[发明专利]一种智能球训练动作识别系统及方法

权利要求书

1.一种智能球训练动作识别系统，包括安装有微控制单元、9轴惯性运动传感装置、时钟装置、存储装置、电池装置和蓝牙设备的智能球及智能球训练动作识别APP模块，所述智能球训练动作识别APP模块设于移动设备，配合智能球使用，其特征在于，所述智能球训练动作识别APP模块具体包括：

单个动作识别模块，所述单个动作识别模块与移动设备的蓝牙设备连接，接收所述智能球传输的添加了时间戳的三轴加速度、三轴角速度及三轴磁力计数据并进行处理，与已存储动作的数据模型进行精确匹配或使用SVM与已存储动作进行模糊匹配；将匹配动作和所述智能球上传的传感数据发送到连贯动作识别模块；

连贯动作识别模块，所述连贯动作识别模块与所述单个动作识别模块连接，接收所述单个动作识别模块传输的匹配动作和所述智能球上传的数据，对接收到的单个动作进行组合并与已存储的组合规则进行比对判断出用户做出的组合动作，将组合动作与已存储的标准动作进行比较计算出组合动作的完成度；将组合动作、组合动作的完成度和所述智能球上传的传感数据发送到技术识别模块；

技术识别模块，所述技术识别模块与所述连贯动作识别模块连接，接收所述连贯动作识别模块传输的组合动作、组合动作的完成度和所述智能球上传的传感数据，对组合动作进行评分，与已存储的技术规则进行比对得到每项训练的具体评分，并进行加权平均后得到用户的技术得分，将识别和评分结果在移动设备上显示；

所述精确匹配是指通过对传感器数据进行建模，找出每类动作的数据模型；根据动作对应的数据模型计算出某一时间点的特征值，并与该动作已设置的阈值进行比较，如果特征值超过阈值，则推断出相应动作已经发生；

所述模糊匹配具体包括：

根据计算出的合加速度超过已设置的合加速度阈值推导出数据采集的时间点t；

采集t之前和之后的某一段连续时间段内的传感器数据作为训练数据；

设置关于x的函数f(x)＝W^TX+b，使用SVM找到一个超平面满足yi*f(x)>＝1,并满足特征值为1和-1两个向量空间的距离最大化；其中X表示训练数据，yi等于1或-1；

当输入训练数据后，W^T中的参数不断修正，数据模型不断优化，当新的训练数据被输入到模型中，如果得到的f(x)是正值，表明动作发生，如果f(x)是负值，表明动作未发生。

2.根据权利要求1所述的智能球训练动作识别系统，其特征在于：所述智能球通过蓝牙设备与所述移动设备实现数据通信。

3.根据权利要求1所述的智能球训练动作识别系统，其特征在于：所述智能球训练动作识别系统还包括云端服务器，所述云端服务器通过Internet与所述移动设备连接，接收所述技术识别模块传输的组合动作及各项评分结果，供其他移动终端下载。

4.根据权利要求1所述的智能球训练动作识别系统，其特征在于：所述9轴惯性运动传感装置包括9轴惯性运动传感器和预处理模块，所述9轴惯性运动传感器和预处理模块相连接，用于检测三轴加速度、三轴角速度及三轴磁力计数据并对检测到的传感数据进行滤波、拟合。