舟艇模拟训练方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种舟艇模拟训练方法，包括如下步骤：(1)将真实舟艇放置在水面上或可滑动的平面上，舟艇传感装置连接于舟尾与系泊装置之间；(2)获取舟艇传感装置测得的实时拉力，计算模拟舟艇的实时速度；(3)确定模拟舟艇的偏转角度；(4)根据模拟舟艇的实时速度和偏转角度，计算出模拟舟艇的航行轨迹；(5)更新模拟舟艇在虚拟场景中的航行轨迹。上述舟艇模拟训练方法，通过采集真实舟艇的实时航行参数，计算出模拟舟艇的航行轨迹，然后实时更新模拟舟艇在虚拟场景中的航行轨迹，模拟出真实舟艇在水上航行时的状态，增强了舟艇模拟训练的互动感和趣味性。本发明专利技术同时公开了用于实现上述舟艇模拟训练方法的系统。艇模拟训练方法的系统。艇模拟训练方法的系统。

【技术实现步骤摘要】
舟艇模拟训练方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种适用于龙舟、赛艇、皮划艇或其他舟艇船模拟训练的舟艇模拟训练方法，同时涉及一种适用于龙舟、赛艇、皮划艇或其他舟艇船模拟训练的舟艇模拟训练系统。

技术介绍

[0002]龙舟在我国是一个历史悠久的传统体育项目，现在已经被国家体育总局列为体育比赛项目。赛艇和皮划艇作为奥运比赛项目，在国内外也都很受重视。为了在龙舟比赛、赛艇比赛、皮划艇或其他舟艇船比赛中取得好成绩，龙舟、赛艇、皮划艇或其他舟艇船(以下统称舟艇)项目的经常训练是必不可少的。
[0003]比赛选手在日常训练过程中一般采用水上实际训练和陆地模拟训练两种形式。对于水上实际训练来说，天气和距离等原因经常对日常训练造成一些困难。对于陆地模拟训练而言，现有的训练器材真实互动感不够强，趣味性不够强，而且提供的数据没有或不多，专业性也不够。
[0004]专利号为ZL 201711288588.5的中国专利技术专利对此作出了改进，提供了一种龙舟划桨桨频及力量平衡测试器。上述龙舟划桨桨频及力量平衡测试器，包括模拟桨、测试舟、水池和检测单元，测试舟漂浮在水池内，测试舟两侧均排列若干个坐垫，检测单元固定在水池壁上，检测单元包括测试块、第一压力传感器、第二压力传感器、连杆、微处理器和显示屏，测试块两端均活动卡接在水池两侧壁上，测试块两端与水池壁接触面分别固定有第一、二压力传感器，第一、二压力传感器分别检测测试块两端所受压力并均与微处理器电连接，连杆与测试块和测试舟尾部铰接。模拟桨中包含压力和倾角传感器。上述专利技术专利所提供的龙舟划桨桨频及力量平衡测试器，能够适用于单人或多人协同划桨的桨频、力量及平衡测试，为协同划桨训练提供数据参考。但是，上述专利技术专利所提供的龙舟划桨桨频及力量平衡测试器，缺乏与模拟舟艇软件的互动。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种舟艇模拟训练方法，适用于龙舟、赛艇、皮划艇或其他舟艇船的模拟训练。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种舟艇模拟训练系统，用于实现上述舟艇模拟训练方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用下述的技术方案：
[0008]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种舟艇模拟训练方法，包括如下步骤：
[0009](1)将真实舟艇放置在水面上或可滑动的平面上，舟艇传感装置连接于舟尾与系泊装置之间；
[0010](2)获取舟艇传感装置测得的真实舟艇与系泊装置间的实时拉力，计算模拟舟艇的实时速度；
[0011](3)确定模拟舟艇的偏转角度；
[0012](4)根据模拟舟艇的实时速度和偏转角度，计算出模拟舟艇的航行轨迹；
[0013](5)实时更新模拟舟艇在虚拟场景中的航行轨迹。
