一種智能球場系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能運(yùn)動系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種智能球場系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，智能設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。智能設(shè)備受到如此追捧的一個(gè)主要原因在于，面向智能設(shè)備的軟件應(yīng)用開發(fā)與發(fā)布生態(tài)系統(tǒng)的形成。每天都有數(shù)以百計(jì)的新應(yīng)用流入市場，不斷促進(jìn)著該生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化。但是，在這數(shù)量龐大的軟件應(yīng)用中，以純軟件或網(wǎng)頁應(yīng)用為主流，對智能設(shè)備內(nèi)部的各類傳感器(重力傳感器、陀螺儀、磁力計(jì)、全球定位系統(tǒng)等)的使用僅限于地圖和游戲等。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中也有將智能設(shè)備運(yùn)用于運(yùn)動中，如專利CN102779319 A，將智能監(jiān)控系統(tǒng)用于戶外運(yùn)動，但是該智能系統(tǒng)只是在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各個(gè)客戶端的信息共享及導(dǎo)航定位等模塊，主要運(yùn)用于單個(gè)或多個(gè)戶外運(yùn)動者。
[0004]對于足球、籃球或排球等高強(qiáng)度、大負(fù)荷的比賽項(xiàng)目，要求運(yùn)動員在跑動中，通過準(zhǔn)確發(fā)揮個(gè)人和集體的戰(zhàn)術(shù)水平，達(dá)到戰(zhàn)勝對手的目的。對于這種團(tuán)體運(yùn)動，如何在訓(xùn)練和比賽中準(zhǔn)確記錄和分析各個(gè)球員在一場比賽或訓(xùn)練中每個(gè)球員的每次動作，分析和記錄結(jié)果的偏差直接影響球員的訓(xùn)練結(jié)果，因此，如何準(zhǔn)確獲取運(yùn)動員在訓(xùn)練和比賽中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，是提尚運(yùn)動員專項(xiàng)能力的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提出一種采集球類的運(yùn)動中智能球和球員的相關(guān)運(yùn)動數(shù)據(jù)，從而為提高運(yùn)動員專項(xiàng)能力提供數(shù)據(jù)支持的智能球場系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)獲取方法。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種智能球場系統(tǒng)，包括若干穿戴設(shè)備、若干定位基站、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器，該若干定位基站分布于球場不同位置，該定位基站與網(wǎng)關(guān)為有線或無線連接，該網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器為有線或無線連接，其特征在于:還包括智能球，該智能球內(nèi)設(shè)有第一 UWB標(biāo)簽用于廣播自身識別碼和運(yùn)動信息至定位基站；每個(gè)穿戴設(shè)備均安裝有第二 UWB標(biāo)簽，該第二 UWB標(biāo)簽用于廣播自身識別碼、運(yùn)動信息至定位基站；每個(gè)定位基站均設(shè)有UWB收發(fā)裝置、微控制器、時(shí)鐘裝置和數(shù)據(jù)通信裝置，該微控制器控制UWB收發(fā)裝置接收智能球和穿戴設(shè)備發(fā)送的信息并添加來自時(shí)鐘裝置的時(shí)間戳，經(jīng)數(shù)據(jù)通信裝置發(fā)送至網(wǎng)關(guān)；該服務(wù)器接收網(wǎng)關(guān)上傳的信息并采用時(shí)間差定位方法計(jì)算得到智能球和各個(gè)穿戴設(shè)備的位置及運(yùn)動軌跡。
