本發(fā)明涉及體育運動器械領(lǐng)域，尤其是一種搏擊運動的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前市面上的拳擊訓(xùn)練設(shè)備，均無法統(tǒng)計運動員的訓(xùn)練成效，運動員的出拳姿態(tài)，力度均由運動員與教練員自我感覺；缺乏科學(xué)的搏擊效能測量及運動量定量評估依據(jù)。

傳統(tǒng)的拳擊評測系統(tǒng)，通常將采集數(shù)據(jù)的裝置安裝于沙袋上，使得安裝難度增加，或者是安裝于手套上，但是采集數(shù)據(jù)的模塊采用壓力傳感器，需要接觸才能采集到有效數(shù)據(jù)，此方式不僅不夠準確，而且當數(shù)據(jù)模塊為硬質(zhì)材料時，對運動員可能造成傷害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種搏擊運動的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，能以非擊打接觸方式對搏擊運動進行運動數(shù)據(jù)的測量采集。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種搏擊運動的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)接收裝置；所述數(shù)據(jù)采集裝置為佩戴于肢體數(shù)據(jù)采集點處的可穿戴設(shè)備；所述可穿戴設(shè)備包括傳感器和第一通訊模塊，傳感器包括磁力計、陀螺儀、加速度計、時鐘模塊、心率傳感器；所述數(shù)據(jù)接收裝置包括數(shù)據(jù)存貯模塊和第二通訊模塊；所述可穿戴設(shè)備以第一通訊模塊與數(shù)據(jù)接收裝置的第二通訊模塊相連。

當進行數(shù)據(jù)采集時，所述數(shù)據(jù)采集裝置以磁力計獲取數(shù)據(jù)采集點處的肢體指向數(shù)據(jù)，以陀螺儀獲取數(shù)據(jù)采集點處的肢體旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)，以加速度計獲取數(shù)據(jù)采集點處的肢體加速度數(shù)據(jù)，以心率傳感器獲取采集對象的心跳頻率；數(shù)據(jù)采集裝置按采集點處肢體重量的預(yù)設(shè)值，以肢體加速度數(shù)據(jù)來計算肢體運動過程任一時刻的擊打力；所述數(shù)據(jù)采集裝置向數(shù)據(jù)接收裝置上傳心跳頻率、肢體指向數(shù)據(jù)、肢體旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)、肢體加速度數(shù)據(jù)和擊打力數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)采集裝置為一以手帶固定采集模塊的表形裝置；所述傳感器和第一通訊模塊固定于采集模塊內(nèi)，所述表形裝置以手帶固定佩戴于肢體數(shù)據(jù)采集點處，手帶上設(shè)有數(shù)據(jù)模塊放置槽；所述采集模塊以可更換方式固定于數(shù)據(jù)模塊放置槽處。

所述采集模塊設(shè)有上保護蓋和下保護蓋。

當所述系統(tǒng)用于拳擊運動時，所述采集模塊以手帶緊密固定于拳套內(nèi)側(cè)并鄰近腕處，心率傳感器與腕部橈動脈搏動處緊鄰。

所述第一通訊模塊、第二通訊模塊均為藍牙通訊模塊。

所述數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)置電池、ldo、mcu和iic，電池電壓經(jīng)ldo轉(zhuǎn)換后向數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)的芯片供電；所述傳感器在采集到數(shù)據(jù)后立即向mcu發(fā)送中斷信號要求處理；mcu接收中斷信號后，讀取傳感器的采集數(shù)據(jù)并計算擊打力數(shù)據(jù)，然后把采集數(shù)據(jù)、擊打力數(shù)據(jù)經(jīng)藍牙通訊模塊實時上傳至數(shù)據(jù)接收裝置。

所述數(shù)據(jù)接收裝置為帶藍牙功能的智能手機，智能手機上裝有負責存貯、展示采集數(shù)據(jù)和擊打力數(shù)據(jù)的app，當采集到的脈搏頻率高于閾值時，智能手機發(fā)出告警。

當所述數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)接收裝置的藍牙連接斷開，或是數(shù)據(jù)采集裝置未找到可連接的數(shù)據(jù)接收裝置時，數(shù)據(jù)采集裝置進入休眠狀態(tài)，當搖晃處于休眠狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集裝置時，數(shù)據(jù)采集裝置被喚醒并進行數(shù)據(jù)采集裝置的系統(tǒng)初始化。

