數獲取模塊100、電源模塊101、處理模塊 102以及無線發送模塊103的運動追蹤智能裝置10的球類與終端設備20的球類運行訓練系 統200，使得電源模塊101為處理模塊102供電，并當球類受力運動時，參數獲取模塊獲取100 球類的運動參數，并將運動參數發送至處理模塊102,處理模塊102根據運動參數獲取球類 的運動狀況信息，并通過無線發送模塊103實時發送運動狀況信息至外部的終端設備20進 行信息顯示與數據統計，進而使得個人通過終端設備20隨時查看運動數據，并通過數據有 效的提高訓練效率和運動水平，無需在球場安裝高速攝像頭與計算機，降低了成本;此外， 球類中的運動追蹤智能裝置10可直接獲取運動數據，減小了誤差，進而解決了現有的球類 運動檢測方法存在誤差大、成本高且容易受環境影響的問題。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種運動追蹤智能裝置，內置于球類中，其特征在于，所述運動追蹤智能裝置包括： 參數獲取模塊、電源模塊、處理模塊以及無線發送模塊； 所述參數獲取模塊的信號輸出端與所述處理模塊的信號輸入端連接，所述電源模塊的 電壓輸出端與所述處理模塊的電壓輸入端連接，所述處理模塊的數據輸出端與所述無線發 送模塊的數據輸入端連接； 所述電源模塊為所述處理模塊供電，當所述球類受力運動時，所述參數獲取模塊獲取 所述球類的運動參數，并將所述運動參數發送至所述處理模塊，所述處理模塊根據所述運 動參數獲取所述球類的運動狀況信息，并通過所述無線發送模塊實時發送所述運動狀況信 息至外部的終端設備以進行信息顯示與數據統計。2. 根據權利要求1所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述運動追蹤智能裝置還包 括存儲模塊，所述存儲模塊的數據端與所述處理模塊的數據端連接，所述存儲模塊存儲所 述處理模塊獲取的所述智能球類的運動狀況信息。3. 根據權利要求1所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述運動參數包括角速度和 加速度。4. 根據權利要求3所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述參數獲取模塊包括加速 度獲取模塊和角速度獲取模塊； 所述加速度獲取模塊的信號輸出端與所述角速度獲取模塊的信號輸出端組成所述參 數獲取模塊的信號輸出端； 所述加速度獲取模塊獲取所述球類運動時的加速度，所述角速度獲取模塊獲取所述球 類運動時的角速度。5. 根據權利要求4所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述加速度獲取模塊為三軸 加速度傳感器，所述角速度獲取模塊為三軸陀螺儀傳感器。6. 根據權利要求1所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述處理模塊為ARM處理器、 單片機或者現場可編程門陣列處理器。7. 根據權利要求1所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述無線發送模塊為藍牙無 線通信模塊或WIFI無線通信模塊。8. 根據權利要求2所述的運動追蹤智能裝置，其特征在于，所述存儲模塊為閃存或者存 儲卡。9. 一種球類，其特征在于，所述球類內置有如權利要求1-8任一項所述的運動追蹤智能 裝置。10. -種球類運動訓練系統，其特征在于，所述球類運行訓練系統包括終端設備和如權 利要求9所述的球類。
【文檔編號】A63B24/00GK205699333SQ201620498418
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】李榮清, 宋志聰, 華桂才
【申請人】深圳市酷浪云計算有限公司