双向飞碟运动信息采集系统、处理方法和上位机技术方案

本申请适用于运动信息采集技术领域，提供了双向飞碟运动信息采集系统、处理方法和上位机。该系统中多个惯性传感器节点设置在运动员身体及枪体上，采集双向飞碟过程中运动员身体和枪体的运动信息；高速摄像机设置在运动员前侧，用于采集运动员整个双向飞碟射击过程的视频图像，高速摄像机与多个惯性传感器节点的时钟同步；上位机基于视频图像的采集时间确定运动员的各个射击阶段的阶段时间，根据阶段时间对运动信息进行射击阶段划分及射击动作分析。本申请通过高速摄像机采集的视频图像对惯性传感器节点采集的运动信息进行射击阶段划分，进而根据各个阶段的运动数据对运动员的动作进行分析和指导，能够提高动作分析的准确性。能够提高动作分析的准确性。能够提高动作分析的准确性。

【技术实现步骤摘要】
双向飞碟运动信息采集系统、处理方法和上位机


[0001]本申请属于运动信息采集
，尤其涉及双向飞碟运动信息采集系统、处理方法和上位机。

技术介绍

[0002]双向飞碟作为一种兼顾娱乐和健身性的运动，在世界范围内日益流行。通过不断的实地练习，增强双向飞碟的控制能力和精确度一直是运动员所追寻的目标。然而，由于双向飞碟本身的运动力学复杂性以及双向飞碟飞行过程中的瞬间变化，对双向飞碟过程的统计分析一直是非常困难的。如何能够准确快速地获取双向飞碟运动的相关数据，成为对整个双向飞碟过程进行分析的必要条件。
[0003]而现阶段对于该双向飞碟项目的训练以及提供，基本还停留在通过分析录像然后进行人为的调整。然而，这种训练模式精确度不高，存在较大的误差，只是在宏观上进行显著调整，对于提高运动员的双向飞碟水平效果比较有限。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了双向飞碟运动信息采集系统、处理方法和上位机。
[0005]本申请是通过如下技术方案实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种双向飞碟运动信息采集系统，包括多个惯性传感器节点、高速摄像机和上位机，所述高速摄像机和所述多个惯性传感器节点分别与所述上位机通信连接；所述多个惯性传感器节点设置在运动员身体的第一预设位置及枪体的第二预设位置上，用于采集在双向飞碟射击过程中运动员身体多个肢体的第一运动信息和枪体的第二运动信息，并将所述第一运动信息和所述第二运行信息发送给所述上位机；所述高速摄像机设置在运动员的右侧，用于采集运动员整个双向飞碟射击过程的视频图像，并将所述视频图像发送给所述上位机；其中，所述高速摄像机与所述多个惯性传感器节点的时钟同步；所述上位机基于所述视频图像的采集时间确定运动员的各个射击阶段的阶段时间，以及根据所述阶段时间对所述第一运动信息和所述第二运动信息进行射击阶段划分及射击动作分析。
[0007]本申请实施例，惯性传感器节点获取运动员的第一运动信息和枪体的第二运动信息，高速摄像机获取运动员在整个双向飞碟射击过程的视频图像，且高速摄像机与惯性传感器节点的时钟同步；上位机基于视频图像的采集时间确定运动员的各个射击阶段的阶段时间，以及根据阶段时间对第一运动信息和第二运动信息进行射击阶段划分及射击动作分析，从而能够通过高速摄像机采集的视频图像对惯性传感器节点采集的运动信息进行射击阶段划分，进而根据各个阶段的运动数据对运动员的动作进行分析和指导，相对于传统技术能够提高动作分析的准确性。
[0008]结合第一方面，在一些实施例中，所述第一预设位置包括：右手腕与拳面中部；右
小臂；右大臂；左大臂；左小臂；右肩肩胛外侧缘；左肩肩胛外侧缘；右髋外侧中点；左髋外侧中点；头部；所述第二预设位置包括：枪托和枪头。
