一种发球控制方法、装置、系统及电子设备制造方法及图纸

技术编号:27601310 阅读:5 留言:0更新日期:2021-03-10 10:23
本发明专利技术公开了一种发球控制方法、装置、系统及电子设备,用于发球系统中的控制模块,控制模块与发球系统中的发球滚轮转速控制电机连接,用于控制发球滚轮转速控制电机的转动速度,通过发球滚轮转速控制电机带动发球滚轮转动时与待发球之间产生的摩擦力带动球发射,包括接收发球参数以及待发球的属性信息,所述发球参数包括发球的转速以及发球的目标速度,所述属性信息包括待发球的质量、半径;获取待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积;根据所述发球参数、所述待发球的属性信息以及所述待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积,得到发球时所述发球滚轮的转动速度;根据所述转动速度控制所述发球滚轮转速控制电机转动。制电机转动。制电机转动。

【技术实现步骤摘要】
一种发球控制方法、装置、系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及自动化
,具体涉及一种发球控制方法、装置、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]随着人类社会的不断进步和体育运动的迅猛发展,高科技与体育运动的结合日趋紧密,无论是在比赛中还是训练中均需要科技的支撑。例如排球的接发球是排球训练中非常重要的一个环节,现有训练方式主要依靠教练员发球或教练员操作发球机发球,教练员发球或教练员操作发球机发球使得训练成本提高。部分训练队伍开始使用自动发球的排球发球机进行训练,而自动排球发球机发球时的相关控制参数依赖经验值或使用前通过实验测试测得,发球机不能根据排球上到发球位置的实时状态进行相关参数调整,使得发球的落点与目标落点的偏差较大,影响发球精度,故亟待提出一种新的发球控制方法以提高发球准确性。

技术实现思路

[0003]因此,本专利技术要解决的技术问题在于克服现有发球方式精度差的缺陷,从而提供一种发球控制方法、装置、系统及电子设备。
[0004]根据第一方面,本专利技术实施例公开了一种发球控制方法,用于发球系统中的控制模块,所述控制模块与所述发球系统中的发球滚轮转速控制电机连接,用于控制所述发球滚轮转速控制电机的转动速度,通过所述发球滚轮转速控制电机带动发球滚轮转动时,发球滚轮与待发球之间产生的摩擦力带动球发射,所述方法包括:接收发球参数以及待发球的属性信息,所述发球参数包括发球的转速以及发球的目标速度,所述属性信息包括待发球的质量、半径;获取待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积;根据所述发球参数、所述待发球的属性信息以及所述待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积,得到发球时所述发球滚轮的转动速度;根据所述转动速度控制所述发球滚轮转速控制电机转动
[0005]可选地,所述发球系统还包括发球俯仰角控制电机和发球偏航角度控制电机,分别与所述控制模块连接,用于调整发球滚轮的俯仰角以及偏转角;所述发球参数还包括发球点在地面坐标系投影的坐标值和发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值;所述方法还包括:根据所述发球机的初始位置在地面坐标系投影的坐标值、发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值,得到发球时的偏转角;根据所述发球时的偏转角得到空间直角坐标系,确定所述待发球在发球时刻的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量以及水平方向的速度分量;根据所述待发球在发球时刻的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量以及水平方向的速度分量,得到发球时的俯仰角;根据所述偏转角和所述俯仰角控制发球俯仰角控制电机和发球偏航角度控制电机转动以对所述发球滚轮的发球方位进行调整。
[0006]可选地,所述发球滚轮包括两个,每一个发球滚轮分别与所述待发球接触;所述根据所述发球参数、所述待发球的属性信息以及所述待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积,得到发球时所述发球滚轮的转动速度,包括:通过下式得到每一个发球滚轮的转动速度:
[0007][0008][0009]式中:m为待发球质量;v为发球的目标速度;μ为动摩擦因数;P
ball
为球压;S
c
为接触面积;v
ave
为两个发球滚轮的平均转速,其中,v
1轮
和v
2轮
为发射待发球时两个发球滚轮需要旋转的转动速度;J为排球的转动惯量

