一种智能网球拍教学辅助系统、方法和一种网球拍技术方案

本发明专利技术涉及一种智能网球拍教学辅助系统，包括当网球拍击打网球时，加速度传感器测量网球拍挥拍时方向的实时加速度，陀螺仪传感器测量网球拍挥拍时的实时角速度，微控制器模块根据实时加速度值和实时角速度值，确定网球拍的实时挥拍参数值，并将实时挥拍参数值发送至服务器，服务器根据预设时间段内所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，练习者通过不断练习，提高相似度值，以达到练习者的运动定型。本发明专利技术能够使提升网球练习者完成标准挥拍动作的定型，提高网球技巧，又避免了受伤现象的发生，也增加了练习网球的趣味性。本发明专利技术还涉及一种智能网球拍教学辅助方法和一种网球拍。

【技术实现步骤摘要】
一种智能网球拍教学辅助系统、方法和一种网球拍
本专利技术涉及智能体育用品
，尤其涉及一种智能网球拍教学辅助系统、方法和一种网球拍。
技术介绍
网球运动作为一种老少皆宜且充满趣味性的体育运动，深受广大人民的喜爱。但是网球对技术水平有着较高的要求，主要体现在网球挥拍的动作上，如果姿势不正确容易导致将球打飞或者不能将球打到理想的位置上甚至手腕受伤的现象发生，这对新手来说很不友好。当前，网球挥拍的学习方式主要是专业的网球老师录制讲解视频，网球爱好者可以通过视频进行动作的模仿，很少有相应的辅助设备，导致不标准的动作很难被练习者发现，不利于动作的矫正。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种智能网球拍教学辅助系统、方法和一种网球拍。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能网球拍教学辅助系统，包括智能网球拍单元和服务器，所述智能网球拍单元包括微控制器模块、加速度传感器、陀螺仪传感器和服务器；所述微控制器模块分别与所述加速度传感器和所述陀螺仪传感器连接；所述加速度传感器，用于对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时方向的实时加速度，并将所述实时加速度值发送至所述微控制器模块；所述陀螺仪传感器，用于对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时的实时角速度，并将所述实时角速度值发送至所述微控制器模块；所述微控制器模块，用于根据所述实时加速度值和所述实时角速度值，确定所述网球拍的实时挥拍参数值，并将所述实时挥拍参数值发送至服务器，其中，所述实时挥拍参数值包括拍柄加速度、拍柄速度、拍头速度和拍头加速度；所述服务器，用于根据所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算所述有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，并根据所述练习者的挥拍次数和每一次挥拍对应的相似度值，以确定所述练习者本次练习的分级测评等级。本系统专利技术的有益效果是：提供了一种智能网球拍教学辅助系统，当网球拍击打网球时，加速度传感器测量网球拍挥拍时方向的实时加速度，陀螺仪传感器测量网球拍挥拍时的实时角速度，微控制器模块根据实时加速度值和实时角速度值，确定网球拍的实时挥拍参数值，并将实时挥拍参数值发送至服务器，服务器根据预设时间段内所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，根据练习者的挥拍次数和每一次挥拍对应的相似度值，以确定所述练习者本次练习的分级测评等级，通过对练习者本次练习中的动作和对应次数的定量评估，使得练习者通过不断练习，提高相似度值，达到练习者的运动定型效果。本专利技术能够使提升网球练习者完成标准挥拍动作的定型，提高网球技巧，又避免了受伤现象的发生，也增加了练习网球的趣味性，同时通过对练习者的动作和次数的定量评估，实现对练习者本次练习的分级测评。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步地，所述微控制器模块，具体用于基于所述实时角速度值，将所述实时加速度值转换为在世界坐标系下的第一加速度值；基于所述第一加速度值，计算所述实时挥拍参数值。采用上述进一步方案的有益效果是：通过微控制器模块基于实时角速度值，将实时加速度值转换为在世界坐标系下的第一加速度值，基于第一加速度值，计算得到的实时挥拍参数值，提高获取到的练习者的动作的准确性。进一步地，所述服务器，具体用于将所述实时挥拍参数值转换为在世界坐标系中的第一坐标，将所述第一坐标进行拟合得到三维轨迹后，并将所述三维轨迹投影到平面中得到二维轨迹，其中，所述二维轨迹是第一运动轨迹；在所述第一运动轨迹中选取第一标志点和第二标志点，并截取所述第一标志点和所述第二标志点之间的运动轨迹，得到有效运动轨迹。采用上述进一步方案的有益效果是：通过第一标志点和第二标志点的选取，得到有效运动轨迹，得到挥拍过过程中最重要的动作轨迹。进一步地，所述服务器，具体用于比较所述第一运动轨迹中所有点的纵坐标，其中所述纵坐标的值最大的点为所述第一标志点；从所述第一标志点，按照时间逆序，沿所述第一运动轨第一个出现的拐点是所述第二标志点。采用上述进一步方案的有益效果是：通过获取到的第二标志点，有效获取到网球拍挥拍过程中的关键运动轨迹。进一步地，所述服务器，具体用于利用距离误差公式计算所述有效运动轨迹的坐标和所述标准运动轨迹的坐标的相似度。采用上述进一步方案的有益效果是：利用距离误差公式计算有效运动轨迹的坐标和标准运动轨迹的坐标的相似度，使得网球练习者获知自己动作与标准动作的误差，提高网球技巧，也增加了练习网球的趣味性。进一步地，所述系统还包括电源模块；所述电源模块采用电池供电模块，所述电池供电模块用于供电。进一步地，所述系统还包括射频天线模块；所述射频天线模块与所述微控制器模块连接，用于将所述实时挥参数值发送至所述服务器。