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应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法、装置及电子设备制造方法及图纸

技术编号:21100539 阅读:103 留言:0更新日期:2019-05-16 01:09
本发明专利技术公开了一种应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法、装置及电子设备,属于高尔夫运动学技术领域,包括获取基本参数信息,依据采集的动作视频,来获取高尔夫球手上身挥杆的动作视频中的运动信息;依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的基本参数信息和运动信息进行比对;对高尔夫球手上身的目标部位和球杆的运动轨迹进行计算,将获得的目标部位和球杆的角位移、角速度、角加速度和转矩运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的轨迹参数对话框,以进行可视化展示。本发明专利技术达到能够精确地指出高尔夫球学习者错误挥杆动作的关键发生部位,以及所对应的发生时刻和进行可视化展示,实现对高尔夫球手上身的挥杆动作进行精确计算的技术效果。

Method, Device and Electronic Equipment for Quantitative Calculation of Golf Swing

The invention discloses a method, device and electronic equipment for quantitative calculation of golf swing action, which belongs to the technical field of golf kinematics. It includes acquiring basic parameter information, acquiring motion information of golfer's upper swing motion video based on collected action video, and importing basic information of electronic form according to preset format requirement information. Parametric information and motion information are compared; the target position on the golf player's upper body and the trajectory of the ball rod are calculated, and the calculated results of the target position and the trajectory of the ball rod's angular displacement, angular velocity, angular acceleration and torque are assigned to the trajectory parameter dialog box of the visual interface for visual display. The invention achieves the technical effect of accurately pointing out the key parts of golf learner's wrong swing action, corresponding occurrence time and visualization display, and realizing accurate calculation of golf player's upper body swing action.

【技术实现步骤摘要】
应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法、装置及电子设备
本专利技术属于高尔夫运动学
,特别涉及一种应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法、装置及电子设备。
技术介绍
