一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统。其系统由配备信号接收装置的乒乓球台、配备信号接收装置的乒乓球网、配备压力传感器的乒乓球拍、具有信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。其中，配备压力传感器的乒乓球拍属于可选项。具有信号发送功能的乒乓球发送无线信号，配备信号接收装置的乒乓球台和球网将所接收到无线信号的强度数据发送至根据信号强度计算位置的服务器；配备压力传感器的乒乓球拍将压力传感器数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。本发明专利技术解决了现有基于物联网的乒乓球运动系统缺乏实时计算乒乓球位置功能的问题。

A table tennis sport system based on signal intensity positioning

The present invention discloses a table tennis sport system based on signal intensity positioning. The system is equipped with signal receiving device, signal receiving device equipped with table tennis table tennis net, equipped with pressure sensor has a table tennis racket, table tennis and signal transmitting function according to the signal strength calculating the position of the servers. Among them, the table tennis racket equipped with pressure sensors is optional. Table tennis to send wireless signal with the signal sending function, signal receiving device equipped with a ping pong table and net the received intensity data transmitting wireless signals to calculate the location of the server according to the signal strength; table tennis racket equipped with pressure sensor will send the data to calculate the position of pressure sensor according to the signal strength of the server. The present invention solves the problem that the existing table tennis sports system based on the Internet of things is short of real-time calculation of the position of table tennis.

