一種高爾夫球測(cè)距系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)距技術(shù)，具體涉及一種高爾夫球測(cè)距系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在人們生活中很多地方需要測(cè)量距離，特別是各種體育運(yùn)動(dòng)中。如打高爾夫球運(yùn)動(dòng)中需要測(cè)量每次擊球的擊打距離，傳統(tǒng)的方法是采用步測(cè)法，即讓一個(gè)受過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的球童從擊打位置步行到落球位置，球童在行走過(guò)程中對(duì)行走步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將行走步數(shù)乘以一個(gè)估算的步距來(lái)計(jì)算距離。這種方法精度差且不穩(wěn)定，而且訓(xùn)練一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的球童成本高，所以電子測(cè)距儀就被用在高爾夫球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)上。
[0003]測(cè)距儀常用的有激光測(cè)距儀、超聲波測(cè)試儀、GPS測(cè)距儀。其中激光測(cè)試儀其精度高，應(yīng)用最為廣泛。如授權(quán)公告號(hào)為CN 202403697 U的一種高爾夫測(cè)試儀，一種基于GPS和激光測(cè)距技術(shù)，包括用于提供工作電源的供電模塊、激光模塊、收發(fā)邏輯控制模塊、用于感知遠(yuǎn)處物體圖像的COMOS圖像傳感器及用于接收衛(wèi)星信息并產(chǎn)生經(jīng)瑋度數(shù)據(jù)的GPS接收模塊、主控模塊以及具有操作界面的按鍵模塊和液晶顯示器;其將激光模塊、GPS接收模塊以及COMOS圖像傳感器接主控模塊，因此可將激光測(cè)量以及GPS測(cè)量集為一體，其測(cè)距方法是:通過(guò)收發(fā)邏輯控制模塊使激光模塊中的激光發(fā)射單元發(fā)射經(jīng)過(guò)調(diào)制后的激光信號(hào)到達(dá)目的地，再經(jīng)目的地反射后的信號(hào)回到激光接收單元內(nèi)以精確得到激光收發(fā)的時(shí)間差，通過(guò)收發(fā)邏輯控制模塊將測(cè)量信號(hào)送到主控模塊內(nèi)以計(jì)算得出信號(hào)經(jīng)過(guò)距離，故能得到運(yùn)動(dòng)者自身位置到球洞之間的距離，同時(shí)GPS接收模塊接收自己坐標(biāo)信息，將信息傳至主控模塊內(nèi)，通過(guò)分析預(yù)裝地圖和坐標(biāo)信息得出運(yùn)動(dòng)者和球洞之間的距離，通過(guò)COMOS圖像傳感器可以準(zhǔn)確感知遠(yuǎn)處物體的圖像，將高精度的激光測(cè)量和遠(yuǎn)距離的GPS測(cè)距組合。
[0004]從CN 202403697 U的專利描述中可看出其缺點(diǎn)較明顯:
[0005]采用激光測(cè)元單元得到運(yùn)動(dòng)者自身位置到球洞之間的距離，激光測(cè)距單元技術(shù)復(fù)雜，體積大，成本高；
[0006]采用GPS得出運(yùn)動(dòng)者和球洞之間的距離，普通GPS精度差，測(cè)量距離不精確；
[0007]在該專利中激光測(cè)距單元與GPS測(cè)距單元只是簡(jiǎn)單的集成，沒(méi)有真正融合兩種測(cè)距方法，因此也不具備融合兩種方法后的優(yōu)點(diǎn)；
[0008]整個(gè)設(shè)備包括供電模塊、激光模塊、收發(fā)邏輯控制模塊、COMOS圖像模塊和GPS模塊，其體積和重量勢(shì)必非常大并且成本高，而攜帶體積大、重量大的設(shè)備在高夫爾運(yùn)動(dòng)中勢(shì)必成為累贅，影響用戶體驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)樂(lè)趣。
[0009]近年來(lái)MEMS傳感器應(yīng)用突飛猛進(jìn)，廣泛用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車電子產(chǎn)品、工業(yè)電子產(chǎn)品中。在我們常用的電子設(shè)備中如手機(jī)、平板電腦、電子手環(huán)等都有MEMS傳感器的身影。MEMS傳感器一般包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)等三種，能夠精準(zhǔn)的檢測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和方位。例如使用了 MEMS加速度計(jì)的電子手環(huán)可以精度的檢測(cè)出佩戴者行走或者奔跑的步數(shù)。
[0010]GPS技術(shù)是成熟的導(dǎo)航定位技術(shù)，GPS定位精度有高精度和低精度差別。高精度GPS設(shè)備精度可達(dá)毫米級(jí)，但是使用方法復(fù)雜，并且價(jià)格非常高，通常用于軍事、專業(yè)測(cè)繪等領(lǐng)域。普通民用GPS設(shè)備體積小價(jià)格低，但其精度只有10米左右。無(wú)法直接用于精度要求較高的場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)上述問(wèn)題，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種高精度的高爾夫球測(cè)距系統(tǒng)與方法。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0013]方案一:
[0014]一種高爾夫球測(cè)距系統(tǒng)，包括中央處理模塊、通信模塊、定位模塊、姿態(tài)算法芯片和傳感模塊;所述通信模塊、定位模塊和姿態(tài)算法芯片均與中央處理模塊連接;所述通信模塊與外部移動(dòng)終端連接;所述傳感模塊包括用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)加速度的加速度計(jì)、用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角速度的陀螺儀和用于檢測(cè)絕對(duì)方位角的磁力計(jì)，所述加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)均與姿態(tài)算法芯片連接；