高尔夫运动是一种以棒击球入穴的球类运动,高尔夫运动涉及身体多个部位且在一定的角度平面内做有时序的转动,这使得高尔夫运动学习起来相对困难,也增加了教学讲授与演示难度,更难以定量计算上身各身体部位的挥杆运动轨迹。高尔夫的教学需要积极研发高尔夫球手上身挥杆动作定量计算的方法,来实现高尔夫运动的精确演示与高效教学。对于应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法而言,现有技术中的应用于高尔夫挥杆动作分析的方法主要通过二维视角观测高尔夫球手的挥杆平面,并且在观测视角内给出挥杆平面参考值。但是,高尔夫球手在挥杆过程中涉及上身多个关键身体部位,例如躯干、肩、手臂等都未能给出定量的计算,继而无法精准地指出高尔夫球学习者错误挥杆动作的关键发生部位,以及对应的发生时刻并且进行可视化展示。综上所述,在现有的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法的技术中,存在着无法精确地指出高尔夫球学习者错误挥杆动作的关键发生部位,以及所对应的发生时刻和进行可视化展示,难以对高尔夫球手上身的挥杆动作进行精确计算的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在现有的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法的技术中,存在着无法精确地指出高尔夫球学习者错误挥杆动作的关键发生部位,以及所对应的发生时刻和进行可视化展示,难以对高尔夫球手上身的挥杆动作进行精确计算的技术问题。为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,所述应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法包括:获取基本参数信息,所述基本参数信息包括:球杆质量信息、球杆长度信息、左手与球杆握柄连接处到球杆质心的距离信息、左手与球杆握柄连接处到手臂质心的距离信息、球杆转动惯量信息、左手臂长度信息、左手臂质量信息、左手臂转动惯量信息、躯干质量信息、躯干长度信息、躯干转动惯量信息、人体肌肉的最大收缩力信息、胡克弹簧刚度信息、粘性阻尼系数信息、人体肌肉的最大收缩力所需的时间信息、零负荷时肌肉的最大收缩速率信息、肌肉当前收缩速率信息、肌肉收缩校正常数信息;依据采集的高尔夫球手上身挥杆的动作视频,来获取所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频中的运动信息;将获取的所述基本参数信息和所述运动信息导入电子表格中;依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合;若是符合,则将所述基本参数信息和所述运动信息导入到MATLAB工作空间中;依据预设的人体动力学模型在挥杆平面内定义的惯性坐标系,以及导入到MATLAB工作空间中的所述基本参数信息和所述运动信息,来对所述高尔夫球手上身的目标部位和球杆的运动轨迹进行计算,以获得所述目标部位和所述球杆的角位移、角速度、角加速度和转矩运动轨迹的计算结果,所述目标部位包括躯干、肩、手臂和手腕;将所述运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的轨迹参数对话框,以进行可视化展示,并对所述计算结果进行保存,以在所述可视化界面中显示警示对话框。进一步地,所述采集的高尔夫球手上身挥杆的动作视频包括:在笛卡尔坐标系中,将第一高速数码摄像机架设在高尔夫球手击球准备姿势的脊柱延长线方向上,来采集所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频,所述第一高速数码摄像机的帧数率为500帧/秒,所述第一高速数码摄像机的快门速度为1/1500秒;将第二高速数码摄像机架设在沿着高尔夫球手击球目标方向的反向延长线上,来采集所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频,所述第二高速数码摄像机的帧数率为1000帧/秒,所述第二高速数码摄像机的快门速度为1/3000秒,并对所述运动视频的数据进行保存。进一步地,所述获取所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频中的运动信息包括:将所述运动视频的数据导入ProAnalyst运动分析软件中;通过所述ProAnalyst运动分析软件中的4阶巴特沃思滤波器减去频率小于5赫兹和频率大于19赫兹的部分后,来读取高尔夫球手的第七节颈椎、骶椎、右肩肩峰的侧面、左肩肩峰的侧面、左手手腕茎突、左手中心、骨盆、膝盖、脚踝、脚跟、脚趾、球杆握柄基部、球杆杆身中心与球杆杆颈处的翻滚角信息、俯仰角信息和偏航角信息,手臂与目标线所成的夹角信息、球杆与目标线所成的夹角信息。进一步地,所述依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合包括:所述预设的格式要求信息包括数据格式信息;将所述导入电子表格中的所述基本参数信息和所述数据格式信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息是否符合;若不符合,则对所述导入电子表格中的所述基本参数信息进行更改,以使得所述基本参数信息和所述数据格式信息相符合。