【技术实现步骤摘要】
一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统
本专利技术属于智能乒乓球运动
，特别是涉及一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统。
技术介绍
目前对乒乓球运动进行监测的技术主要有两类，一种是计算机视觉分析方法，一种是信号触发判断方法。计算机视觉分析方法主要通过多台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的录像，对录像中的每个图像进行目标识别和空间定位后形成数据，再通过滤波和跟踪计算出乒乓球轨迹，该方法的缺点是计算复杂度高，对设备的性能要求高。信号触发判断方法是通过安装在乒乓球台和球网的压电传感器获取因受到乒乓球的撞击而产生的信号，比较多个信号的强度和产生时间，计算乒乓球的撞击位置和大致的运动轨迹，该方案的缺点是不能定位乒乓球在空中的位置，定位准确度低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有基于物联网的乒乓球运动系统缺乏实时计算乒乓球位置的功能，提出一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统。信号强度定位是指通过接收到的信号强弱来计算信号发射点与信号接收点的距离，从而根据信号接收点的位置来计算信号发射点位置的技术。本专利技术的基于信号强度定位的乒乓球运动系统由配备信号接收装置的乒乓球台、配备信号接收装置的乒乓球网、配备压力传感器的乒乓球拍、具有信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。其中，配备压力传感器的乒乓球拍属于可选项。配备信号接收装置的乒乓球台：乒乓球台上不同位置部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。配备信号接收装置的乒乓球网：乒乓球网上部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。配备压力传感器的乒乓球拍：乒乓球拍包括手柄、基板以及贴在基板上的左右对称的胶皮，其中左、右胶皮与基板之间缝隙处部署压电薄膜传感器，压电薄膜传感器检测压力传感数据，然后将压力传感数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。具有信号发送功能的乒乓球：乒乓球内部安装信号发送装置，定时发送无线信号；信号发送装置被包裹在与乒乓球紧密贴合的柔性材料中。根据信号强度计算位置的服务器：获取球台和球网接收的无线信号的强度数据，采用已有的无线信号空间损耗公式计算乒乓球与各信号接收装置的距离，根据各信号接收装置的位置计算出乒乓球的实时位置；获取乒乓球拍上部署的压电薄膜传感器检测的压力传感数据，采用已有方法计算出乒乓球拍撞击乒乓球的位置和力度。本专利技术的基于信号强度定位的乒乓球运动系统，如图1所示，其中，根据信号强度计算位置的服务器简称为服务器，黑色实心圆点表示乒乓球台和乒乓球网上配备的信号接收装置，带箭头的虚线表示信号传送的方向。具有信号发送功能的乒乓球发送无线信号，配备信号接收装置的乒乓球台和球网将所接收到无线信号的强度数据发送至根据信号强度计算位置的服务器；配备压力传感器的乒乓球拍将压力传感器数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。本专利技术的方法及系统具有的优点是：(1)提出一种包含乒乓球、球拍、球网和球台的基于信号强度定位的完整乒乓球运动系统；(2)采用信号强度定位技术，简单有效地计算出乒乓球的实时位置。附图说明图1是本专利技术的基于信号强度定位的乒乓球运动系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的基于蓝牙定位的乒乓球运动系统中配备信号接收装置的乒乓球桌的三视图；图3是本专利技术实施例的基于蓝牙定位的乒乓球运动系统中配备压力传感器的乒乓球拍的三视图；具体实施方式下面对本专利技术优选实施例作详细说明。信号强度定位是指通过接收到的信号强弱来计算信号发射点与信号接收点的距离，从而根据信号接收点的位置来计算信号发射点位置的技术。其中无线信号可以有多种形式，可以是ZigBee信号、WiFi信号、小基站信号、蓝牙信号等。本专利技术采用不同形式无线信号的具体实现方式相同。本实施例以应用较为普遍的蓝牙信号为例，实现基于蓝牙定位的乒乓球运动系统。基于蓝牙定位的乒乓球运动系统由配备蓝牙接收装置的乒乓球台、配备蓝牙接收装置的乒乓球网、安装压力传感器的乒乓球拍、具有蓝牙信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。配备信号接收装置的乒乓球台：乒乓球台上不同位置部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。本实施例中在乒乓球台的4个边角安装蓝牙信号接收装置，如图2所示为乒乓球桌的三视图，包括配备蓝牙接收装置的乒乓球台和配备蓝牙接收装置的乒乓球网，其中用黑色实心圆点代表蓝牙接收装置，将乒乓球台两侧编号为A和B，将4个蓝牙信号接收装置分别编号为A1、A2、B1、B2。配备信号接收装置的乒乓球网：乒乓球网上部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。本实施例中在乒乓球网两端固定杆顶端各安装一个蓝牙信号接收装置，如图2所示，用黑色实心圆点代表蓝牙接收装置，将两个蓝牙信号接收装置分别编号为C1、C2。配备压力传感器的乒乓球拍：乒乓球拍包括手柄、基板以及贴在基板上的左右对称的胶皮，其中左、右胶皮与基板之间缝隙处部署压电薄膜传感器，压电薄膜传感器检测压力传感数据，然后将压力传感数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。本实施例中配备压力传感器的乒乓球拍如图3的三视图所示，标号1表示球拍面，标号11表示基板，标号12表示压电薄膜传感器，标号13表示左右胶皮，标号2表示球拍柄，其中在左、右胶皮与基板之间缝隙处均匀部署多个压电薄膜传感器并编号，压电薄膜传感器检测压力传感数据，然后将压力传感数据发送至根据信号强度计算位置的服务器。具有信号发送功能的乒乓球：乒乓球内部安装信号发送装置，定时发送无线信号；信号发送装置被包裹在与乒乓球紧密贴合的柔性材料中。本实施例中蓝牙信号发送装置定时发送的无线蓝牙信号强度为10dBm(dBm为信号功率单位)，工作频率为2.4GHz＝24000MHz(兆赫兹)。根据信号强度计算位置的服务器：获取球台和球网接收的无线信号的强度数据，采用已有的无线信号空间损耗公式计算乒乓球与各信号接收装置的距离，根据各信号接收装置的位置计算出乒乓球的实时位置；获取乒乓球拍上部署的压电薄膜传感器检测的压力传感数据，采用已有方法计算出乒乓球拍撞击乒乓球的位置和力度。本实施例中，乒乓球定位方案：首先构建三维空间坐标系，获取编号A1、A2、B1、B2、C1、C2的蓝牙信号接收装置接收的蓝牙信号的强度，根据无线空间信号损耗公式Los＝32.44+20lg(d)+20lg(f)计算各蓝牙信号接收装置与乒乓球之间的距离，其中Los表示发送功率与接收功率之差，d为传播距离，f为工作频率，根据距离数据以及对应的蓝牙信号接收装置的位置坐标值计算乒乓球当前的位置坐标值。另外，根据乒乓球拍部署的多个压电薄膜传感器把球拍面划分为多个区域并编号，压电薄膜传感器位于各区域的中心；获取球拍面中压电薄膜传感器检测的电压数据，根据电压数据及对应的区域编号判断乒乓球拍撞击乒乓球的力度和位置。当然，本
中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本专利技术的，而并非作为对本专利技术的限定，只要在本专利技术的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统，其特征在于由配备信号接收装置的乒乓球台、配备信号接收装置的乒乓球网、具有信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于信号强度定位的乒乓球运动系统，其特征在于由配备信号接收装置的乒乓球台、配备信号接收装置的乒乓球网、具有信号发送功能的乒乓球以及根据信号强度计算位置的服务器组成。2.根据权利要求1所述的基于信号强度定位的乒乓球运动系统，其配备信号接收装置的乒乓球台的特征在于：乒乓球台上不同位置部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。3.根据权利要求1所述的基于信号强度定位的乒乓球运动系统，其配备信号接收装置的乒乓球网的特征在于：乒乓球网上部署用于接收乒乓球发出的无线信号的信号接收装置；发送接收到信号的强度数据至根据信号强度计算位置的服务器。4.根据权利要求1所述的基于信号强度定位的乒乓球运动系统，其具有信号发送功能的乒乓球的特征在于：乒乓球内部安装信号发送装置，定时发送无线信号；信号发送装置被包裹在与乒乓球紧密贴合的柔性材料中。5.根据权利要求1所述的基于信号强度定位的乒乓球运动系统，其根据信号强度计算位置的服务器的特征在于：获取球台和球网接收的无线信号的强度数据，计算乒...

【专利技术属性】
技术研发人员：严军荣，卢玉龙，陈彦琦，
申请(专利权)人：杭州乾博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33