專利名稱：一種仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置。
背景技術(shù)：
足球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)全民的運(yùn)動(dòng)，通過該運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)人們的體質(zhì)，培養(yǎng)人們的團(tuán)隊(duì)精神。但是由于足球場(chǎng)地占地面積大，隨便建成足球場(chǎng)是不可能的，因此，往往影響了對(duì)青少年足球運(yùn)動(dòng)的培養(yǎng)和遏制了青少年足球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有足球場(chǎng)地少，難以滿足青少年參加足球運(yùn)動(dòng)尤其專門練習(xí)射門動(dòng)作要求的困難，而提供的一種仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置。通過本實(shí)用新型仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置可以在小型的仿真足球場(chǎng)內(nèi)實(shí)時(shí)采集到足球運(yùn)動(dòng)的軌跡，再將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c其配套的計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)輸出虛擬足球的圖像，使參與者在小范圍內(nèi)體驗(yàn)到足球運(yùn)動(dòng)的真實(shí)感受，在參與的過程中，既挑戰(zhàn)自己身體的力量、速度與反應(yīng)能力，也鍛煉了身體，同時(shí)提高了對(duì)高科技與球類運(yùn)動(dòng)的興趣。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)措施是仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特點(diǎn)是，包括對(duì)稱設(shè)在足球運(yùn)動(dòng)軌跡上方的一對(duì)光耦合檢測(cè)器、一傳感器、以及一與所述光耦合檢測(cè)器的輸出端和所述傳感器的輸出端同步電連接的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置；所述的一對(duì)光耦合檢測(cè)器用于檢測(cè)足球經(jīng)過該兩光耦合檢測(cè)器之間的夾角以及足球從起始信號(hào)點(diǎn)到光耦合檢測(cè)器檢測(cè)面的飛行時(shí)間；所述傳感器用于輸出發(fā)球的起始信號(hào)；所述的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置用于將該兩種信號(hào)采集并儲(chǔ)存在該檢測(cè)裝置的存儲(chǔ)器內(nèi)，根據(jù)計(jì)算機(jī)讀取的需要實(shí)時(shí)輸出到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的每個(gè)光電耦合檢測(cè)器各包括一光學(xué)鏡頭、一線性光學(xué)耦合紅外成像芯片、一光學(xué)耦合檢測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)電路和一光學(xué)耦合信號(hào)輸出放大驅(qū)動(dòng)電路，集成在一個(gè)箱體內(nèi)。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的光學(xué)鏡頭采用光學(xué)耦合攝像機(jī)專用光學(xué)鏡頭。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的光學(xué)耦合檢測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)電路和一光學(xué)耦合信號(hào)輸出放大驅(qū)動(dòng)電路為一光電耦合集成電路。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的傳感器是一個(gè)壓力傳感器。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置包括一掃描脈沖分配器、一檢測(cè)信號(hào)處理器以及一單片機(jī)；所述的光電耦合檢測(cè)器及傳感器的輸出端分別與檢測(cè)信號(hào)處理器的輸入端連接；檢測(cè)信號(hào)處理器的輸出端分別輸出一檢測(cè)數(shù)據(jù)和一中斷信號(hào)，檢測(cè)數(shù)據(jù)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接，中斷信號(hào)與單片機(jī)的總線接口連接；所述的單片機(jī)輸出一控制脈沖到掃描脈沖分配器進(jìn)行分頻后，該分頻信號(hào)送到光電耦合檢測(cè)器的輸入端，控制光電耦合檢測(cè)器動(dòng)作與否。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的掃描脈沖分配器由分頻相位分頻器構(gòu)成。
上述仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其中，所述的檢測(cè)信號(hào)處理器由模數(shù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。
由于本實(shí)用新型采取了以上的技術(shù)方案，可檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)中的球的動(dòng)態(tài)軌跡，給后級(jí)計(jì)算機(jī)提供實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)。


