[发明专利]一种基于数字化场地和高速影像的体育训练分析系统

说明书

本发明公开了一种基于数字化场地和高速影像的体育训练分析系统，其活动式数字化场地、高速摄像机将采集到的数据经LoRa无线通信模块传输给PC机，PC机内设有数据本地储存模块、数据分析报表生成模块、控制命令生成模块以及训练可视化回放模块，数据分析报表生成模块可自动完成对体育训练数据的分析，分析时，基于MapReduce实现目标数据的获取，并将所求得的目标数据与运动状态轨迹图线一起填入预制的latex模版，而后通过latex编译器编译生成pdf报表。本发明可以直观的再现训练全过程且能快速的提取有效信息，并生成报表，从而可以快速发现训练中存在的问题。

技术领域

本发明涉及体育训练自动化领域，具体涉及一种基于数字化场地和高速影像的体育训练分析系统。

背景技术

目前，体育训练分析的过程基本上是单凭教练员的肉眼和经验来判断训练者动作准确与否的过程，训练者也只能从宏观上了解自己的大致的学习训练情况，涉及到具体的技术参数就无法判断，缺乏客观的、科学的指导方法和训练依据，比如在摔跤项目上运动员的肢体姿态和步伐特征、脚步转换点的蹬地力量、肢体姿态和步伐位置、脚步压力分布之间的关系以及涉及肢体平稳性相关参数等，这些信息对教练员和运动员有着重要的意义，不仅有助于客观了解自己的错误劣势所在，从根本上解决学习训练中的遇到的各种问题，从而针对训练、改正，提高训练效果和竞技水平，更重要的是可以帮助对此类竞技运动形成一个客观的科学的认识和分析方法，深入研究运动生物力学特征，从而提供科学的训练指导，提高民族竞技水平。然而现阶段却没有有效的工具方法来帮助实现。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于数字化场地和高速影像的体育训练分析系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于数字化场地和高速影像的体育训练分析系统，包括活动式数字化场地、高速摄像机、PC机、同步控制器，所述活动式数字化场地、高速摄像机将采集到的数据经LoRa无线通信模块传输给PC机，PC机内设有数据本地储存模块、数据分析报表生成模块、控制命令生成模块以及训练可视化回放模块，活动式数字化场地、高速摄像机采集到的体育训练数据采用python中的MySQL工具包存入数据本地储存模块中，以完整记录体育训练的所有历史信息，数据分析报表生成模块可自动完成对体育训练数据的分析，分析时，基于MapReduce实现目标数据的获取，并将所求得的目标数据与运动状态轨迹图线一起填入预制的latex模版，而后通过latex编译器编译生成pdf报表；控制命令生成模块用于根据接收到的体育训练数据、体育训练要求参数、数据采集要求以及预设的控制命令生成模型输出对应的控制命令至同步控制器，以实现活动式数字化场地、高速摄像机的同步控制；训练可视化回放模块用于以三维形式展示整个体育训练过程。

进一步地，所述活动式数据化场地包括 多块数字化场地模块和空气投影气筒，多块数字化场地模块拼装组合形成地面场地，该数字化场地模块上装配有LoRa无线通信模块。

进一步地，所述高速摄像机基于其内置的运动检测装置以及智能分析加速引擎，完成视频采集、运动目标检测与识别。

进一步地，所述PC机基于kinect深度传感器数据进行人体深度信息以及骨骼信息获取，基于滤波模块消除所得骨骼信息的抖动和噪声干扰，然后基于特征提取算法获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息。

进一步地，所述数字化场地模块用于用户训练步伐、压力分布数据的采集，所述空气投影模块用于根据PC机输出的控制命令实现目标运动圈、运动点、目标运动轨迹图的投放，还用于根据PC机输出的控制命令实现训练场景的投放。

进一步地，所述高速摄像机通过轨道架设在体育场内，可实现高度、角度的调整。

进一步地，所述PC机内还设有：

视频审核模块，用于进行视频清晰度的获取，并基于所得的清晰度特征实现高速摄像机的调控；