[0008]優(yōu)選的，所述第一 UWB標(biāo)簽包括第一微控制單元、第一六軸慣性傳感器、第一時(shí)鐘單元、第一存儲裝置和第一 UWB無線收發(fā)單元；該第一六軸慣性傳感器與第一微控制單元相連用于檢測智能球的運(yùn)動信息，該第一時(shí)鐘單元與第一微控制單元相連用于提供時(shí)鐘信號；該第一存儲裝置與第一微控制單元相連用于臨時(shí)存儲運(yùn)動信息；該第一 UWB無線收發(fā)單元用于廣播自身識別碼和運(yùn)動信息。
[0009]優(yōu)選的，所述智能球還設(shè)有電池裝置和無線充電接收裝置，該無線充電接收裝置與電池裝置相連以實(shí)現(xiàn)無線充電，該電池裝置與所述第一 UWB標(biāo)簽相連以供電。
[0010]優(yōu)選的，所述第二 UWB標(biāo)簽包括第二微控制單元、第二六軸慣性傳感器、第二時(shí)鐘單元、第二存儲裝置和第二 UWB無線收發(fā)單元；該第二六軸慣性傳感器與第二微控制單元相連用于檢測智能球的運(yùn)動信息，該第二時(shí)鐘單元與第二微控制單元相連用于提供時(shí)鐘信號；該第二存儲裝置與第二微控制單元相連用于臨時(shí)存儲運(yùn)動信息；該第二 UWB無線收發(fā)單元用于廣播自身識別碼和運(yùn)動信息。
[0011]優(yōu)選的，所述穿戴設(shè)備還設(shè)有電池裝置和無線充電接收裝置，該無線充電接收裝置與電池裝置相連以實(shí)現(xiàn)無線充電，該電池裝置與所述第二 UWB標(biāo)簽和身體信息采集裝置相連以供電。
[0012]優(yōu)選的，所述穿戴設(shè)備還設(shè)有身體信息采集裝置，該身體信息采集裝置與第二 UWB標(biāo)簽相連以采集體能狀態(tài)信息并送至所述定位基站。
[0013]優(yōu)選的，所述服務(wù)器通過接收到的智能球或穿戴設(shè)備的自身識別碼獲取其運(yùn)動信息及對應(yīng)的時(shí)間戳，根據(jù)時(shí)間戳對比信息到達(dá)不同基站的時(shí)間或時(shí)間差來確定智能球或穿戴設(shè)備的位置，并結(jié)合運(yùn)動信息得到運(yùn)動軌跡。
[0014]優(yōu)選的，設(shè)定其中一所述定位基站按預(yù)設(shè)周期發(fā)送時(shí)間同步信號，其余定位基站、智能球和穿戴設(shè)備接收該時(shí)間同步信號后校準(zhǔn)對應(yīng)的時(shí)鐘裝置，從而維持時(shí)間同步。
[0015]優(yōu)選的，預(yù)先對智能球與若干穿戴設(shè)備的廣播順序進(jìn)行設(shè)定，并預(yù)設(shè)最大空閑時(shí)間；智能球或穿戴設(shè)備均監(jiān)聽其它裝置并等待其廣播順序到達(dá)時(shí)廣播，并在廣播后重置最大空閑時(shí)間。
[0016]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)通信裝置包括WIFI單元或LAN單元或3G數(shù)據(jù)機(jī)或4G數(shù)據(jù)機(jī)或USB接口中的一種或多種。
[0017]—種球類運(yùn)動數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于:在球體內(nèi)安裝第一 UWB標(biāo)簽，讓球員配帶具有第二 UWB標(biāo)簽和身體信息采集裝置的穿戴設(shè)備，并在球場設(shè)置若干個(gè)定位基站，設(shè)定其中一定位基站按預(yù)設(shè)周期發(fā)布時(shí)間同步信號；具體數(shù)據(jù)獲取步驟如下:
[0018]I)球體或穿戴設(shè)備判斷是否接收到時(shí)間同步信號，若是，則執(zhí)行時(shí)間同步；若否，則判斷是否到達(dá)廣播時(shí)隙，若是，則球體通過第一 UWB標(biāo)簽發(fā)送自身識別碼和運(yùn)動信息，穿戴設(shè)備通過第二 UWB標(biāo)簽廣播自身識別碼、運(yùn)動信息和體能狀態(tài)信息至定位基站；
[0019]2)定位基站判斷是否接收到時(shí)間同步信號，若是，則執(zhí)行時(shí)間同步；若否，則判斷是否接收到球體或穿戴設(shè)備發(fā)送的信息，若是，則將信息添加時(shí)間戳后經(jīng)網(wǎng)關(guān)上傳至服務(wù)器;