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是光耦合檢測(cè)器的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置的電方框圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1。本實(shí)用新型仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置(虛線內(nèi))，包括對(duì)稱設(shè)在足球運(yùn)動(dòng)軌跡上方的一對(duì)光耦合檢測(cè)器1、2，設(shè)在仿真球場(chǎng)中間點(diǎn)球位置的壓力傳感器3，以及一與所述光耦合檢測(cè)器的輸出端和所述傳感器的輸出端同步電連接的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置4；所述的一對(duì)光耦合檢測(cè)器用于檢測(cè)足球經(jīng)過該兩光耦合檢測(cè)器之間的夾角以及足球從起始信號(hào)點(diǎn)到光耦合檢測(cè)器檢測(cè)面的飛行時(shí)間，所述壓力傳感器用于輸出發(fā)球的起始信號(hào)；所述的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置用于將該兩種信號(hào)采集并儲(chǔ)存在該檢測(cè)裝置的存儲(chǔ)器內(nèi)，根據(jù)計(jì)算機(jī)讀取的需要實(shí)時(shí)輸出到計(jì)算機(jī)5中進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理。
請(qǐng)參閱圖2。所述的每個(gè)光電耦合檢測(cè)器1(2)各包括一箱體10、一設(shè)置箱體窗口的光學(xué)鏡頭11、以及設(shè)在箱體內(nèi)的一線性光學(xué)耦合紅外成像芯片、一光學(xué)耦合檢測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)電路和一光學(xué)耦合信號(hào)輸出放大驅(qū)動(dòng)電路。光學(xué)鏡頭采用CCD攝象機(jī)專用6mmF1.4光學(xué)鏡頭，此鏡頭在CCD(線性光學(xué)耦合紅外成像)芯片上成像為1024象素。經(jīng)過4分頻處理，得到256線，因此檢測(cè)角度精度小于0.3度。當(dāng)選用90度視場(chǎng)角鏡頭時(shí)，檢測(cè)面可以覆蓋整個(gè)檢測(cè)面。光學(xué)耦合檢測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)電路和一光學(xué)耦合信號(hào)輸出放大驅(qū)動(dòng)電路由一光學(xué)耦合集成電路構(gòu)成，為現(xiàn)有技術(shù)，故不贅述。
請(qǐng)參閱圖3。所述的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置4包括一掃描脈沖分配器41、一檢測(cè)信號(hào)處理器42以及一單片機(jī)43；所述的光電耦合檢測(cè)器及壓力傳感器的輸出端分別與檢測(cè)信號(hào)處理器的輸入端連接；檢測(cè)信號(hào)處理器的輸出端分別輸出一檢測(cè)數(shù)據(jù)和一中斷信號(hào)，檢測(cè)數(shù)據(jù)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接，中斷信號(hào)與單片機(jī)的總線接口連接；所述的單片機(jī)輸出一控制脈沖到掃描脈沖分配器進(jìn)行分頻后，該分頻信號(hào)送到光電耦合檢測(cè)器的輸入端，控制光電耦合檢測(cè)器動(dòng)作與否。
所述的單片機(jī)43自帶時(shí)間計(jì)數(shù)器，用于記錄兩組測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間計(jì)數(shù)。單片機(jī)將數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)的RAM區(qū)內(nèi)。此RAM區(qū)為雙口讀寫，PC機(jī)通過ISA總線直接讀取RAM區(qū)數(shù)據(jù)。PC機(jī)讀寫RAM區(qū)的地址可由單片機(jī)上地址開關(guān)設(shè)置(可設(shè)置地址在0200H-03E0H之間)。
球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置4采用ISA總線進(jìn)行信號(hào)采集，同時(shí)進(jìn)行時(shí)間計(jì)數(shù)。檢測(cè)數(shù)據(jù)為兩光電耦合檢測(cè)器的夾角與球從起始信號(hào)點(diǎn)到光電耦合檢測(cè)器檢測(cè)面的飛行時(shí)間。
使用時(shí)該球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置4插在微計(jì)算機(jī)5的插槽中，以總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)程序以查詢方式訪問球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)存貯區(qū)，并根據(jù)所采集到的內(nèi)容進(jìn)行一定的計(jì)算，從而得到運(yùn)動(dòng)物體的速度、位置和運(yùn)行軌跡。
本實(shí)用新型工作原理如下光電耦合檢測(cè)器懸掛于測(cè)量平面(即球場(chǎng)中部)的左、右上方，真正的球放在傳感器(點(diǎn)球位置)上，當(dāng)參與者點(diǎn)球時(shí)，光電耦合檢測(cè)器不斷描述所在監(jiān)視平面的圖像的變化情況，球的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，即鎖定平面變化點(diǎn)的坐標(biāo)(單維)。兩部光電耦合檢測(cè)器同時(shí)工作時(shí)，即可確定當(dāng)前面變化點(diǎn)的二維坐標(biāo)。由于光電耦合檢測(cè)器安裝位置是固定的，從而得到運(yùn)動(dòng)物體通過測(cè)量點(diǎn)處時(shí)的空間坐標(biāo)。球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置用于采集光電耦合檢測(cè)器所產(chǎn)生的位置信號(hào)，并送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬圖像的處理。
本實(shí)用新型運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置主要用于檢測(cè)足球、高爾夫球等運(yùn)動(dòng)物體的空間位置并根據(jù)各測(cè)檢點(diǎn)之間(最少兩個(gè)點(diǎn))的位置、運(yùn)動(dòng)消耗時(shí)間等計(jì)算出運(yùn)動(dòng)物體的速度和運(yùn)行曲線。球速范圍球直徑大于13.65厘米時(shí)，檢測(cè)球速100米/秒以內(nèi)球直徑小于10厘米時(shí)，檢測(cè)球速80米/秒以內(nèi)球直徑小于5厘米時(shí)，檢測(cè)球速50米/秒以內(nèi)檢測(cè)范圍光電耦合檢測(cè)器選用90度視場(chǎng)角鏡頭，可以覆蓋整個(gè)檢測(cè)面，檢測(cè)寬度＜＝5CM。
