一种可联网的便携式高尔夫模拟系统及模拟方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可联网的便携式高尔夫模拟系统及模拟方法。其中，该高尔夫模拟方法包括如下步骤：S1，选取球杆并获取球杆信息，实时检测高尔夫球杆的球杆运动信息，并根据球杆运动信息计算球杆运动参数；S2，根据获取的球杆信息以及球杆运动参数，计算模拟高尔夫球运动轨迹所需的高尔夫球运动参数；S3，获得高尔夫球运动参数，根据高尔夫球运动参数中倒旋和侧旋分析球在运动过程中的受力情况，通过球的初始运动情况和受力情况计算高尔夫球的运动轨迹。本发明专利技术充分考虑了球杆的类型以及倒旋和侧旋对高尔夫球运动轨迹的影响，既极大增强了挥杆练习的互动性和有效性，也提高了运动轨迹模拟的真实性和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高尔夫模拟方法，同时涉及用于实现该高尔夫模拟方法的便携式高尔夫模拟系统，属于虚拟运动设备领域。
技术介绍
近年来，喜爱高尔夫运动的人群正在逐渐增加，为了辅助高尔夫运动的训练和娱乐，市场上已经出现了室内虚拟高尔夫系统，使使用者在室内体验真实挥杆并享受虚拟高尔夫活动。基本上，当使用者借挥动高尔夫球杆以敲击安置在高尔夫打击垫上的高尔夫球时，室内虚拟高尔夫系统经感测装置感测高尔夫球以获得高尔夫球的物理特性，并使用所获得的物理特性在虚拟高尔夫球场中实现模拟高尔夫球运动轨迹的影像。现有室内虚拟高尔夫系统的优点是模拟比较真实，用户体验较好，但主要问题是占地面积大、费用高，不适合普通高尔夫用户购买和使用。导致这些问题的主要原因有两个：一是室内虚拟高尔夫系统中的核心部件-用于测量高尔夫挥杆参数的测量器与球杆是分开的，体积较大；二是虚拟高尔夫模拟软件是在个人电脑(PC)上运行的，用投影机将虚拟场景投影到大屏幕上，成本较高。这些问题既影响了室内虚拟高尔夫系统的推广应用，也不利于高尔夫选手随时随地进行训练以提升高尔夫运动水平。为了解决上述问题，一些公司推出了高尔夫挥杆检测器。它固定在普通的高尔夫球杆上，内置加速度传感器等多项传感器，可以实时检测用户挥杆时球杆的物理特性，然后通过蓝牙等无线传输模块将数据实时传输到智能手机、平板电脑或个人电脑上。并且，它的价格比较便宜，适合普通高尔夫用户购买使用。但它也有比较明显的缺点，就是只能显示挥杆的数据和进行简单的分析，缺乏与虚拟场景的互动，无法让用户看到球在虚拟场景中飞行的轨迹和画面，缺乏互动性和趣味性。另外，各种高尔夫球杆的材料、长度、杆头形状、杆头材料、杆头重量和杆面倾斜角(球杆杆头正面的垂直倾角)有所不同。根据高尔夫球场的布局或者想要击打的距离，专业的高尔夫球手需要从多种高尔夫球杆中选择适当的高尔夫球杆，并用选定的高尔夫球杆击球。就球被击出后的飞行距离和旋转而言，每种高尔夫球杆都具有不同的特征。但是，现有的不少室内虚拟高尔夫系统或者挥杆检测器无法直接检测球的旋转数据，只是根据统一的数据和规则来估算击球，而且没有将高尔夫球手目前所使用的高尔夫球杆的特征应用于感测的结果中，因而无法提供准确完美的模拟效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种高尔夫模拟方法。