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CN108939390A - 蹦床运动员落点位置检测系统 - Google Patents

蹦床运动员落点位置检测系统 Download PDF

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CN108939390A
CN108939390A CN201811112358.8A CN201811112358A CN108939390A CN 108939390 A CN108939390 A CN 108939390A CN 201811112358 A CN201811112358 A CN 201811112358A CN 108939390 A CN108939390 A CN 108939390A
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CN
China
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drop point
grating sensor
axis
sportsman
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
CN201811112358.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杨建勋
鲁通
杨炜
陈月陵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Branch Of Institute Of Electrical Engineering Chinese Academy Of Sciences
Original Assignee
Wuxi Branch Of Institute Of Electrical Engineering Chinese Academy Of Sciences
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Publication date
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B5/00—Apparatus for jumping
    • A63B5/11—Trampolines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
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  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
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  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种蹦床定位检测装置，X轴光栅传感器和Y轴光栅传感器分别用于检测蹦床运动员的X轴和Y轴落点位置，通过坐标定位，实现落点坐标的判定。数据处理电路用于读取光栅传感器的输出信号，判断出落点位置，并将数据存储在存储电路中。电源电路为光栅传感器、数据处理电路和输出显示电路提供电源，保证检测系统的正常运行。输出显示电路用于将落点位置进行放大显示，同时将落点数据上传到监控系统中。本发明采用激光检测的方式实现运动员在蹦床网面的落点检测，通过数据采集和算法处理，计算出具体的落点位置。同现有技术相比，本发明具有系统成本低、检测精度高、运行可靠等优点。

Description

蹦床运动员落点位置检测系统
技术领域
本发明属于定位检测领域，特别涉及一种用于蹦床训练时的人体落点定位检测装置。
背景技术
蹦床作为一种竞技、观赏和艺术性的运动项目，在我国收到了广泛的欢迎。蹦床比赛过程中一套动作由10个动作组成，运动员需要早40秒左右的时间完成，时间短、强度大，因此，需要在训练的过程中严格控制落点和重心的位置。
目前，为提高运动员的动作完成质量，常用的检测方法主要采用录像解析法。录像解析法通过镜头呈60度夹角的高速摄像机对运动员的动作进行同步拍摄，通过后台软件处理，计算出运动员的落点位置，这种方式常见于各种大型比赛。由于高速摄像机和后台处理软件的成本较高，难以在训练过程中全面推广。因此，需要发明一种检测精度高、成本低、数据可靠性高的蹦床落点位置检测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种蹦床定位检测装置，其利用X轴光栅传感器和Y轴光栅传感器实现运动员落点坐标检测，通过数据处理电路对获取的坐标数据进行修正，将获取的坐标数据上传到监控平台，实现运动员训练过程中的远程指导，提高运动员的训练效率。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种蹦床定位检测装置，其特征在于：包括X轴光栅传感器、Y轴光栅传感器、数据处理电路、电源电路、存储电路和输出显示电路。
X轴光栅传感器用于测量蹦床运动员X轴落点坐标，Y轴光栅传感器用于测量蹦床运动员Y轴落点坐标，数据处理电路用于读取光栅传感器输出的坐标信号，电源电路用于蹦床运动员落点位置检测系统的供电，存储电路用于存储每次运动员的落点坐标位置，输出显示电路用于将运动员落点位置进行放大显示并将数据上传到监控平台。
X轴光栅传感器和Y轴光栅传感器采用分辨率高和扫描频率快的测量光幕，其中，X轴光栅传感器采用多组测量光幕拼接而成。
数据处理电路采用PLC或者微处理芯片开发而成，数据处理电路通过读取光栅传感器的输出信号，获取运动员落点位置坐标并对坐标数据进行存储。
输出显示电路包括液晶显示屏幕和上位机通信接口，液晶显示屏幕用于将运动员的落点位置放大显示。输出显示电路通过通信电缆和监控平台相连接，数据采用通信方式上传至监控平台。
X轴光栅传感器和Y轴光栅传感器采用层状排列的安装顺序，实现对运动员落点最低位置检测。
数据处理电路具有时间补偿功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用光栅传感器实现运动员落点位置的检测，大幅度降低了检测设备的硬件成本。通过数据处理电路的时间补偿计算，提高了落点位置的检测精度。数据处理电路将落点位置数据上传至监控平台，提高了教练的工作效率。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的安装布局图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种蹦床定位检测装置，包括X轴光栅传感器1、Y轴光栅传感器2、数据处理电路3、电源电路4、存储电路5和输出显示电路6。
X轴光栅传感器1用于测量蹦床运动员X轴落点坐标，Y轴光栅传感器2用于测量蹦床运动员Y轴落点坐标，数据处理电路3用于读取光栅传感器输出的坐标信号，电源电路4用于蹦床运动员落点位置检测系统的供电，存储电路5用于存储运动员的落点坐标位置，输出显示电路6用于将运动员落点位置进行放大显示并将数据上传到监控平台。
X轴光栅传感器1和Y轴光栅传感器2采用层状排列的安装顺序，实现对运动员落点和最低位置检测。
数据处理电路3采用PLC或者微处理芯片开发而成，数据处理电路3通过读取光栅传感器的输出坐标信号。数据处理电路具有时间补偿功能，通过计算采样时间间隔，对落点的坐标数据进行补偿。
数据处理电路3通过数据总线将运动员落点坐标信息写入存储电路5的指定寄存器中。存储电路应满足10万次以上的数据存储。
输出显示电路4包括液晶显示屏幕和上位机通信接口，液晶显示屏幕用于将运动员的落点位置放大显示。输出显示电路通过通信电缆和监控平台相连接，数据采用通信方式上传至监控平台。
运动员训练时，教练通过监控平台同时监测多名运动员的训练状态，根据上传到监测平台的落点数据，对运动员的训练进行针对性指导。
本发明的安装布局图如图2所示，设定蹦床的一个角落为坐标原点(0,0)，选取分辨率高和扫描频率快的测量光幕作为X轴光栅传感器1和Y轴光栅传感器2。
由于实际测量光幕的长度一般不超过2米，蹦床X轴光栅传感器1采用多组光幕拼接而成。
光幕紧贴在蹦床的边沿进行安装，蹦床相对的两个边框分别安装光栅传感器的发射模块和接收模块，发射模块和接收模块处于同一水平高度。供电和信号传输电缆采用多芯屏蔽电缆，电缆的屏蔽层连接至大地。
光栅传感器的外表采用软质材料包裹，通过螺丝固定在蹦床的四周。
当运动员下落触网时，光幕的部分光线被遮挡。X轴光栅传感器1和Y轴光栅传感器2获取落点的位置坐标，并将坐标信息通过信号电缆上传至数据处理电路3。
以上所述仅为本发明部分实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改和同等替换改进等，均应包含在本发明的保护之列。

