一种陆地冰壶运动状态的计算方法与系统技术方案

本发明专利技术提出一种陆地冰壶运动状态的计算方法及系统，该方法包括：获取赛道图像信息，从赛道图像信息中提取得到赛道边界信息以得到虚拟赛道区域；对在虚拟赛道区域内的多个陆地冰壶进行对象捕捉，获取当前运动的陆地冰壶对应的角速度以及加速度；根据温度值以及湿度值，对角速度以及加速度进行校正，以分别得到有效角速度以及有效加速度；模拟计算得到陆地冰壶的运动轨迹；判断陆地冰壶的运动轨迹上是否存在其它静止的陆地冰壶；若是，则模拟计算陆地冰壶的当前位置坐标，根据当前位置坐标计算得到对应的得分值。本发明专利技术提出的陆地冰壶运动状态的计算方法，可对陆地冰壶的运动轨迹进行较为精确计算与仿真，使运动员有更为深刻的认知与判断。认知与判断。认知与判断。

【技术实现步骤摘要】
一种陆地冰壶运动状态的计算方法与系统


[0001]本专利技术涉及冰壶运动
，特别涉及一种陆地冰壶运动状态的计算方法与系统。

技术介绍

[0002]旱地冰壶(Floor Curling)，又名地壶球，是一个以团队为单位在平滑地面上进行的投掷性运动项目。通过让本方冰壶球停在预先设定好的位置，或将对方的冰壶球击出，达到制胜的目的。
[0003]旱地冰壶是冬季奥运会项目冰壶的普及版，装备和规则与冰壶相似，球体更轻，下方增设了3个滑轮用于地面滑行。旱地冰壶突破了场地限制，是一种通过团队协作集体力和智力于一身的比赛，是一项需要个人技术与团队战术配合的运动项目。旱地冰壶可以在平滑地面以及可以容纳面积9.7
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1.6米赛道的学校礼堂、壁球场、羽毛球场及室内外进行，是在无冰条件下学习冰壶运动的最佳途径，让国民以此加深对冰壶的了解和认知，激发学习冰壶的热情，是一项适合全民参与的运动，适合各年龄及不同能力的人士。
[0004]然而，现有技术中，缺少一种能够陆地冰壶的运动状态进行计算分析的方法，无法很好地预测陆地冰壶在下一步的运动轨迹，从而无法对陆地冰壶的运动有更为深刻的认知与判断。