所述數(shù)據(jù)采集裝置進行系統(tǒng)初始化時，首先對傳感器進行配置，然后啟動藍牙通訊。

所述磁力計為三軸磁力計；所述陀螺儀為三軸陀螺儀；所述加速度計為三軸加速度計。

本發(fā)明中，所述數(shù)據(jù)采集裝置為一以手帶固定采集模塊的表形裝置；所述傳感器和第一通訊模塊固定于采集模塊內(nèi)，所述表形裝置以手帶固定佩戴于肢體數(shù)據(jù)采集點處，手帶上設(shè)有數(shù)據(jù)模塊放置槽；所述采集模塊以可更換方式固定于數(shù)據(jù)模塊放置槽處；所述采集模塊設(shè)有上保護蓋和下保護蓋；該設(shè)計中，由于采用表形的可穿戴設(shè)備來采集數(shù)據(jù)，而各類拳法、腿法在搏擊中的運動有基本的相通相似處，因此當把數(shù)據(jù)采集裝置佩戴于腕部、踝部或膝部，就可以對各類拳類運動與腿法進行數(shù)據(jù)采集與展示。

本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集裝置在藍牙中斷或無藍牙連接時即處于休眠，且休眠的數(shù)據(jù)采集裝置搖晃后即可被喚醒；此設(shè)計符合搏擊運動的運動特性，只需運動員在腕、踝或膝部佩戴數(shù)據(jù)采集裝置，打開智能手機的app，然后晃拳或踢腿，即可開始實時的采集運動數(shù)據(jù)以及展示結(jié)果，大大方便了使用，而且當運動停止后，只需斷開手機藍牙網(wǎng)絡(luò)，即可讓數(shù)據(jù)采集裝置進入休眠，讓數(shù)據(jù)采集裝置有更長的續(xù)航時間。

本發(fā)明中，由于數(shù)據(jù)采集裝置為可佩戴于腕部、踝部或膝部的表形裝置；位于搏擊運動的非擊打點，通過加速度傳感器進行力度的測量，使得本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集裝置無須被擠壓就能測得擊打數(shù)據(jù)；因此不易因硬質(zhì)的設(shè)備外殼而對運動員造成傷害，而且也延長了設(shè)備的使用壽命。

本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集裝置按采集點處肢體重量的預(yù)設(shè)值，以肢體加速度數(shù)據(jù)來計算肢體運動過程任一時刻的擊打力；該設(shè)計大大擴展了本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域，由于采集點處肢體重量的預(yù)設(shè)值可以靈活調(diào)整，因此所計算的擊打力能更符合運動員和搏擊運動類型的特質(zhì)，還能把此發(fā)明用于器械搏擊領(lǐng)域的計算。

傳統(tǒng)的拳擊評測系統(tǒng)，通常將采集數(shù)據(jù)的裝置安裝于沙袋上，或者是安裝于手套上，使得安裝難度增加，而且傳統(tǒng)方式采集數(shù)據(jù)的模塊采用壓力傳感器，需要接觸才能采集到有效數(shù)據(jù)，此方式不僅不夠準確，而且因裝置的硬質(zhì)外殼沖擊，對運動員可能造成傷害。因此，本發(fā)明通過3軸的加速度計，3軸的陀螺儀，3軸的磁力計對運動員每次揮拳時的力度，角度，旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)進行采集，并通過藍牙與手機連接，將每次揮拳的數(shù)據(jù)上傳至app并將結(jié)果展示出來。同時，手套上的心率計將運動員的身體狀態(tài)進行記錄并反饋給運動員，可以告知運動員是否仍可進行訓(xùn)練而不會對身體健康造成危害。

本發(fā)明中，所有的測試數(shù)據(jù)均通過藍牙上傳至手機，手機app將測量數(shù)據(jù)生動的展示給運動員，同時手機還可以將運動員的歷史數(shù)據(jù)保存起來，利于教練員查看運動員現(xiàn)在以及過去的訓(xùn)練成果，及時的給予運動員訓(xùn)練意見；從而使得本發(fā)明易于實施和推廣，適合于拳擊，搏擊，格斗，散打各類拳擊運動的數(shù)據(jù)采集上。