Claims (7)

1.一种蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：包括X轴光栅传感器(1)、Y轴光栅传感器(2)、数据处理电路(3)、电源电路(4)、存储电路(5)和输出显示电路(6)。
2.根据权利要求1所述的蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：所述的X轴光栅传感器(1)用于测量蹦床运动员X轴落点坐标，Y轴光栅传感器(2)用于测量蹦床运动员Y轴落点坐标，数据处理电路(3)用于读取光栅传感器输出的坐标信号，电源电路(4)用于蹦床运动员落点位置检测系统的供电，存储电路(5)用于存储每次运动员的落点坐标位置，输出显示电路(6)用于将运动员落点位置进行放大显示并将数据上传到监控平台。
3.根据权利要求1所述的蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：所述X轴光栅传感器(1)和Y轴光栅传感器(2)采用分辨率高和扫描频率快的测量光幕，其中，X轴光栅传感器(1)采用多组测量光幕拼接而成。
4.根据权利要求1所述的蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：所述数据处理电路(3)采用PLC或者微处理芯片开发而成，数据处理电路(3)通过读取光栅传感器的输出信号，获取运动员落点位置坐标，通过存储电路(5)对坐标数据进行存储。
5.根据权利要求1所述的蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：所述输出显示电路(6)包括液晶显示屏幕和上位机通信接口，液晶显示屏幕用于将运动员的落点位置放大显示，输出显示电路(6)通过通信电缆和监控平台相连接，数据采用通信方式上传至监控平台。
6.根据权利要求3所述的蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：所述X轴光栅传感器(1)和Y轴光栅传感器(2)采用层状排列的安装顺序，实现对运动员落点最低位置检测。
7.根据权利要求4所述的蹦床运动员落点位置检测系统，其特征在于：所述数据处理电路(3)具有时间补偿功能，有效降低因测量时间延迟造成的数据误差。
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