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种可联网的便携式高尔夫模拟系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种高尔夫模拟方法，包括如下步骤：S1，选取球杆并获取球杆信息，实时检测高尔夫球杆的球杆运动信息，并根据球杆运动信息计算球杆运动参数；S2，根据获取的球杆信息以及球杆运动参数，计算模拟高尔夫球运动轨迹所需的高尔夫球运动参数；S3，获得高尔夫球运动参数，根据高尔夫球运动参数中倒旋和侧旋分析球在运动过程中的受力情况，通过球的初始运动情况和受力情况计算高尔夫球的运动轨迹。其中较优地，在步骤S1中，实时检测高尔夫球杆的球杆运动信息，根据挥杆过程中检测的所有球杆运动信息模拟挥杆轨迹，并将挥杆轨迹展示给用户。其中较优地，在步骤S2中，所述高尔夫球运动参数包括球的初始速度、起飞角、偏向角、倒旋和侧旋。其中较优地，所述球的初始速度采用如下公式获得：V=u*1+e1+m/M*cos(Al)]]>其中，V为击球后球的初始速度；u为击球前杆头的即时速度；m为球的质量；M为杆头的质量；Al为杆面倾斜角；e为可变系数。其中较优地，所述倒旋采用如下公式获得：Backspin＝f*Vc*sin(Al)其中，Backspin表示倒旋，f为倒旋系数，Vc为杆头速度，Al为杆面倾斜角。其中较优地，所述侧旋通过如下公式获得：Sidespin＝g*Vc*sin(Ac)其中，Sidespin表示侧旋，g为侧旋系数，Vc为杆头速度，Ac为杆面角。其中较优地，在步骤S3中，根据高尔夫球运动参数中倒旋和侧旋分析球在运动过程中的受力情况，通过球的初始运动情况和受力情况计算该高尔夫球的运动轨迹，包括如下步骤：首先，获取球的初始速度、起飞角、偏向角，根据球的初始速度、起飞角、偏向角得到球的初始运动状态；然后，根据高尔夫球运动参数中倒旋和侧旋分析球在运动过程中的受力的大小和方向；球在运动过程的受力包括重力和空气阻力；空气阻力分解为升力和拉力；其中，升力与速度方向垂直，拉力与速度方向相反；最后，将球在运动过程中受力的大小和方向作用到具有所述初始运动状态的球上，得到高尔夫球的运动轨迹。其中较优地，所述的高尔夫模拟方法，还包括如下步骤：S4，在电子终端的显示屏或投影屏幕上显示所计算出的高尔夫球的运动轨迹。一种可联网的便携式高尔夫模拟系统，用于实现上述的高尔夫模拟方法，该模拟系统包括感测单元、第一模拟单元、第二模拟单元、储存单元、显示单元和传输单元；其中，所述感测单元用于实时检测高尔夫球手使用的高尔夫球杆的球杆运动信息，并将所述球杆运动信息通过所述传输单元传输到所述第一模拟单元。所述第一模拟单元用于根据所述球杆运动信息和球杆信息计算球杆运动参数；并通过所述传输单元传送到所述第二模拟单元；所述第二模拟单元用于根据所述球杆运动参数生成高尔夫球运动参数，并根据高尔夫球运动参数生成高尔夫球的运动轨迹；所述显示单元用于显示高尔夫球杆的挥杆轨迹或者高尔夫球的运动轨迹。其中较优地，所述存储单元包括高尔夫球杆信息存储模块、球杆参数存储模块、高尔夫球参数存储模块；其中，所述高尔夫球杆信息存储模块用于存储高尔夫球杆的球杆信息；所述球杆参数存储模块用于存储获得的球杆运动参数；所述高尔夫球参数存储模块用于存储获取的高尔夫球运动参数。本专利技术所提供的高尔夫模拟方法，通过对实时检测的高尔夫球杆的球杆运动信息进行分析计算，获得球杆运动参数；进一步考虑挥杆过程中使用的高尔夫球杆的球杆信息以及球杆运动参数，计算模拟高尔夫球运动轨迹所需的高尔夫球运动参数；最后，根据高尔夫球运动参数中倒旋和侧旋分析球在运动过程中的受力情况，通过球的初始运动情况和受力情况计算该高尔夫球的运动轨迹。该模拟方法及模拟系统充分考虑了球杆的类型以及倒旋和侧旋对高尔夫球运动轨迹的影响，既极大增强了挥杆练习的互动性和有效性，也提高了运动轨迹模拟的真实性和准确性。