一种智能球场系统及其数据获取方法技术方案

一种智能球场系统及其数据获取方法，包括智能球、若干穿戴设备、若干定位基站、网关和服务器，该定位基站、网关、服务器之间为有线或无线连接；该智能球内设有第一UWB标签；每个穿戴设备均安装有第二UWB标签；每个定位基站均设有UWB收发装置、微控制器、时钟装置和数据通信装置，该微控制器接收智能球和穿戴设备发送的信息并添加来自时钟装置的时间戳后发送至网关；该服务器接收网关上传的信息并采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹。本发明专利技术能实现精准地获取智能球和具有穿戴设备的球员的各项运动数据，实现运动定位及轨迹追踪，作为运动训练或比赛中各项数据分析及后期训练的依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能运动系统领域，特别是。
技术介绍
近年来，智能设备产业发展迅猛。智能设备受到如此追捧的一个主要原因在于，面向智能设备的软件应用开发与发布生态系统的形成。每天都有数以百计的新应用流入市场，不断促进着该生态系统的进化。但是，在这数量庞大的软件应用中，以纯软件或网页应用为主流，对智能设备内部的各类传感器(重力传感器、陀螺仪、磁力计、全球定位系统等)的使用仅限于地图和游戏等。在现有技术中也有将智能设备运用于运动中，如专利CN102779319 A，将智能监控系统用于户外运动，但是该智能系统只是在区域网络实现各个客户端的信息共享及导航定位等模块，主要运用于单个或多个户外运动者。对于足球、篮球或排球等高强度、大负荷的比赛项目，要求运动员在跑动中，通过准确发挥个人和集体的战术水平，达到战胜对手的目的。对于这种团体运动，如何在训练和比赛中准确记录和分析各个球员在一场比赛或训练中每个球员的每次动作，分析和记录结果的偏差直接影响球员的训练结果，因此，如何准确获取运动员在训练和比赛中的各项数据，是提尚运动员专项能力的关键。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种采集球类的运动中智能球和球员的相关运动数据，从而为提高运动员专项能力提供数据支持的智能球场系统及其数据获取方法。本专利技术采用如下技术方案:—种智能球场系统，包括若干穿戴设备、若干定位基站、网关和服务器，该若干定位基站分布于球场不同位置，该定位基站与网关为有线或无线连接，该网关与服务器为有线或无线连接，其特征在于:还包括智能球，该智能球内设有第一 UWB标签用于广播自身识别码和运动信息至定位基站；每个穿戴设备均安装有第二 UWB标签，该第二 UWB标签用于广播自身识别码、运动信息至定位基站；每个定位基站均设有UWB收发装置、微控制器、时钟装置和数据通信装置，该微控制器控制UWB收发装置接收智能球和穿戴设备发送的信息并添加来自时钟装置的时间戳，经数据通信装置发送至网关；该服务器接收网关上传的信息并采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹。优选的，所述第一 UWB标签包括第一微控制单元、第一六轴惯性传感器、第一时钟单元、第一存储装置和第一 UWB无线收发单元；该第一六轴惯性传感器与第一微控制单元相连用于检测智能球的运动信息，该第一时钟单元与第一微控制单元相连用于提供时钟信号；该第一存储装置与第一微控制单元相连用于临时存储运动信息；该第一 UWB无线收发单元用于广播自身识别码和运动信息。优选的，所述智能球还设有电池装置和无线充电接收装置，该无线充电接收装置与电池装置相连以实现无线充电，该电池装置与所述第一 UWB标签相连以供电。优选的，所述第二 UWB标签包括第二微控制单元、第二六轴惯性传感器、第二时钟单元、第二存储装置和第二 UWB无线收发单元；该第二六轴惯性传感器与第二微控制单元相连用于检测智能球的运动信息，该第二时钟单元与第二微控制单元相连用于提供时钟信号；该第二存储装置与第二微控制单元相连用于临时存储运动信息；该第二 UWB无线收发单元用于广播自身识别码和运动信息。优选的，所述穿戴设备还设有电池装置和无线充电接收装置，该无线充电接收装置与电池装置相连以实现无线充电，该电池装置与所述第二 UWB标签和身体信息采集装置相连以供电。优选的，所述穿戴设备还设有身体信息采集装置，该身体信息采集装置与第二 UWB标签相连以采集体能状态信息并送至所述定位基站。优选的，所述服务器通过接收到的智能球或穿戴设备的自身识别码获取其运动信息及对应的时间戳，根据时间戳对比信息到达不同基站的时间或时间差来确定智能球或穿戴设备的位置，并结合运动信息得到运动轨迹。