角度誤差小于0.3度定時(shí)精度小于0.05毫秒。
本采集裝置可以在小型的仿真足球場(chǎng)內(nèi)實(shí)時(shí)采集到足球運(yùn)動(dòng)(或其他球類運(yùn)動(dòng))的軌跡，再將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c其配套的計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)輸出虛擬足球的圖像，使參與者在小范圍內(nèi)體驗(yàn)到足球運(yùn)動(dòng)的真實(shí)感受。
權(quán)利要求1.仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，包括對(duì)稱設(shè)在足球運(yùn)動(dòng)軌跡上方的一對(duì)光耦合檢測(cè)器、一傳感器、以及一與所述光耦合檢測(cè)器的輸出端和所述傳感器的輸出端同步電連接的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置；所述的一對(duì)光耦合檢測(cè)器用于檢測(cè)足球經(jīng)過該兩光耦合檢測(cè)器之間的夾角以及足球從起始信號(hào)點(diǎn)到光耦合檢測(cè)器檢測(cè)面的飛行時(shí)間；所述傳感器用于輸出發(fā)球的起始信號(hào)；所述的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置用于將該兩種信號(hào)采集并儲(chǔ)存在該檢測(cè)裝置的存儲(chǔ)器內(nèi)，根據(jù)計(jì)算機(jī)讀取的需要實(shí)時(shí)輸出到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的每個(gè)光電耦合檢測(cè)器各包括一光學(xué)鏡頭、一線性光學(xué)耦合紅外成像芯片、一光學(xué)耦合檢測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)電路和一光學(xué)耦合信號(hào)輸出放大驅(qū)動(dòng)電路，集成在一個(gè)箱體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的光學(xué)鏡頭采用光學(xué)耦合攝像機(jī)專用光學(xué)鏡頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的光學(xué)耦合檢測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)電路和一光學(xué)耦合信號(hào)輸出放大驅(qū)動(dòng)電路為一光電耦合集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的傳感器是一個(gè)壓力傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置包括一掃描脈沖分配器、一檢測(cè)信號(hào)處理器以及一單片機(jī)；所述的光電耦合檢測(cè)器及傳感器的輸出端分別與檢測(cè)信號(hào)處理器的輸入端連接；檢測(cè)信號(hào)處理器的輸出端分別輸出一檢測(cè)數(shù)據(jù)和一中斷信號(hào)，檢測(cè)數(shù)據(jù)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接，中斷信號(hào)與單片機(jī)的總線接口連接；所述的單片機(jī)輸出一控制脈沖到掃描脈沖分配器進(jìn)行分頻后，該分頻信號(hào)送到光電耦合檢測(cè)器的輸入端，控制光電耦合檢測(cè)器動(dòng)作與否。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的掃描脈沖分配器由分頻相位分頻器構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特征在于，所述的檢測(cè)信號(hào)處理器由模數(shù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型仿真足球射門時(shí)足球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集裝置，其特點(diǎn)是，包括對(duì)稱設(shè)在足球運(yùn)動(dòng)軌跡上方的一對(duì)光耦合檢測(cè)器、一傳感器、以及一與光耦合檢測(cè)器和傳感器的輸出端同步電連接的球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置；光耦合檢測(cè)器用于檢測(cè)足球經(jīng)過該兩光耦合檢測(cè)器之間的夾角及足球從起始信號(hào)點(diǎn)到光耦合檢測(cè)器檢測(cè)面的飛行時(shí)間；傳感器用于輸出發(fā)球的信號(hào)；球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置用于將該兩種信號(hào)采集并儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)，根據(jù)計(jì)算機(jī)讀取的需要實(shí)時(shí)輸出到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理。本采集裝置可以在小型的仿真足球場(chǎng)內(nèi)實(shí)時(shí)采集到足球運(yùn)動(dòng)的軌跡，再將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c其配套的計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)輸出虛擬足球的圖像，使參與者在小范圍內(nèi)體驗(yàn)到足球運(yùn)動(dòng)的真實(shí)感受。
文檔編號(hào)G06F9/455GK2655339SQ0327047
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月28日
發(fā)明者胡學(xué)增, 梁兆正, 許永順, 柯少敏, 肖建敏 申請(qǐng)人:上海科技館