[0014]其中较优地，在步骤(2)中，根据所述龙舟传感装置测得的真实舟艇的偏转角度确定所述模拟舟艇的偏转角度；或者，使用模拟舟艇的默认偏转角度作为所述模拟舟艇的偏转角度，其中，所述模拟舟艇的默认偏转角度为0度。
[0015]其中较优地，所述舟艇模拟训练方法还包括步骤(6)：获取每个桨传感装置测得的划桨的速度、频率或角度中的至少一种，更新模拟舟艇上对应虚拟人物划桨的速度、频率或角度中的至少一种，两者分别相等。
[0016]其中较优地，所述舟艇模拟训练方法还包括步骤(7)：判断每个桨传感装置测得的频率是否与鼓点测量装置测得的击鼓频率和/或所有选手划桨的平均频率一致，如果频率不一致时，对外输出提示。
[0017]其中较优地，在步骤(7)中，使用每个桨传感装置测得的实时频率p
i
(t)与由鼓点测量装置测得的击鼓频率P(t)所确定的第一频率阈值范围[P(t)-p，P(t)+p]进行比较，p为某一频率值；当每个桨传感装置测得的实时频率p
i
(t)超出第一频率阈值范围时，判断对应选手的划桨频率与鼓点测量装置测得的击鼓频率不一致；
[0018]使用每个桨传感装置测得的实时频率p
i
(t)与由所有选手划桨的平均频率所确定的第二频率阈值范围进行比较，p为某一频率值；当每个桨传感装置测得的实时频率超出第二频率阈值范围时，判断对应选手的划桨频率与所有选手划桨的平均频率不一致。
[0019]其中较优地，所述舟艇模拟训练方法还包括步骤(8)：同时在虚拟场景中显示多个模拟舟艇的航行轨迹，其中，部分或全部模拟舟艇的航行轨迹分别由多艘真实舟艇的实时航行轨迹确定，其余模拟舟艇的航行轨迹使用系统中存储的航行轨迹或者使用事先设定的轨迹数据。
[0020]其中较优地，在步骤(2)中，使用如下公式计算模拟舟艇的速度v(t)：
[0021]F(t)-f(t)＝m
×
a(t)
[0022][0023]f(t)＝λ
×
v(t)2[0024]其中，F(t)为舟艇传感装置测到的实时拉力，f(t)为模拟舟艇在水面行驶的阻力，m为真实舟艇和舟艇上所有选手的总质量，a(t)为模拟舟艇行驶的加速度，v(t)为模拟舟艇的速度，v0为模拟舟艇的初始速度，t为模拟舟艇从初始时刻0开始航行的时间,λ为模拟舟艇阻力系数。
[0025]其中较优地，在步骤(4)中，根据模拟舟艇的实时速度v(t)和偏转角度θ，计算模拟舟艇的航行轨迹的公式如下：
[0026][0027][0028]其中，从舟艇指向水池的正前方设为X轴，水平面内与X轴垂直的为Y轴，θ为真实舟艇舟身中轴线(从舟尾指向舟头)与X轴的夹角；Dx(t)为模拟舟艇在虚拟场景中的实时位置在X轴的分量，Dx0为初始位置在X轴的分量；Dy(t)为模拟舟艇在虚拟场景中的实时位置在Y轴的分量，Dy0为初始位置在Y轴的分量。
[0029]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种舟艇模拟训练系统，用于实现上述舟艇模拟训练方法，包括一艘或多艘真实舟艇、一个或多个舟艇传感装置、控制主机、声音输出装置和图像输出装置，其中，
[0030]所述舟艇用于放置在水面上，或者，所述舟艇用于放置在可滑动的平面上；
[0031]在每艘舟艇的舟尾与所述舟艇的系泊装置间连接有所述舟艇传感装置，所述舟艇传感装置与所述控制主机通过有线或无线的方式实现数据交互；
[0032]所述控制主机分别与声音输出装置和图像输出装置连接；
[0033]所述控制主机包括控制模块、航迹处理模块和存储模块；
