一種訓(xùn)練用的標(biāo)槍測繪、標(biāo)定系統(tǒng)及測繪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及標(biāo)槍運(yùn)動軌跡的測繪及其測繪儀標(biāo)定領(lǐng)域，尤其是教學(xué)與訓(xùn)練中的標(biāo)槍測繪、標(biāo)定系統(tǒng)及測繪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]標(biāo)槍運(yùn)動是一個(gè)比較復(fù)雜的多軸性旋轉(zhuǎn)項(xiàng)目，它的完整技術(shù)過程是由肩上持槍經(jīng)過一段預(yù)先助跑連接投擲步獲得動量，然后通過爆發(fā)式的最后用力作用于標(biāo)槍的縱軸上，將標(biāo)槍經(jīng)肩上投出去。而標(biāo)槍的投擲距離取決于多方面的因素，例如出手角度、速度、加速度、初始俯仰角速度等許多因素，然而目前市面上并沒有類似的標(biāo)槍運(yùn)動測繪工具?，F(xiàn)階段對于該運(yùn)動項(xiàng)目的訓(xùn)練，大多數(shù)是基于人工示范、模仿階段；即教練在一旁口頭指導(dǎo)，對于參訓(xùn)人員進(jìn)行必要的技術(shù)動作糾正。但這種簡單的教學(xué)方式只能幫助到訓(xùn)練人員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的投擲動作。根本無法獲得對投擲過程中標(biāo)槍的運(yùn)動軌跡、投擲角度、初速度、等關(guān)鍵影響投擲距離的參數(shù)。因而無法對參訓(xùn)人員的訓(xùn)練效果做出快速科學(xué)的判斷。
[0003]使用高速攝影機(jī)將標(biāo)槍的投擲過程進(jìn)行拍攝，然后再對所拍攝的視頻進(jìn)行慢放或者圖像處理，分析標(biāo)槍投擲的整個(gè)過程，可獲得標(biāo)槍的軌跡，出手角度等一些參數(shù)。這些參數(shù)都是基于視頻圖像進(jìn)行估計(jì)或者圖像處理，為了計(jì)算得到更精確的參數(shù)，還需要進(jìn)行標(biāo)定和校正等步驟。這樣的方案對標(biāo)槍的訓(xùn)練有一定的指導(dǎo)意義，但是由于設(shè)備成本高、拍攝現(xiàn)場的諸多不可測因素、需要標(biāo)定和校正、對使用人員技術(shù)水平要求較高等原因，目前在日常訓(xùn)練、比賽和比賽節(jié)目轉(zhuǎn)播中很少使用這種方案。傾角傳感器可以精確的測量物體的傾斜角度，但是標(biāo)槍運(yùn)動是一個(gè)比較復(fù)雜的多軸性旋轉(zhuǎn)項(xiàng)目，由于標(biāo)槍運(yùn)動過程中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致參考坐標(biāo)系變化，傾角傳感器測量的角度不再是標(biāo)槍的傾角。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是對整個(gè)標(biāo)槍軌跡進(jìn)行跟蹤并描繪軌跡，并對一些影響標(biāo)槍投擲距離的參數(shù)進(jìn)行測量與顯示的標(biāo)槍測繪、標(biāo)定系統(tǒng)及測繪方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種訓(xùn)練用的標(biāo)槍測繪、標(biāo)定系統(tǒng)，它包括有安裝在標(biāo)槍上的測繪儀和測繪標(biāo)定機(jī)構(gòu)，所述的測繪儀安裝在標(biāo)槍本體內(nèi)部或固定在標(biāo)槍外殼上，所述的測繪儀包括有CPU處理器、六軸運(yùn)動傳感器、無線傳輸模塊、電池，其中，電池與CPU處理器相連接供電，CPU處理器與六軸運(yùn)動傳感器相連接，標(biāo)槍本體上設(shè)有與測繪儀相配合的標(biāo)定按鍵；所述的測繪標(biāo)定機(jī)構(gòu)包括有傾角傳感器、標(biāo)定指示、標(biāo)定裝置支架，其中，標(biāo)槍本體置于標(biāo)定裝置支架上，標(biāo)定裝置支架底部設(shè)有水平調(diào)節(jié)螺栓，標(biāo)定裝置支架頂部設(shè)有平行板，標(biāo)定指示和傾角傳感器安裝在平行板上。
上述標(biāo)槍測繪系統(tǒng)的測繪方法為:六軸運(yùn)動傳感器用來測量標(biāo)槍在運(yùn)動過程中三個(gè)軸方向上的加速度與角加速度變化；CPU處理器設(shè)置于測繪儀內(nèi)部且與六軸運(yùn)動傳感器相連接，CPU處理器讀取六軸運(yùn)動傳感器測得的加速度與角加速度參數(shù)并進(jìn)行相關(guān)處理和運(yùn)算，轉(zhuǎn)換為標(biāo)槍運(yùn)動中的各種姿態(tài)角； 無線傳輸模塊設(shè)置于測繪儀內(nèi)部與CPU處理器相連接，用以將CPU處理器計(jì)算的標(biāo)槍姿態(tài)角等數(shù)據(jù)通過無線通信方式發(fā)送數(shù)據(jù)至處理終端；處理終端接收到無線模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，通過顯示終端顯示標(biāo)槍運(yùn)動軌跡與相關(guān)參數(shù)；