[0020]3)服務(wù)器采用時(shí)間差定位方法計(jì)算得到智能球和各個(gè)穿戴設(shè)備的位置及運(yùn)動軌跡。
[0021]優(yōu)選的，在步驟3)中，所述服務(wù)器通過接收到的智能球或穿戴設(shè)備的自身識別碼獲取其運(yùn)動信息及對應(yīng)的時(shí)間戳，根據(jù)時(shí)間戳對比信息到達(dá)不同基站的時(shí)間或時(shí)間差來確定智能球或穿戴設(shè)備的位置，并結(jié)合運(yùn)動信息得到運(yùn)動軌跡。
[0022]優(yōu)選的，所述身體信息采集裝置采集得到體能狀態(tài)信息，該體能狀態(tài)信息包括心電圖、心率、肌電。
[0023]—種球類運(yùn)動數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于:在球體內(nèi)安裝第一 UWB標(biāo)簽，讓球員配帶具有第二 UWB標(biāo)簽和身體信息采集裝置的穿戴設(shè)備，并在球場設(shè)置若干個(gè)定位基站，設(shè)定其中一定位基站按預(yù)設(shè)周期發(fā)布時(shí)間同步信號，并對智能球與若干穿戴設(shè)備的廣播順序進(jìn)行設(shè)定，并預(yù)設(shè)最大空閑時(shí)間；具體數(shù)據(jù)獲取步驟如下:
[0024]I)球體或穿戴設(shè)備判斷最大空閑時(shí)間是否到達(dá)，若是，則隨機(jī)延遲后，球體發(fā)送自身識別碼和運(yùn)動信息，穿戴設(shè)備廣播自身識別碼、運(yùn)動信息和體能狀態(tài)信息至定位基站廣播，重置最大空閑時(shí)間；若否則監(jiān)聽前一廣播順序裝置是否完成廣播，若是則球體發(fā)送自身識別碼和運(yùn)動信息，穿戴設(shè)備廣播自身識別碼、運(yùn)動信息和體能狀態(tài)信息至定位基站，重置最大空閑時(shí)間，若否，則重復(fù)該步驟；
[0025]2)定位基站判斷是否接收到時(shí)間同步信號，若是，則執(zhí)行時(shí)間同步；若否，則判斷是否接收到球體或穿戴設(shè)備發(fā)送的信息，若是，則將信息添加時(shí)間戳后經(jīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送至服務(wù)器;
[0026]3)服務(wù)器采用時(shí)間差定位方法計(jì)算得到智能球和各個(gè)穿戴設(shè)備的位置及運(yùn)動軌跡。
[0027]優(yōu)選的，在步驟3)中，所述服務(wù)器通過接收到的智能球或穿戴設(shè)備的自身識別碼獲取其運(yùn)動信息及對應(yīng)的時(shí)間戳，根據(jù)時(shí)間戳對比信息到達(dá)不同基站的時(shí)間或時(shí)間差來確定智能球或穿戴設(shè)備的位置，并結(jié)合運(yùn)動信息得到運(yùn)動軌跡。
[0028]優(yōu)選的，所述身體信息采集裝置采集得到體能狀態(tài)信息，該體能狀態(tài)信息包括心電圖、心率、肌電。
[0029]由上述對本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0030]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，采用智能球、穿戴設(shè)備、定位基站、服務(wù)器等實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地獲取智能球和具有穿戴設(shè)備的球員的各項(xiàng)運(yùn)動數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動定位及軌跡追蹤，作為運(yùn)動訓(xùn)練或比賽中各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析及后期訓(xùn)練的依據(jù)，用戶還可通過移動設(shè)備(手機(jī)、筆記本、平板電腦等終端)從服務(wù)器下載訓(xùn)練或比賽數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明智能球的模塊圖；
[0032]圖2為本發(fā)明穿戴設(shè)備的模塊圖；
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