进一步地,所述依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合包括:所述预设的格式要求信息包括数据完整性信息;将所述导入电子表格中的所述运动信息和所述数据完整性信息进行对比,以判断所述运动信息和所述数据完整性信息是否符合;若不符合,则对所述导入电子表格中的所述运动信息进行更改,以使得所述运动信息和所述数据完整性信息相符合。进一步地,所述依据预设的人体动力学模型在挥杆平面内定义的惯性坐标系,以及导入到MATLAB工作空间中的所述基本参数信息和所述运动信息,来对所述高尔夫球手上身的目标部位和球杆的运动轨迹进行计算,以获得所述目标部位和所述球杆的角位移、角速度、角加速度和转矩运动轨迹的计算结果包括:所述笛卡尔坐标系包括第一坐标轴、第二坐标轴、第三坐标轴;所述第一坐标轴是X轴,所述X轴的正方向朝着球杆杆颈水平指向球杆杆头的方向;所述第二坐标轴是Y轴,所述Y轴的正方向朝着球杆杆头背面水平指向球杆杆面的方向;所述第二坐标轴是Z轴,所述Z轴的正方向朝着垂直水平面向上的方向;所述挥杆平面内定义的惯性坐标系是将所述笛卡尔坐标系沿着所述Y轴顺时针的方向旋转40度,直到所述Z轴和高尔夫发球手脊柱所在延长线相平行,来转化为挥杆平面内的所述惯性坐标系的x轴、y轴和z轴。进一步地,所述将所述运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的轨迹参数对话框,以进行可视化展示,并对所述计算结果进行保存,以在所述可视化界面中显示警示对话框包括:将所述躯干、所述肩、所述手臂和所述手腕以及所述球杆的角位移、所述角速度、所述角加速度和所述转矩运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的运动轨迹参数对话框,以进行可视化展示。依据本专利技术的又一个方面,本专利技术还提供一种应用于高尔夫挥杆动作定量计算的装置,所述装置包括:基本参数信息获取模块,所述基本参数信息获取模块用于获取所述基本参数信息,所述基本参数信息包括:球杆质量信息、球杆长度信息、左手与球杆握柄连接处到球杆质心的距离信息、左手与球杆握柄连接处到手臂质心的距离信息、球杆转动惯量信息、左手臂长度信息、左手臂质量信息、左手臂转动惯量信息、躯干质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法包括:获取基本参数信息,所述基本参数信息包括:球杆质量信息、球杆长度信息、左手与球杆握柄连接处到球杆质心的距离信息、左手与球杆握柄连接处到手臂质心的距离信息、球杆转动惯量信息、左手臂长度信息、左手臂质量信息、左手臂转动惯量信息、躯干质量信息、躯干长度信息、躯干转动惯量信息、人体肌肉的最大收缩力信息、胡克弹簧刚度信息、粘性阻尼系数信息、人体肌肉的最大收缩力所需的时间信息、零负荷时肌肉的最大收缩速率信息、肌肉当前收缩速率信息、肌肉收缩校正常数信息;依据采集的高尔夫球手上身挥杆的动作视频,来获取所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频中的运动信息;将获取的所述基本参数信息和所述运动信息导入电子表格中;依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合;若是符合,则将所述基本参数信息和所述运动信息导入到MATLAB工作空间中;依据预设的人体动力学模型在挥杆平面内定义的惯性坐标系,以及导入到MATLAB工作空间中的所述基本参数信息和所述运动信息,来对所述高尔夫球手上身的目标部位和球杆的运动轨迹进行计算,以获得所述目标部位和所述球杆的角位移、角速度、角加速度和转矩运动轨迹的计算结果,所述目标部位包括躯干、肩、手臂和手腕;将所述运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的轨迹参数对话框,以进行可视化展示,并对所述计算结果进行保存,以在所述可视化界面中显示警示对话框。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法包括:获取基本参数信息,所述基本参数信息包括:球杆质量信息、球杆长度信息、左手与球杆握柄连接处到球杆质心的距离信息、左手与球杆握柄连接处到手臂质心的距离信息、球杆转动惯量信息、左手臂长度信息、左手臂质量信息、左手臂转动惯量信息、躯干质量信息、躯干长度信息、躯干转动惯量信息、人体肌肉的最大收缩力信息、胡克弹簧刚度信息、粘性阻尼系数信息、人体肌肉的最大收缩力所需的时间信息、零负荷时肌肉的最大收缩速率信息、肌肉当前收缩速率信息、肌肉收缩校正常数信息;依据采集的高尔夫球手上身挥杆的动作视频,来获取所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频中的运动信息;将获取的所述基本参数信息和所述运动信息导入电子表格中;依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合;若是符合,则将所述基本参数信息和所述运动信息导入到MATLAB工作空间中;依据预设的人体动力学模型在挥杆平面内定义的惯性坐标系,以及导入到MATLAB工作空间中的所述基本参数信息和所述运动信息,来对所述高尔夫球手上身的目标部位和球杆的运动轨迹进行计算,以获得所述目标部位和所述球杆的角位移、角速度、角加速度和转矩运动轨迹的计算结果,所述目标部位包括躯干、肩、手臂和手腕;将所述运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的轨迹参数对话框,以进行可视化展示,并对所述计算结果进行保存,以在所述可视化界面中显示警示对话框。