进一步地，所述系统还包括存储器；所述存储器，用于存储所述实时挥拍参数值。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种智能网球拍教学辅助方法，所述方法包括：加速度传感器对当网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时方向的实时加速度，并将所述实时加速度值发送至微控制器模块；陀螺仪传感器对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时的实时角速度，并将所述实时角速度值发送至所述微控制器模块；微控制器模块根据所述实时加速度值和所述实时角速度值，确定所述网球拍的实时挥拍参数值，并将所述实时挥拍参数值发送至服务器，其中，所述实时挥拍参数值包括拍柄加速度、拍柄速度、拍头速度和拍头加速度；服务器根据预设时间段内所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算所述有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，并根据所述练习者的挥拍次数和每一次挥拍对应的相似度值，以确定所述练习者本次练习的分级测评等级。本方法专利技术的有益效果是：提供了一种智能网球拍教学辅助方法，当网球拍击打网球时，加速度传感器测量网球拍挥拍时方向的实时加速度，陀螺仪传感器测量网球拍挥拍时的实时角速度，微控制器模块根据实时加速度值和实时角速度值，确定网球拍的实时挥拍参数值，并将实时挥拍参数值发送至服务器，服务器根据预设时间段内所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，并根据所述练习者的挥拍次数和每一次挥拍对应的相似度值，以确定所述练习者本次练习的分级测评等级。本专利技术能够使提升网球练习者完成标准挥拍动作的定型，提高网球技巧，又避免了受伤现象的发生，也增加了练习网球的趣味性。此外，本申请还提供一种网球拍，包括上述技术方案中任一项所述的智能网球拍教学辅助系统中的智能网球拍单元，所述智能网球拍单元内置于球拍中或单独加装在球拍上。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能网球拍教学辅助系统，其特征在于，包括智能网球拍单元和服务器，所述智能网球拍单元包括微控制器模块、加速度传感器、陀螺仪传感器和服务器；/n所述微控制器模块分别与所述加速度传感器和所述陀螺仪传感器连接；/n所述加速度传感器，用于对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时方向的实时加速度，并将所述实时加速度值发送至所述微控制器模块；/n所述陀螺仪传感器，用于对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时的实时角速度，并将所述实时角速度值发送至所述微控制器模块；/n所述微控制器模块，用于根据所述实时加速度值和所述实时角速度值，确定所述网球拍的实时挥拍参数值，并将所述实时挥拍参数值发送至服务器，其中，所述实时挥拍参数值包括拍柄加速度、拍柄速度、拍头速度和拍头加速度；/n所述服务器，用于根据所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算所述有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，并根据所述练习者的挥拍次数和每一次挥拍对应的相似度值，以确定所述练习者本次练习的分级测评等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能网球拍教学辅助系统，其特征在于，包括智能网球拍单元和服务器，所述智能网球拍单元包括微控制器模块、加速度传感器、陀螺仪传感器和服务器；
所述微控制器模块分别与所述加速度传感器和所述陀螺仪传感器连接；
所述加速度传感器，用于对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时方向的实时加速度，并将所述实时加速度值发送至所述微控制器模块；
所述陀螺仪传感器，用于对当所述网球拍击打网球时，测量所述网球拍挥拍时的实时角速度，并将所述实时角速度值发送至所述微控制器模块；
所述微控制器模块，用于根据所述实时加速度值和所述实时角速度值，确定所述网球拍的实时挥拍参数值，并将所述实时挥拍参数值发送至服务器，其中，所述实时挥拍参数值包括拍柄加速度、拍柄速度、拍头速度和拍头加速度；
所述服务器，用于根据所述实时挥拍参数值，生成所述网球拍的有效运动轨迹，并计算所述有效运动轨迹和标准运动轨迹的相似度值，并根据所述练习者的挥拍次数和每一次挥拍对应的相似度值，以确定所述练习者本次练习的分级测评等级。


2.如权利要求1所述的智能网球拍教学辅助系统，其特征在于：
所述微控制器模块，具体用于基于所述实时角速度值，将所述实时加速度值转换为在世界坐标系下的第一加速度值；
基于所述第一加速度值，计算所述实时挥拍参数值。


3.如权利要求1所述的智能网球拍教学辅助系统，其特征在于：
所述服务器，具体用于将所述实时挥拍参数值转换为在世界坐标系中的第一坐标，将所述第一坐标进行拟合得到三维轨迹后，并将所述三维轨迹投影到平面中得到二维轨迹，其中，所述二维轨迹是第一运动轨迹；
在所述第一运动轨迹中选取第一标志点和第二标志点，并截取所述第一标志点和所述第二标志点之间的运动轨迹，得到有效运动轨迹。


4.如权利要求3所述的智能网球拍教学辅助系统，其特征在于：
所述服务器，具体用于比较所述第一运动轨迹中所有点的纵坐标，其中所述纵坐标的值最大的点为所述第一标志点；
从所述第一标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵月，
申请(专利权)人：北京体育大学，
类型：发明
国别省市：北京;11