[0015]所述姿態(tài)算法芯片，用于將來(lái)自傳感模塊的原始數(shù)據(jù)處理得到姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將姿態(tài)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理模塊;所述原始數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)加速度、旋轉(zhuǎn)角速度和絕對(duì)方位角；
[0016]所述中央處理模塊將姿態(tài)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)處理得到運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，再根據(jù)定位模塊發(fā)送的定位數(shù)據(jù)結(jié)合運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理得到距離數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信模塊將距離數(shù)據(jù)發(fā)送至外部移動(dòng)終端。
[0017]作為優(yōu)選，所述定位模塊為藍(lán)牙模塊。
[0018]作為優(yōu)選，所述藍(lán)牙模塊為BLE4.0藍(lán)牙模塊。
[0019]作為優(yōu)選，所述中央處理模塊為M⑶芯片。
[0020]作為優(yōu)選，所述定位模塊為GPS芯片。
[0021]作為優(yōu)選，所述姿態(tài)算法芯片通過(guò)IIC總線與中央處理模塊連接。
[0022 ] 作為優(yōu)選，所述加速度計(jì)為MEMS加速度計(jì)，所述磁力計(jì)為MEMS磁力計(jì)，所述陀螺儀為MEMS陀螺儀。
[0023]作為優(yōu)選，所述加速度計(jì)為三軸加速度計(jì)，所述磁力計(jì)為三軸磁力計(jì)，所述陀螺儀為三軸陀螺儀。
[0024]作為優(yōu)選，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)頻率和步數(shù)。
[0025]方案二:
[0026]一種高爾夫球測(cè)距方法，包括如下步驟:
[0027]步驟一、傳感模塊檢測(cè)原始數(shù)據(jù)，并將原始數(shù)據(jù)發(fā)送至姿態(tài)算法芯片;所述原始數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)加速度、旋轉(zhuǎn)角速度和絕對(duì)方位角；
[0028]步驟二、姿態(tài)算法芯片將接收到的原始數(shù)據(jù)處理得到姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將姿態(tài)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理模塊；
[0029]步驟三、中央處理模塊將接收到的姿態(tài)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)處理得到運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；
[0030]步驟四、定位模塊對(duì)步行者進(jìn)行定位，并將定位數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理模塊；
[0031 ]步驟五、中央處理模塊根據(jù)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和接收到的定位數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到步行者運(yùn)動(dòng)的距離數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信模塊將距離數(shù)據(jù)發(fā)送至外部移動(dòng)終端。
[0032]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)融合定位數(shù)據(jù)精確計(jì)算行走距離，精度可達(dá)20厘米;并采用MEMS加速度計(jì)、MEMS陀螺儀、MEMS磁力計(jì)來(lái)檢測(cè)打球者或者測(cè)量行走步數(shù)和方向，本系統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備體積和重量非常小，而且成本也非常低。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明的高爾夫球測(cè)距系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖2為本發(fā)明的高爾夫球測(cè)距方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0036]本發(fā)明提供一種高爾夫球測(cè)距系統(tǒng)，其目的在于:
[0037]采用MEMS傳感器自動(dòng)檢測(cè)打球者或測(cè)量者行走并精確對(duì)步數(shù)計(jì)數(shù)，替代球童人工計(jì)數(shù)方法；
[0038]采用MEMS傳感器檢測(cè)打球者或測(cè)量者行走的方向和角度，精確計(jì)算每一段行走軌跡長(zhǎng)度或任意兩點(diǎn)的直線距離；
[0039]融合GPS數(shù)據(jù)對(duì)打球者或者測(cè)量者行走的步距進(jìn)行精確計(jì)算，精準(zhǔn)計(jì)算距離彌補(bǔ)GPS定位精度不足的問(wèn)題，并返回打球者所在位置；
[0040]采用BLE4.0藍(lán)牙模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到移動(dòng)終端查看結(jié)果，如手機(jī)或者平板電腦，摒棄體積和功耗龐大的顯示器使體積可以做得非常??；
[0041 ]摒棄技術(shù)復(fù)雜體積龐大成本高昂的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)小體積低成本的穿戴式方案，讓打球者真正享受到高科技帶來(lái)的樂(lè)趣。
[0042]如圖1所示，本發(fā)明包括中央處理模塊、通信模塊、定位模塊、姿態(tài)算法芯片和傳感模塊;所述通信模塊、定位模塊和姿態(tài)算法芯片均與中央處理模塊連接，所述傳感模塊和姿態(tài)算法芯片連接;所述傳感模塊包括陀螺儀、磁力計(jì)和加速度計(jì);所述陀螺儀、磁力計(jì)和加速度計(jì)均通過(guò)姿態(tài)算法芯片與中央處理模塊連接。
[0043]所述通信模塊可以是但不限于藍(lán)牙模塊，所述藍(lán)牙模塊為BLE4.0藍(lán)牙模塊;所述通信模塊與外部移動(dòng)終端連接;所述移動(dòng)終端可以是但不限于智能手機(jī)或平板電腦。
[0044]所述中央處理模塊可以是但