本發(fā)明中，由于數(shù)據(jù)采集裝置與拳套分體化設(shè)計，而且所述采集模塊以可更換方式固定于手帶的數(shù)據(jù)模塊放置槽處，因此便于維護和更換，而且通過更改手帶外型和尺寸，就能讓數(shù)據(jù)采集裝置適用于不同拳類運動與腿法數(shù)據(jù)的采集與展示工作。

本發(fā)明中，所述傳感器在采集到數(shù)據(jù)后立即向mcu發(fā)送中斷信號要求處理；mcu接收中斷信號后，讀取傳感器的采集數(shù)據(jù)并計算擊打力數(shù)據(jù)，然后把采集數(shù)據(jù)、擊打力數(shù)據(jù)經(jīng)藍牙通訊模塊實時上傳至數(shù)據(jù)接收裝置；該設(shè)計強化了數(shù)據(jù)上傳的實時性，由于搏擊運動是動作很快的運動，因此為了實現(xiàn)計算精準的目的，數(shù)據(jù)更新之后需要及時的相應(yīng)并及時發(fā)送出去，因此本發(fā)明使用中斷信號來引導(dǎo)mcu，只要任一傳感器有新的采集數(shù)據(jù)產(chǎn)生，均向mcu發(fā)出中斷信號，使mcu立即對其數(shù)據(jù)進行處理并上傳，保證了采集數(shù)據(jù)和計算結(jié)果的精準度。

本產(chǎn)品中，由于對運動員每次揮拳時的力度，角度，旋轉(zhuǎn)、加速度變化的數(shù)據(jù)進行采集，因此在接收端的手機或其它數(shù)據(jù)處理裝置上，可根據(jù)此數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)運動員的出拳線路、角度的畫面，并且可通過三維建模來進行多角度的查看，對提升訓(xùn)練質(zhì)量有著重大的意義。

本產(chǎn)品中，數(shù)據(jù)采集裝置也內(nèi)設(shè)數(shù)據(jù)存貯芯片做為數(shù)據(jù)暫貯，當數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)接收裝置之間的無線連接中斷時，數(shù)據(jù)采集裝置所采集的數(shù)據(jù)可以暫貯于采集端的數(shù)據(jù)存貯芯片，待無線連接恢復(fù)后再一并上傳，從而大大提升了本裝置對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的適應(yīng)能力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步詳細的說明：

附圖1是本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集裝置與拳套的配合示意圖；

附圖2是本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集裝置的分解示意圖；

附圖3是本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集裝置的另一示意圖；

附圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置在喚醒和休眠時的流程示意圖；

附圖5是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置在采集、上傳數(shù)據(jù)時的原理示意圖；

圖中：1-上保護蓋；2-傳感器；3-電池；4-下保護蓋；5-手帶；6-拳套；7-數(shù)據(jù)模塊放置槽；100-采集模塊；101-手帶品牌標識。

具體實施方式

如圖1-5所示，一種搏擊運動的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)接收裝置；所述數(shù)據(jù)采集裝置為佩戴于肢體數(shù)據(jù)采集點處的可穿戴設(shè)備；所述可穿戴設(shè)備包括傳感器3和第一通訊模塊，傳感器包括磁力計、陀螺儀、加速度計、時鐘模塊、心率傳感器；所述數(shù)據(jù)接收裝置包括數(shù)據(jù)存貯模塊和第二通訊模塊；所述可穿戴設(shè)備以第一通訊模塊與數(shù)據(jù)接收裝置的第二通訊模塊相連。

當進行數(shù)據(jù)采集時，所述數(shù)據(jù)采集裝置以磁力計獲取數(shù)據(jù)采集點處的肢體指向數(shù)據(jù)，以陀螺儀獲取數(shù)據(jù)采集點處的肢體旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)，以加速度計獲取數(shù)據(jù)采集點處的肢體加速度數(shù)據(jù)，以心率傳感器獲取采集對象的心跳頻率；數(shù)據(jù)采集裝置按采集點處肢體重量的預(yù)設(shè)值，以肢體加速度數(shù)據(jù)來計算肢體運動過程任一時刻的擊打力；所述數(shù)據(jù)采集裝置向數(shù)據(jù)接收裝置上傳心跳頻率、肢體指向數(shù)據(jù)、肢體旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)、肢體加速度數(shù)據(jù)和擊打力數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)采集裝置為一以手帶固定采集模塊的表形裝置；所述傳感器2和第一通訊模塊固定于采集模塊100內(nèi)，所述表形裝置以手帶5固定佩戴于肢體數(shù)據(jù)采集點處，手帶5上設(shè)有數(shù)據(jù)模塊放置槽7；所述采集模塊100以可更換方式固定于數(shù)據(jù)模塊放置槽7處。