[0009]结合第一方面，在一些实施例中，每个惯性传感器节点包括：惯性传感器、处理器、电源、通信模块和卡座，所述惯性传感器、所述通信模块和所述卡座均与所述处理器连接；所述电源用于为所述惯性传感器、所述处理器和所述通信模块供电；所述卡座用于放置存储卡，所述存储卡与所述处理器连接；所述通信模块用于接收所述上位机下发的指令，并将所述指令传送给所述处理器；所述处理器用于响应所述指令，控制所述惯性传感器采集运动信息，并将所述惯性传感器采集到的运动信息通过所述通信模块发送给所述上位机，以及将所述惯性传感器采集到的运动信息存储至所述存储卡。
[0010]结合第一方面，在一些实施例中，每个惯性传感器节点还包括指示灯，所述指示灯与所述处理器连接；在所述惯性传感器节点与所述上位机未建立通信连接时，所述处理器控制所述指示灯以第一工作方式工作；在所述惯性传感器节点与所述上位机建立通信连接后，所述处理器控制所述指示灯以第二工作方式工作；在所述惯性传感器节点向所述上位机发送运动信息时，所述处理器控制所述指示灯以第三工作方式工作。
[0011]结合第一方面，在一些实施例中，每个惯性传感器节点还包括Type C接口和线性稳压器，所述Type C接口与所述电源连接，所述电源通过所述线性稳压器为所述惯性传感器、所述处理器和所述通信模块供电。
[0012]结合第一方面，在一些实施例中，所述上位机基于所述视频图像的采集时间确定运动员各个射击阶段的阶段时间，包括：将所述视频图像按照240帧/秒的速度回放；响应用户输入的射击阶段划分操作，确定每个射击阶段的首帧图像的时间到末帧图像的时间，首帧图像的时间为对应射击阶段的起始时间，末帧图像的时间为对应射击阶段的结束时间；其中，单靶射击的射击阶段包括准备阶段、起枪阶段、运枪阶段和击发瞬间，双靶射击的射击阶段包括准备阶段、起枪阶段、一靶运枪阶段、随靶阶段、二靶运枪阶段和二靶击发瞬间。
[0013]双向飞碟的击发为瞬时时刻，以其首帧作为上一阶段的结束标志，其中，单靶射击的射击阶段包括准备阶段、起枪阶段、运枪阶段、击发瞬间；准备阶段：以运动员合枪后身体的相对静止为起点，以持枪手手腕开始活动的首帧为止点；起枪阶段：以运动员持枪手手腕开始活动的首帧为起点，枪托贴近脸颊为止点；运枪阶段：以运动员枪托贴近脸颊为起点，以击发首帧为止点；击发瞬间：以击发时的首帧作为击发瞬间。
[0014]双靶射击的射击阶段包括准备阶段、起枪阶段、一靶运枪阶段、随靶阶段、二靶运枪阶段；准备阶段：以运动员合枪后身体的相对静止为起点，以持枪手手腕开始活动的首帧为止点；起枪阶段：以运动员持枪手手腕开始活动的首帧为起点，枪托贴脸的首帧为止点；一靶运枪阶段：以运动员枪托贴脸的首帧为起点，以第一次击发的首帧为止点；随靶阶段：以运动员第一次击发的首帧为起点，以运动员反向运枪的首帧为止点；二靶运枪阶段：以运动员反向运枪的首帧为起点，以第二次击发的首帧为止点；二靶击发瞬间：以二靶击发时的首帧作为二靶击发瞬间。
[0015]结合第一方面，在一些实施例中，所述根据所述阶段时间对所述第一运动信息和所述第二运动信息进行射击阶段划分及射击动作分析，包括：根据每个射击阶段的起始时间和结束时间，从第一运动信息和第二运动信息中确定与该射击阶段对应的运动数据；基于该运动数据确定在每个射击阶段中运动员身体多个部位以及枪体在该射击阶段的加速
度和角速度。
[0016]结合第一方面，在一些实施例中，所述上位机还用于：根据运动员各个射击阶段的阶段时间，以及运动员身体多个部位以及枪体在该射击阶段的加速度和角速度，确定运动员在各个射击阶段的动作稳定性。