附图说明图1为本专利技术所提供的便携式高尔夫模拟系统的结构示意图；图2为本专利技术所提供的高尔夫模拟方法的流程图；图3a为本专利技术的一个实施例中，向上的攻击角击打球时球的初始轨迹的示意图；图3b为本专利技术的一个实施例中，水平的攻击角击打球时球的初始轨迹的示意图；图3c为本专利技术的一个实施例中，向下的攻击角击打球时球的初始轨迹的示意图；图4为本专利技术的一个实施例中，挥杆路径的结构示意图；图5为本专利技术的一个实施例中，球杆击打球时，球飞行方向、挥杆方向、杆面朝向三者之间关系的示意图；图6为本专利技术的一个实施例中，球杆击打球时，不产生侧旋的球的初始轨迹的示意图；图7为本专利技术的一个实施例中，球杆击打球时，球产生右旋的球的初始轨迹的示意图；图8为本专利技术的一个实施例中，球杆击打球时，球产生左旋的球的初始轨迹的示意图；图9为本专利技术的一个实施例中，高尔夫球产生的不同运动轨迹的示意图；图10为本专利技术的一个实施例中，球在飞行过程中受力情况的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高尔夫模拟方法，其特征在于包括如下步骤：S1，选取球杆并获取球杆信息，实时检测高尔夫球杆的球杆运动信息，并根据球杆运动信息计算球杆运动参数；S2，根据获取的球杆信息以及球杆运动参数，计算模拟高尔夫球运动轨迹所需的高尔夫球运动参数；S3，获得高尔夫球运动参数，计算高尔夫球的运动轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种高尔夫模拟方法，其特征在于包括如下步骤：S1，选取球杆并获取球杆信息，实时检测高尔夫球杆的球杆运动信息，并根据球杆运动信息计算球杆运动参数；S2，根据获取的球杆信息以及球杆运动参数，计算模拟高尔夫球运动轨迹所需的高尔夫球运动参数；S3，获得高尔夫球运动参数，计算高尔夫球的运动轨迹。2.如权利要求1所述的高尔夫模拟方法，其特征在于：在步骤S1中，实时检测高尔夫球杆的球杆运动信息，根据挥杆过程中检测的所有球杆运动信息模拟挥杆轨迹，并将挥杆轨迹展示给用户。3.如权利要求1所述的高尔夫模拟方法，其特征在于：在步骤S2中，所述高尔夫球运动参数包括球的初始速度、起飞角、偏向角、倒旋和侧旋。4.如权利要求3所述的高尔夫模拟方法，其特征在于：所述球的初始速度通过如下公式获得：V=u*1+e1+m/M*cos(Al)]]>其中，V为击球后球的初始速度，u为击球前杆头的即时速度，m为球的质量，M为杆头的质量，Al为杆面倾斜角，e为可变系数。5.如权利要求3所述的高尔夫模拟方法，其特征在于：所述倒旋通过如下公式获得：Backspin＝f*Vc*sin(Al)其中，Backspin为倒旋，f为倒旋系数，Vc为杆头速度，Al为杆面倾斜角。6.如权利要求3所述的高尔夫模拟方法，其特征在于：所述侧旋通过如下公式获得：Sidespin＝g*Vc*sin(Ac)其中，Sidespin为侧旋，g为侧旋系数，Vc为杆头速度，Ac为杆面角。7.如权利要求5或6所述的高尔夫模拟方法，其特征在于在步骤S3中，根据高尔夫球运动参数中的倒旋和侧旋分析球在运动过程中的受力情况，通过球的初始运动情况和受力情况计算该高尔夫球的运动轨迹，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余军涛，
申请(专利权)人：北京高派科技有限公司，乐动天下北京体育科技有限公司，无锡高派科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11