[发明专利]高尔夫球雷达传感器测量单元

说明书

本发明属于雷达传感器技术领域，具体为一种高尔夫球雷达传感器测量单元。本发明测量单元的电路结构包括：双通道雷达传感器RA、两路低噪音信号放大器OPA、雷达专用信号处理器IC3；其中，双通道雷达传感器RA输出I、Q两路信号，经过各自独立的低噪音信号放大器OPA放大处理后，直接进入雷达专用信号处理器IC3，完成测量数据的计算和处理；并通过串口直接读取测量数据的结果。本发明采用双层电路板设计，双通道雷达传感器独立安装一面，解决了双通道雷达传感器工作对信号放大电路的影响。

技术领域

本发明属于雷达传感器技术领域，具体涉及一种高尔夫球雷达传感器测量单元。

背景技术

高尔夫球作为一种室外兼顾娱乐和健身性的运动，在世界范围内日益流行。通过不断的实地练习，提高对不同场地条件下高尔夫球的运动轨迹尤其是飞行落点和滚动终点的预测能力，从而增强对高尔夫球的击打控制能力和精确性，一直是业余高尔夫球员甚至专业球员所寻求的目标。

然而，要完整的采集高尔夫球运动的过程数据，难度很大：一者高尔夫球本身的运动力学复杂性很大，二者现场气象条件以及高尔夫球飞行过程中的瞬间变化，三者草皮和地面条件及其对高尔夫球滚动过程的局部影响，四者高尔夫球手自身的技能水平等等，由于上述多变因素的综合影响，对高尔夫球过程中的数据采集、测量以及之后的运动轨迹分析和预测一直是非常困难的，如何能客观地获得高尔夫球运动轨迹及其动力学特征的真实数据，成为完成高尔夫球运动过程中受到各种环境因素的影响及其后果的客观分析的必须。作为真实跟踪高尔夫球运动轨迹和感测动力学特征的重要手段，如何依靠高尔夫球自身安装的运动传感和监测的手段，成为最有效的方法之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高尔夫球雷达传感器测量单元，用于获取雷达模块的信号及测量数据，并通过串口接口方式与外部设备通讯，获取雷达测量的高尔夫球飞行数据。

本发明提供的高尔夫球雷达传感器测量单元，其电路结构参见图1所示，包括：双通道雷达传感器RA、两路低噪音信号放大器OPA、雷达专用信号处理器IC3；其中，双通道雷达传感器RA输出I、Q两路信号，经过各自独立的低噪音信号放大器OPA放大处理后，直接进入雷达专用信号处理器IC3，完成测量数据的计算和处理；并可以通过串口直接读取测量数据的结果。

本发明提供的高尔夫球雷达传感器测量单元，采用双层电路板设计，第一层电路板上布置双通道雷达传感器RA，整板设计覆铜；第二层电路板上布置两路低噪音信号放大器OPA、雷达专用信号处理器IC3，对雷达传感器信号进行采集和处理。

本发明中，所述雷达专用信号处理器IC3是一款集成了雷达信号处理算法的DSP芯片，常用于测速、感应存在等雷达运用产品的开发，其内部自集成FFT算法。其中，特别设计了高尔夫球球速算法模块、垂直起飞角算法模块；这些算法模块包括核心算法和修正校准算法。具体分别说明如下。

(一)高尔夫球球速算法模块，其中核心算法公式为：

V＝FFTN*fs/FFTPOINT/44/K；

其中：

FFTN：为FFT计算结果中的频点标号值；

Fs：为信号采用频率，固定为22530Hz；

FFTPOINT：为FFT算法的点数，固定为256点；

K为转换系数，该处取1.9706f。

在该核心算法的基础上，通过大量的实际测试和修正，对实际的输出值进行针对性的修正校准，最后输出高尔夫球球速参数值，同时通过验证该核心算法对所有杆类型都有效。