[0017]第二方面，本申请实施例提供了一种双向飞碟运动信息采集方法，包括：获取多个惯性传感器节点发送的第一运动信息和第二运动信息，所述多个惯性传感器节点设置在运动员身体的第一预设位置及枪体的第二预设位置上，所述第一运动信息为整个双向飞碟射击过程中运动员身体多个肢体的运动信息，第二运动信息为整个双向飞碟射击过程中枪体的运动信息；获取高速摄像机发送的运动员在整个双向飞碟射击过程的视频图像，所述高速摄像机与所述多个惯性传感器节点的时钟同步；基于所述视频图像的采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向飞碟运动信息采集系统，其特征在于，包括多个惯性传感器节点、高速摄像机和上位机，所述高速摄像机和所述多个惯性传感器节点分别与所述上位机通信连接；所述多个惯性传感器节点设置在运动员身体的第一预设位置及枪体的第二预设位置上，用于采集在双向飞碟射击过程中运动员身体多个肢体的第一运动信息和枪体的第二运动信息，并将所述第一运动信息和所述第二运行信息发送给所述上位机；所述高速摄像机设置在运动员的右侧，用于采集运动员整个双向飞碟射击过程的视频图像，并将所述视频图像发送给所述上位机；其中，所述高速摄像机与所述多个惯性传感器节点的时钟同步；所述上位机基于所述视频图像的采集时间确定运动员的各个射击阶段的阶段时间，以及根据所述阶段时间对所述第一运动信息和所述第二运动信息进行射击阶段划分及射击动作分析。2.如权利要求1所述的双向飞碟运动信息采集系统，其特征在于，所述第一预设位置包括：右手腕与拳面中部；右小臂；右大臂；左大臂；左小臂；右肩肩胛外侧缘；左肩肩胛外侧缘；右髋外侧中点；左髋外侧中点；头部；所述第二预设位置包括：枪托和枪头。3.如权利要求1所述的双向飞碟运动信息采集系统，其特征在于，每个惯性传感器节点包括：惯性传感器、处理器、电源、通信模块和卡座，所述惯性传感器、所述通信模块和所述卡座均与所述处理器连接；所述电源用于为所述惯性传感器、所述处理器和所述通信模块供电；所述卡座用于放置存储卡，所述存储卡与所述处理器连接；所述通信模块用于接收所述上位机下发的指令，并将所述指令传送给所述处理器；所述处理器用于响应所述指令，控制所述惯性传感器采集运动信息，并将所述惯性传感器采集到的运动信息通过所述通信模块发送给所述上位机，以及将所述惯性传感器采集到的运动信息存储至所述存储卡。4.如权利要求3所述的双向飞碟运动信息采集系统，其特征在于，每个惯性传感器节点还包括指示灯，所述指示灯与所述处理器连接；在所述惯性传感器节点与所述上位机未建立通信连接时，所述处理器控制所述指示灯以第一工作方式工作；在所述惯性传感器节点与所述上位机建立通信连接后，所述处理器控制所述指示灯以第二工作方式工作；在所述惯性传感器节点向所述上位机发送运动信息时，所述处理器控制所述指示灯以第三工作方式工作。5.如权利要求3所述的双向飞碟运动信息采集系统，其特征在于，每个惯性传感器节点还包括Type C接口和线性稳压器，所述Type C接口与所述电源连接，所述电源通过所述线性稳压器为所述惯性传感器、所述处理器和所述通信模块供电。6.如权利要求1所述的双向飞碟运动信息采集系统，其特征在于，所述上位机基于所述视频图像的采集时间确定运动员各个射击阶段的阶段时间，包括：将所述视频图像按照240帧/秒的速度回放；响应用户输入的射击阶段划分操...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅博，冯倬，潘癸名，蔡亚林，彭多宝，乔璐，
申请(专利权)人：河北师范大学，
类型：发明
国别省市：