技术实现思路

[0005]鉴于上述状况，有必要解决现有技术中，现有技术中，缺少一种能够陆地冰壶的运动状态进行计算分析的方法，无法很好地预测陆地冰壶在下一步的运动轨迹，从而无法对陆地冰壶的运动有更为深刻的认知与判断的问题。
[0006]本专利技术实施例提供了一种陆地冰壶运动状态的计算方法，应用于陆地冰壶赛道以对陆地冰壶的运动状态进行监测并计算，其中，在所述陆地冰壶赛道的侧缘设有多个云台摄像机，在所述陆地冰壶内设有微型处理器，与所述微型处理器电性连接的角速度传感器、加速度传感器、温度传感器与湿度传感器，多个所述云台摄像机以及所述微型处理器均与后台服务器之间存在数据传输，所述方法包括如下步骤：
[0007]步骤一：通过多个所述云台摄像机获取赛道图像信息，从所述赛道图像信息中提取得到赛道边界信息，并根据所述赛道边界信息进行虚拟建模以得到虚拟赛道区域；
[0008]步骤二：从所述赛道图像信息中，对在所述虚拟赛道区域内的多个陆地冰壶进行对象捕捉，并锁定当前运动的陆地冰壶，通过所述角速度传感器以及所述加速度传感器获取当前运动的陆地冰壶对应的角速度以及加速度；
[0009]步骤三：根据所述温度传感器以及所述湿度传感器分别获取到的温度值以及湿度值，对所述角速度以及所述加速度进行校正，以分别得到有效角速度以及有效加速度；
[0010]步骤四：根据所述当前运动的陆地冰壶的当前速度、所述有效角速度、所述有效加速度以及地面摩擦因素，模拟计算得到当前运动的陆地冰壶的运动轨迹；
[0011]步骤五：
[0012]判断所述当前运动的陆地冰壶的运动轨迹上是否存在其它静止的陆地冰壶；
[0013]步骤六：
[0014]若是，则模拟计算得到经碰撞之后静止的陆地冰壶的当前位置坐标，根据所述当前位置坐标计算得到对应的得分值，以完成陆地冰壶的完整运动状态的计算。
[0015]本专利技术提出一种陆地冰壶运动状态的计算方法，通过多个云台摄像机获取赛道图像信息，从赛道图像信息中提取得到赛道边界信息，并根据赛道边界信息进行虚拟建模以得到虚拟赛道区域，然后对在虚拟赛道区域内的多个陆地冰壶进行对象捕捉，结合温度以及湿度对角速度以及加速度进行校正，根据当前运动的陆地冰壶的当前速度、有效角速度、有效加速度以及地面摩擦因素，模拟计算得到当前运动的陆地冰壶的运动轨迹，以对陆地冰壶的运动进行精确地计算与预测。本专利技术提出的一种陆地冰壶运动状态的计算方法，可对陆地冰壶的运动轨迹进行较为精确地计算与仿真，从而使得运动员有更为深刻的认知与判断。
[0016]所述一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其中，在所述步骤一中，所述赛道边界信息包括多个节点标签，所述节点标签包括第一节点标签以及第二节点标签，所述第一节点标签位于所述虚拟赛道区域的外侧缘，所述第二节点标签位于所述虚拟赛道区域的内部，所述第一节点标签对应的为第一节点标签坐标，所述第二节点标签对应的为第二节点标签坐标，其中，从所述赛道边界信息进行虚拟建模以得到虚拟赛道区域的方法包括如下步骤：
[0017]根据从所述赛道图像信息中提取的多个所述第一节点标签坐标以确定所述虚拟赛道区域的第一边界，所述第一边界包括起点区、发球区、中线区、得分区以及终点区；
[0018]根据从所述赛道图像信息中提取的多个所述第二节点标签坐标以确定所述虚拟赛道区域的第二边界，所述第二边界包括得分定位区以及发球定位区；
[0019]其中，所述得分定位区位于所述得分区的内部，所述发球定位区位于所述发球区的内部，所述得分定位区以及所述发球定位区的形状为圆形，所述起点区、发球区、中线区、得分区以及终点区的形状均为方形。
[0020]所述一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其中，当所述角速度不为零时，在所述步骤三中，所述有效角速度的计算公式表示为：
[0021][0022]其中，ω
T
为所述有效角速度，ω
J
为角速度传感器获取到的当前运动的陆地冰壶对应的角速度，为温度校正系数，ε为湿度校正系数，T为温度传感器获取到的温度值，s为湿度传感器获取到的湿度值。
[0023]所述一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其中，在所述步骤三中，所述有效加速度的计算公式表示为：
[0024][0025]其中，a
T
为所述有效加速度，a
J
为加速度传感器获取到的当前运动的陆地冰壶对应的加速度，为温度校正系数，ε为湿度校正系数，T为温度传感器获取到的温度值，s为湿度传感器获取到的湿度值。
[0026]所述一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其中，当所述角速度不为零时，在所述步骤四中，当前运动的陆地冰壶的运动轨迹为曲线，对应的方程表示为：
[0027][0028]其中，为当前运动的陆地冰壶的曲线运动轨迹，为曲线轨迹状态下，未发生碰撞的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第一横向距离；
[0029][0030]v
qt
为作曲线运动的陆地冰壶在碰撞发生前的当前速度，γ为角速度偏转校正因素，ω