所述采集模塊100設(shè)有上保護蓋1和下保護蓋4。

當所述系統(tǒng)用于拳擊運動時，所述采集模塊100以手帶5緊密固定于拳套6內(nèi)側(cè)并鄰近腕處，心率傳感器與腕部橈動脈搏動處緊鄰。

所述第一通訊模塊、第二通訊模塊均為藍牙通訊模塊。

所述數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)置電池3、ldo（低壓差線性穩(wěn)壓器）、mcu（微控制單元）和iic（集成電路總線），電池電壓經(jīng)ldo轉(zhuǎn)換后向數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)的芯片供電；所述傳感器在采集到數(shù)據(jù)后立即向mcu發(fā)送中斷信號要求處理；mcu接收中斷信號后，讀取傳感器的采集數(shù)據(jù)并計算擊打力數(shù)據(jù)，然后把采集數(shù)據(jù)、擊打力數(shù)據(jù)經(jīng)藍牙通訊模塊實時上傳至數(shù)據(jù)接收裝置。

所述數(shù)據(jù)接收裝置為帶藍牙功能的智能手機，智能手機上裝有負責存貯、展示采集數(shù)據(jù)和擊打力數(shù)據(jù)的app，當采集到的脈搏頻率高于閾值時，智能手機發(fā)出告警。

當所述數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)接收裝置的藍牙連接斷開，或是數(shù)據(jù)采集裝置未找到可連接的數(shù)據(jù)接收裝置時，數(shù)據(jù)采集裝置進入休眠狀態(tài)，當搖晃處于休眠狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集裝置時，數(shù)據(jù)采集裝置被喚醒并進行數(shù)據(jù)采集裝置的系統(tǒng)初始化。

所述數(shù)據(jù)采集裝置進行系統(tǒng)初始化時，首先對傳感器進行配置，然后啟動藍牙通訊。

所述磁力計為三軸磁力計；所述陀螺儀為三軸陀螺儀；所述加速度計為三軸加速度計。

實施例：

如圖1所示，拳擊運動員把數(shù)據(jù)采集裝置以手帶綁于拳套內(nèi)側(cè)，使采集模塊100緊密固定于拳套6內(nèi)側(cè)并鄰近拳套的腕處，心率傳感器與腕部橈動脈搏動處緊鄰，手帶品牌標識101顯露在外。

教練打開作為數(shù)據(jù)接收裝置的帶藍牙功能的智能手機，此手機上已預(yù)裝有負責存貯、展示采集數(shù)據(jù)和擊打力數(shù)據(jù)的app。

拳擊運動員搖晃拳套，因傳感器與ldo相連可控制其開關(guān)，因此使數(shù)據(jù)采集裝置被喚醒并進行數(shù)據(jù)采集裝置的系統(tǒng)初始化，并與手機以藍牙方式連接。

拳擊運動員戴上拳套進行拳擊，采集模塊隨拳套運動，數(shù)據(jù)采集裝置以磁力計獲取出拳指向數(shù)據(jù)，以陀螺儀獲取出拳時拳頭旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)，以加速度計獲取出拳時的加速度數(shù)據(jù)，以心率傳感器獲取拳擊運動員的脈搏頻率并以此作為當前運動員心跳頻率；數(shù)據(jù)采集裝置按運動員拳頭和拳套總重量的預(yù)設(shè)值，以加速度數(shù)據(jù)來計算出拳過程任一時刻的擊打力，也就是出拳時拳部由靜止加速至采樣時刻時產(chǎn)生的擊打力；所述數(shù)據(jù)采集裝置向數(shù)據(jù)接收裝置上傳采集數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)，當采集到的脈搏頻率高于安全閾值時，智能手機發(fā)出告警，提示運動員休息。

數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，智能手機以app回放并展示采集數(shù)據(jù)供教練和運動員參考，并可把此采集數(shù)據(jù)導(dǎo)出至外部pc工作站進行三維建模以生成三維動畫。