其中R为待发球半径;v
D
为两个发球滚轮的转动速度的差值,t
ball
为待发球加速时间。
[0010]可选地,通过下式得到发球时的俯仰角以及偏转角:
[0011][0012][0013]式中:θ
pitch
为发球时的俯仰角;v
z0
为发球时刻待发球的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量;v
x0
为发球时刻待发球的转速在空间直角坐标系中水平方向的速度分量;θ
yaw
为发球时的偏转角;x
goal
和y
goal
为发球点在地面坐标系投影的坐标值;x0和y0为发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值。
[0014]可选地,所述方法还包括:通过与远程控制设备进行通信连接,得到所述发球参数以及所述待发球的属性信息。
[0015]根据第二方面,本专利技术实施例还公开了一种发球控制装置,用于发球系统中的控制模块,所述控制模块与所述发球系统中的发球滚轮转速控制电机连接,用于控制所述发球滚轮转速控制电机的转动速度,通过所述发球滚轮转速控制电机带动发球滚轮转动时,发球滚轮与待发球之间产生的摩擦力带动球发射,所述装置包括:第一获取单元,用于接收发球参数以及待发球的属性信息,所述发球参数包括发球的转速以及发球的目标速度,所述属性信息包括待发球的质量、半径;第二获取单元,用于获取待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积;第三获取单元,用于根据所述发球参数、所述待发球的属性信息以及所述待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积,得到发球时所述发球滚轮的转动速度;第一控制单元,用于根据所述转动速度控制所述发球滚轮转速控制电机转动。
[0016]可选地,所述发球系统还包括发球俯仰角控制电机和发球偏航角度控制电机,分别与所述控制模块连接,用于调整发球滚轮的俯仰角以及偏转角;
[0017]所述发球参数还包括发球点在地面坐标系投影的坐标值和发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值;所述装置还包括:第四获取单元,用于根据所述发球机的初始位置
在地面坐标系投影的坐标值、发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值,得到发球时的偏转角;确定单元,用于根据所述发球时的偏转角得到空间直角坐标系,确定所述待发球在发球时刻的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量以及水平方向的速度分量;第五获取单元,用于根据所述待发球在发球时刻的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量以及水平方向的速度分量,得到发球时的俯仰角;第二控制单元,用于根据所述偏转角和所述俯仰角控制发球俯仰角控制电机和发球偏航角度控制电机转动以对所述发球滚轮的发球方位进行调整。
[0018]根据第三方面,本专利技术实施例还公开了一种发球控制系统,包括:发球滚轮转速控制电机,与发球滚轮连接,用于通过电机转动以带动所述发球滚轮转动;控制模块,与所述发球滚轮转速控制电机连接,用于执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的发球控制方法的步骤。
[0019]根据第四方面,本专利技术实施例还公开了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的发球控制方法的步骤。
[0020]根据第五方面,本专利技术实施方式还公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的发球控制本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发球控制方法,用于发球系统中的控制模块,所述控制模块与所述发球系统中的发球滚轮转速控制电机连接,用于控制所述发球滚轮转速控制电机的转动速度,通过所述发球滚轮转速控制电机带动发球滚轮转动时,发球滚轮与待发球之间产生的摩擦力带动球发射,其特征在于,所述方法包括:接收发球参数以及待发球的属性信息,所述发球参数包括发球的转速以及发球的目标速度,所述属性信息包括待发球的质量、半径;获取待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积;根据所述发球参数、所述待发球的属性信息以及所述待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积,得到发球时所述发球滚轮的转动速度;根据所述转动速度控制所述发球滚轮转速控制电机转动。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发球系统还包括发球俯仰角控制电机和发球偏航角度控制电机,分别与所述控制模块连接,用于调整发球滚轮的俯仰角以及偏转角;所述发球参数还包括发球点在地面坐标系投影的坐标值和发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值;所述方法还包括:根据所述发球机的初始位置在地面坐标系投影的坐标值、发球的目标落点在地面坐标系投影的坐标值,得到发球时的偏转角;根据所述发球时的偏转角得到空间直角坐标系,确定所述待发球在发球时刻的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量以及水平方向的速度分量;根据所述待发球在发球时刻的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量以及水平方向的速度分量,得到发球时的俯仰角;根据所述偏转角和所述俯仰角控制发球俯仰角控制电机和发球偏航角度控制电机转动以对所述发球滚轮的发球方位进行调整。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发球滚轮包括两个,每一个发球滚轮分别与所述待发球接触;所述根据所述发球参数、所述待发球的属性信息以及所述待发球与所述发球滚轮接触时的球压以及接触面积,得到发球时所述发球滚轮的转动速度,包括:通过下式得到每一个发球滚轮的转动速度:通过下式得到每一个发球滚轮的转动速度:式中:m为待发球质量;v为发球的目标速度;μ为动摩擦因数;P
ball
为球压;S
c
为接触面积;v
ave
为两个发球滚轮的平均转速,其中,v
1轮
和v
2轮
为发射待发球时两个发球滚轮需要旋转的转动速度;J为排球的转动惯量,其中R为待发球半径;v
D
为两个发球滚轮的转动速度的差值,t
ball
为待发球加速时间。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过下式得到发球时的俯仰角以及偏转角:
式中:θ
pitch
为发球时的俯仰角;v
z0
为发球时刻待发球的发球速度在空间直角坐标系中竖直方向的速度分量;v
x0
为发球时刻待发球的发球速度在空间直角坐标系中水平方向的速度分量;θ
yaw
为发球时的偏转...

【专利技术属性】
技术研发人员:古松
申请(专利权)人:北京体育大学
类型:发明
国别省市:

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