T
为有效角速度，ω
o
为基准角速度，为地面摩擦因素，g为重力加速度；
[0031][0032]μ
min
为冰壶赛道表面的最小摩擦因素，μ
max
为冰壶赛道表面的最大摩擦因素，f
r
为摩擦系数控制因子。
[0033]所述一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其中，当所述角速度不为零，且陆地冰壶的运动轨迹为曲线，在所述步骤六中，若所述当前运动的陆地冰壶的运动轨迹上存在其它静止的陆地冰壶，且二者之间发生碰撞时，所述方法还包括：
[0034]根据当前运动的陆地冰壶在发生碰撞前的瞬间对应的当前速度，当前运动的陆地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆地冰壶运动状态的计算方法，应用于陆地冰壶赛道以对陆地冰壶的运动状态进行监测并计算，其特征在于，在所述陆地冰壶赛道的侧缘设有多个云台摄像机，在所述陆地冰壶内设有微型处理器，与所述微型处理器电性连接的角速度传感器、加速度传感器、温度传感器与湿度传感器，多个所述云台摄像机以及所述微型处理器均与后台服务器之间存在数据传输，所述方法包括如下步骤：步骤一：通过多个所述云台摄像机获取赛道图像信息，从所述赛道图像信息中提取得到赛道边界信息，并根据所述赛道边界信息进行虚拟建模以得到虚拟赛道区域；步骤二：从所述赛道图像信息中，对在所述虚拟赛道区域内的多个陆地冰壶进行对象捕捉，并锁定当前运动的陆地冰壶，通过所述角速度传感器以及所述加速度传感器获取当前运动的陆地冰壶对应的角速度以及加速度；步骤三：根据所述温度传感器以及所述湿度传感器分别获取到的温度值以及湿度值，对所述角速度以及所述加速度进行校正，以分别得到有效角速度以及有效加速度；步骤四：根据所述当前运动的陆地冰壶的当前速度、所述有效角速度、所述有效加速度以及地面摩擦因素，模拟计算得到当前运动的陆地冰壶的运动轨迹；步骤五：判断所述当前运动的陆地冰壶的运动轨迹上是否存在其它静止的陆地冰壶；步骤六：若是，则模拟计算得到经碰撞之后静止的陆地冰壶的当前位置坐标，根据所述当前位置坐标计算得到对应的得分值，以完成陆地冰壶的完整运动状态的计算。2.根据权利要求1所述的一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述赛道边界信息包括多个节点标签，所述节点标签包括第一节点标签以及第二节点标签，所述第一节点标签位于所述虚拟赛道区域的外侧缘，所述第二节点标签位于所述虚拟赛道区域的内部，所述第一节点标签对应的为第一节点标签坐标，所述第二节点标签对应的为第二节点标签坐标，其中，从所述赛道边界信息进行虚拟建模以得到虚拟赛道区域的方法包括如下步骤：根据从所述赛道图像信息中提取的多个所述第一节点标签坐标以确定所述虚拟赛道区域的第一边界，所述第一边界包括起点区、发球区、中线区、得分区以及终点区；根据从所述赛道图像信息中提取的多个所述第二节点标签坐标以确定所述虚拟赛道区域的第二边界，所述第二边界包括得分定位区以及发球定位区；其中，所述得分定位区位于所述得分区的内部，所述发球定位区位于所述发球区的内部，所述得分定位区以及所述发球定位区的形状为圆形，所述起点区、发球区、中线区、得分区以及终点区的形状均为方形。3.根据权利要求1所述的一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其特征在于，当所述角速度不为零时，在所述步骤三中，所述有效角速度的计算公式表示为：其中，ω
T
为所述有效角速度，ω
J
为角速度传感器获取到的当前运动的陆地冰壶对应的
角速度，为温度校正系数，ε为湿度校正系数，T为温度传感器获取到的温度值，s为湿度传感器获取到的湿度值。4.根据权利要求1所述的一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述有效加速度的计算公式表示为：其中，a
T
为所述有效加速度，a
J
为加速度传感器获取到的当前运动的陆地冰壶对应的加速度，为温度校正系数，ε为湿度校正系数，T为温度传感器获取到的温度值，s为湿度传感器获取到的湿度值。5.根据权利要求4所述的一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其特征在于，当所述角速度不为零时，在所述步骤四中，当前运动的陆地冰壶的运动轨迹为曲线，对应的方程表示为：其中，为当前运动的陆地冰壶的曲线运动轨迹，为曲线轨迹状态下，未发生碰撞的陆地冰壶在冰壶赛道上沿中心线方向移动的第一横向距离；v
qt
为作曲线运动的陆地冰壶在碰撞发生前的当前速度，γ为角速度偏转校正因素，ω
T
为有效角速度，ω
o
为基准角速度，为地面摩擦因素，g为重力加速度；μ
min
为冰壶赛道表面的最小摩擦因素，μ
max
为冰壶赛道表面的最大摩擦因素，f
r
为摩擦系数控制因子。6.根据权利要求5所述的一种陆地冰壶运动状态的计算方法，其特征在于，当所述角速度不...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利，
申请(专利权)人：南昌工学院，
类型：发明
国别省市：