优选的，设定其中一所述定位基站按预设周期发送时间同步信号，其余定位基站、智能球和穿戴设备接收该时间同步信号后校准对应的时钟装置，从而维持时间同步。优选的，预先对智能球与若干穿戴设备的广播顺序进行设定，并预设最大空闲时间；智能球或穿戴设备均监听其它装置并等待其广播顺序到达时广播，并在广播后重置最大空闲时间。优选的，所述数据通信装置包括WIFI单元或LAN单元或3G数据机或4G数据机或USB接口中的一种或多种。—种球类运动数据获取方法，其特征在于:在球体内安装第一 UWB标签，让球员配带具有第二 UWB标签和身体信息采集装置的穿戴设备，并在球场设置若干个定位基站，设定其中一定位基站按预设周期发布时间同步信号；具体数据获取步骤如下:I)球体或穿戴设备判断是否接收到时间同步信号，若是，则执行时间同步；若否，则判断是否到达广播时隙，若是，则球体通过第一 UWB标签发送自身识别码和运动信息，穿戴设备通过第二 UWB标签广播自身识别码、运动信息和体能状态信息至定位基站；2)定位基站判断是否接收到时间同步信号，若是，则执行时间同步；若否，则判断是否接收到球体或穿戴设备发送的信息，若是，则将信息添加时间戳后经网关上传至服务器;3)服务器采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹。优选的，在步骤3)中，所述服务器通过接收到的智能球或穿戴设备的自身识别码获取其运动信息及对应的时间戳，根据时间戳对比信息到达不同基站的时间或时间差来确定智能球或穿戴设备的位置，并结合运动信息得到运动轨迹。优选的，所述身体信息采集装置采集得到体能状态信息，该体能状态信息包括心电图、心率、肌电。—种球类运动数据获取方法，其特征在于:在球体内安装第一 UWB标签，让球员配带具有第二 UWB标签和身体信息采集装置的穿戴设备，并在球场设置若干个定位基站，设定其中一定位基站按预设周期发布时间同步信号，并对智能球与若干穿戴设备的广播顺序进行设定，并预设最大空闲时间；具体数据获取步骤如下:I)球体或穿戴设备判断最大空闲时间是否到达，若是，则随机延迟后，球体发送自身识别码和运动信息，穿戴设备广播自身识别码、运动信息和体能状态信息至定位基站广播，重置最大空闲时间；若否则监听前一广播顺序装置是否完成广播，若是则球体发送自身识别码和运动信息，穿戴设备广播自身识别码、运动信息和体能状态信息至定位基站，重置最大空闲时间，若否，则重复该步骤；2)定位基站判断是否接收到时间同步信号，若是，则执行时间同步；若否，则判断是否接收到球体或穿戴设备发送的信息，若是，则将信息添加时间戳后经网关发送至服务器;3)服务器采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹。优选的，在步骤3)中，所述服务器通过接收到的智能球或穿戴设备的自身识别码获取其运动信息及对应的时间戳，根据时间戳对比信息到达不同基站的时间或时间差来确定智能球或穿戴设备的位置，并结合运动信息得到运动轨迹。优选的，所述身体信息采集装置采集得到体能状态信息，该体能状态信息包括心电图、心率、肌电。由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果:本专利技术的系统和方法，采用智能球、穿戴设备、定位基站、服务器等实现精准地获取智能球和具有穿戴设备的球员的各项运动数据，实现运动定位及轨迹追踪，作为运动训练或比赛中各项数据分析及后期训练的依据，用户还可通过移动设备(手机、笔记本、平板电脑等终端)从服务器下载训练或比赛数据。【附图说明】图1为本专利技术智能球的模块图；图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能球场系统，包括若干穿戴设备、若干定位基站、网关和服务器，该若干定位基站分布于球场不同位置，该定位基站与网关为有线或无线连接，该网关与服务器为有线或无线连接，其特征在于：还包括智能球，该智能球内设有第一UWB标签用于广播自身识别码和运动信息至定位基站；每个穿戴设备均安装有第二UWB标签，该第二UWB标签用于广播自身识别码、运动信息至定位基站；每个定位基站均设有UWB收发装置、微控制器、时钟装置和数据通信装置，该微控制器控制UWB收发装置接收智能球和穿戴设备发送的信息并添加来自时钟装置的时间戳，经数据通信装置发送至网关；该服务器接收网关上传的信息并采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭岱硕，
申请(专利权)人：厦门市简极科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35