傾角傳感器確定測繪儀標(biāo)定裝置支架的水平，標(biāo)定裝置支架的水平通過標(biāo)定裝置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)；
標(biāo)槍上的標(biāo)定線與測繪儀標(biāo)定裝置支架上的標(biāo)線保持一致，標(biāo)定時(shí)保證標(biāo)槍的投擲前進(jìn)方向與標(biāo)槍標(biāo)定方向保持一致，當(dāng)標(biāo)槍標(biāo)線與標(biāo)定裝置支架上的標(biāo)線保持一致并且標(biāo)定裝置支架保持水平時(shí)，通過測繪儀上按鍵確定標(biāo)定過程。
[0006]所述的測繪儀包括有CPU處理器、六軸運(yùn)動傳感器、無線傳輸模塊和電池等，其集成為一個(gè)整體，可安裝與標(biāo)槍上或放置于標(biāo)槍內(nèi)部，其中描繪運(yùn)動軌跡儀器的顯示部分可以為電腦終端或者手機(jī)等顯示終端。測繪標(biāo)定機(jī)構(gòu)主要包括傾角傳感器和水平調(diào)節(jié)裝置等，主要目的是標(biāo)定標(biāo)槍繪儀測量部分是否保持水平和確定運(yùn)動飛行方向等。在利用測繪標(biāo)定機(jī)構(gòu)標(biāo)定完標(biāo)槍及其標(biāo)槍繪儀測量部分后，在標(biāo)槍運(yùn)動與飛行過程中標(biāo)槍測繪測量部分利用六軸運(yùn)動傳感器測量標(biāo)槍的運(yùn)動軌跡及其相關(guān)參數(shù)。測量的軌跡及其相關(guān)參數(shù)通過無線傳輸模塊將測量數(shù)據(jù)傳遞到電腦或者手機(jī)等，并通過電腦或者手機(jī)顯示標(biāo)槍的運(yùn)動軌跡及其相關(guān)參數(shù)。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)、精確、可靠的獲得標(biāo)槍的運(yùn)動軌跡和影響投擲距離的參數(shù)，提高訓(xùn)練效果，可以應(yīng)用在比賽分析、平時(shí)訓(xùn)練等領(lǐng)域，具有很好實(shí)際使用和推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明的測繪儀原理圖。
[0009]圖3為標(biāo)槍運(yùn)動軌跡和參數(shù)測繪儀標(biāo)定調(diào)節(jié)流程圖。
[0010]圖4為本發(fā)明的測繪過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合所有附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的較佳實(shí)施例為:參見附圖1至附圖4，本實(shí)施例所述的標(biāo)槍標(biāo)定測繪系統(tǒng)包括有安裝在標(biāo)槍上的測繪儀，所述的測繪儀安裝在標(biāo)槍本體5內(nèi)部或固定在標(biāo)槍外殼上，所述的測繪儀包括有CPU處理器1、六軸運(yùn)動傳感器2、無線傳輸模塊3、電池4，其中，電池4與CPU處理器I相連接供電，CPU處理器I與六軸運(yùn)動傳感器2相連接，標(biāo)槍本體5上設(shè)有與測繪儀相配合的標(biāo)定按鍵6 ;所述的測繪標(biāo)定機(jī)構(gòu)包括有傾角傳感器7、標(biāo)定裝置支架10，其中，標(biāo)槍本體5置于標(biāo)定裝置支架10上，標(biāo)定裝置支架10底部設(shè)有水平調(diào)節(jié)螺栓12，標(biāo)定裝置支架10頂部設(shè)有平行板11，傾角傳感器7安裝在平行板上。標(biāo)定裝置支架10用于放置標(biāo)槍進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定裝置支架10底部的水平調(diào)節(jié)螺栓12可以調(diào)節(jié)高度，從而保證標(biāo)定裝置支架10放置處于水平位置。傾角傳感器7放置在標(biāo)定裝置支架10上，測量標(biāo)定裝置支架10相對于水平面的傾角變化量，標(biāo)定裝置支架10上的平行板11必須保證與標(biāo)槍投擲方向保持平行，避免測量標(biāo)槍偏移角測度誤差。處理器讀取傾角傳感器所測量的水平傾角數(shù)據(jù)，并且通過標(biāo)定指示9顯示