[0034]其中，控制模块用于实现各模块的协调工作；航迹处理模块用于根据舟艇传感装置测得的实时拉力计算模拟舟艇的速度，并根据舟艇传感装置测得的真实舟艇的偏转角度或使用默认偏转角度确定模拟舟艇的偏转角度，然后根据模拟舟艇的实时速度和偏转角度，计算出模拟舟艇的航行轨迹；控制模块根据航迹处理模块计算出的模拟舟艇的航行轨迹，控制图像输出装置对虚拟场景中的模拟舟艇的航行轨迹进行实时更新和显示，并控制声音输出装置播放多种声音和音乐；所述存储模块用于存储所有真实龙舟的航行状态参数及所述航迹处理模块计算出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种舟艇模拟训练方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将真实舟艇放置在水面上或可滑动的平面上，舟艇传感装置连接于舟尾与系泊装置之间；(2)获取舟艇传感装置测得的真实舟艇与系泊装置间的实时拉力，计算模拟舟艇的实时速度；(3)确定模拟舟艇的偏转角度；(4)根据模拟舟艇的实时速度和偏转角度，计算出模拟舟艇的实时航行轨迹；(5)使用模拟舟艇的实时航行轨迹更新模拟舟艇在虚拟场景中的航行轨迹。2.如权利要求1所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于：在步骤(2)中，根据所述龙舟传感装置测得的真实舟艇的偏转角度确定所述模拟舟艇的偏转角度；或者，使用模拟舟艇的默认偏转角度作为所述模拟舟艇的偏转角度，其中，所述模拟舟艇的默认偏转角度为0度。3.如权利要求1所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于还包括步骤(6)：获取每个桨传感装置测得的速度、频率或角度中的至少一种，更新模拟舟艇上对应虚拟人物划桨的速度、频率或角度中的至少一种，两者分别相等。4.如权利要求3所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于还包括步骤(7)：判断每个桨传感装置测得的频率是否与鼓点测量装置测得的击鼓频率和/或所有选手划桨的平均频率一致，如果频率不一致时，对外输出提示。5.如权利要求4所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于：在步骤(7)中，使用每个桨传感装置测得的实时频率p
i
(t)与由鼓点测量装置测得的击鼓频率P(t)所确定的第一频率阈值范围[P(t)-p，P(t)+p]进行比较，p为某一频率值；当每个桨传感装置测得的实时频率p
i
(t)超出第一频率阈值范围时，判断对应选手的划桨频率与鼓点测量装置测得的击鼓频率不一致；使用每个桨传感装置测得的实时频率p
i
(t)与由所有选手划桨的平均频率所确定的第二频率阈值范围进行比较，p为某一频率值；当每个桨传感装置测得的实时频率超出第二频率阈值范围时，判断对应选手的划桨频率与所有选手划桨的平均频率不一致。6.如权利要求1所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于还包括步骤(8)：同时在虚拟场景中显示多个模拟舟艇的航行轨迹，其中，部分或全部模拟舟艇的航行轨迹分别由多艘真实舟艇的实时航行状态所对应的的航行轨迹确定，其余模拟舟艇的航行轨迹使用系统中存储的航行轨迹或者使用事先设定的轨迹数据。7.如权利要求1所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于：在步骤(2)中，使用如下公式计算模拟舟艇的速度v(t)：F(t)-f(t)＝m
×
a(t)f(t)＝λ
×
v(t)2其中，F(t)为舟艇传感装置测到的实时拉力，f(t)为模拟舟艇在水面行驶的阻力，m为
真实舟艇和选手的总质量，a(t)为模拟舟艇行驶的加速度，v(t)为模拟舟艇的速度，v0为模拟舟艇的初始速度，t为模拟舟艇从初始时刻开始航行的时间,λ为模拟舟艇阻力系数。8.如权利要求1所述的舟艇模拟训练方法，其特征在于：在步骤(4)中，根据模拟舟艇的实时速度v(t)和偏转角度θ，计算模拟舟艇的航行轨迹的公式如下：...

【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无锡高派科技有限公司，
类型：发明
国别省市：