[发明专利]确定运动球自旋轴的系统和方法

权利要求书

1.一种用于确定运动球自旋轴的系统，包括：

第一雷达，将信号发射到运动球将要被发射至的目标区域，所述第一雷达包括至少三个接收器，其布置成使得两对接收器不共线；

处理单元，对应于球旋转时球的不同部分相对于所述第一雷达的不同速度，从所述第一雷达接收数据并确定在第一时间点接收到的第一雷达频率范围，所述处理单元将所述第一雷达频率范围分成多个频率分量，并为每个所述频率分量计算与其相关联的角位置，所述处理单元将垂直于由所述确定的角位置所表示的直线的直线识别为所述自旋轴在垂直于从所述第一雷达到所述运动球的视线的平面上的第一投影。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，根据在由所述第一雷达的第一对接收器接收到的信号与由所述第一雷达的第二对接收器接收到的信号之间检测到的相移来确定与每个所述频率分量相关联的所述角位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述相移用于将所述各个频率分量中的每个分配给相对于与所述第一雷达相对应的第一雷达坐标系的角位置。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括：

第二雷达，将信号发射到所述目标区域，所述第二雷达包括至少三个接收器，其布置成使得两对接收器不共线；和

处理单元，对应于球旋转时球的不同部分相对于所述第二雷达的不同速度，从所述第二雷达接收数据并确定在第一时间点接收到的第二雷达频率范围，所述处理单元将所述第二雷达频率范围分成多个频率分量，并为每个所述频率分量计算与其相关联的角位置，所述处理单元将垂直于由所述确定的角位置所表示的直线的直线识别为所述自旋轴在垂直于从所述第二雷达到所述运动球的视线的平面上的第二投影，并基于所述自旋轴的所述第一和第二投影计算所述运动球的三维自旋轴。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统根据所述自旋轴在垂直于所述运动球速度向量的平面上的投影来估计所述运动球的轨迹特性，而无需计算所述运动球的三维旋转轴。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，根据所述第一投影与所述球的飞行相对应的轨迹数据来计算三维自旋向量，以估计所述球的三维自旋轴。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，根据所述第一投影和确定的螺线自旋的百分比，计算三维自旋向量。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述螺线自旋的百分比是根据从所述自旋转球反射后接收到的信号雷达信号的频率带宽与零螺线自旋情况下预期的频率带宽相关联来确定的。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，采用预设值作为步所述螺线自旋的百分比。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述雷达包括与所述球成一定角度的第一组接收器和与所述球成第二角度的第二组接收器，所述处理单元根据来自所述第一组和第二组接收器的自旋轴的投影组合确定三维自旋轴。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理单元通过确定所述自旋轴在第一时间点的第一投影来计算三维自旋轴，然后在第二时间计算所述自旋轴的附加第一投影，并结合所述第一和第二投影以确定所述运动球的三维自旋轴。