2.如权利要求1所述的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述采集的高尔夫球手上身挥杆的动作视频包括:在笛卡尔坐标系中,将第一高速数码摄像机架设在高尔夫球手击球准备姿势的脊柱延长线方向上,来采集所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频,所述第一高速数码摄像机的帧数率为500帧/秒,所述第一高速数码摄像机的快门速度为1/1500秒;将第二高速数码摄像机架设在沿着高尔夫球手击球目标方向的反向延长线上,来采集所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频,所述第二高速数码摄像机的帧数率为1000帧/秒,所述第二高速数码摄像机的快门速度为1/3000秒,并对所述运动视频的数据进行保存。3.如权利要求2所述的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述获取所述高尔夫球手上身挥杆的动作视频中的运动信息包括:将所述运动视频的数据导入ProAnalyst运动分析软件中;通过所述ProAnalyst运动分析软件中的4阶巴特沃思滤波器减去频率小于5赫兹和频率大于19赫兹的部分后,来读取高尔夫球手的第七节颈椎、骶椎、右肩肩峰的侧面、左肩肩峰的侧面、左手手腕茎突、左手中心、骨盆、膝盖、脚踝、脚跟、脚趾、球杆握柄基部、球杆杆身中心与球杆杆颈处的翻滚角信息、俯仰角信息和偏航角信息,手臂与目标线所成的夹角信息、球杆与目标线所成的夹角信息。4.如权利要求3所述的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合包括:所述预设的格式要求信息包括数据格式信息;将所述导入电子表格中的所述基本参数信息和所述数据格式信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息是否符合;若不符合,则对所述导入电子表格中的所述基本参数信息进行更改,以使得所述基本参数信息和所述数据格式信息相符合。5.如权利要求4所述的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述依据预设的格式要求信息,来对导入电子表格中的所述基本参数信息和所述运动信息进行比对,以判断所述基本参数信息和所述格式要求信息,以及所述运动信息和所述格式要求信息是否符合包括:所述预设的格式要求信息包括数据完整性信息;将所述导入电子表格中的所述运动信息和所述数据完整性信息进行对比,以判断所述运动信息和所述数据完整性信息是否符合;若不符合,则对所述导入电子表格中的所述运动信息进行更改,以使得所述运动信息和所述数据完整性信息相符合。6.如权利要求5所述的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述依据预设的人体动力学模型在挥杆平面内定义的惯性坐标系,以及导入到MATLAB工作空间中的所述基本参数信息和所述运动信息,来对所述高尔夫球手上身的目标部位和球杆的运动轨迹进行计算,以获得所述目标部位和所述球杆的角位移、角速度、角加速度和转矩运动轨迹的计算结果包括:所述笛卡尔坐标系包括第一坐标轴、第二坐标轴、第三坐标轴;所述第一坐标轴是X轴,所述X轴的正方向朝着球杆杆颈水平指向球杆杆头的方向;所述第二坐标轴是Y轴,所述Y轴的正方向朝着球杆杆头背面水平指向球杆杆面的方向;所述第二坐标轴是Z轴,所述Z轴的正方向朝着垂直水平面向上的方向;所述挥杆平面内定义的惯性坐标系是将所述笛卡尔坐标系沿着所述Y轴顺时针的方向旋转40度,直到所述Z轴和高尔夫发球手脊柱所在延长线相平行,来转化为挥杆平面内的所述惯性坐标系的x轴、y轴和z轴。7.如权利要求6所述的应用于高尔夫挥杆动作定量计算的方法,其特征在于,所述将所述运动轨迹的计算结果赋值给可视化界面的轨迹参数对话框,以进行可视化展示,并对所述计算结果进行保存,以在所述可视化界面中显示警示对话框包括:将所述躯干、所述肩、所述手臂和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王希李晓峰陈汉玉
申请(专利权)人:江汉大学
类型:发明
国别省市:湖北,42

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