競走比賽犯規動作自動監測系統的製作方法
2023-04-29 13:43:31
專利名稱：競走比賽犯規動作自動監測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種競走比賽犯規動作自動監測系統。
背景技術：
在體育競賽中競走是裁判主觀因素介入最多，結果最難預料的田徑運動項目。客觀地講，靠裁判員視覺來判別競走運動員瞬間的動作是否規範是非常困難的。用電子儀器來代替裁判的眼睛是體育科技發展的方向，只有這樣才能有真正的公平競爭。基於無線傳輸的競走訓練智能裁判系統的設計填補了此項的空白，它能夠幫助裁判員提供一個客觀、 統一的標準。競走比賽有兩個核心規則其一，競走選手必須始終保持有一隻腳落在地面上。其二，從前進腳落地的一刻起直到腿部達到垂直的姿勢，腿部必須保持直線，膝蓋不能彎曲。做不到以上兩點的選手視為犯規，裁判員會予以警告，如果一位選手被三次警告將會被罰出局。根據國際田聯手冊1996 1997年規定和中國田協通知，從1996年開始，競走定義由保持單雙腳交替支撐防止騰空的規定明確改為「沒有可見的騰空(以眼睛觀察)」，默認了競走中騰空現象的存在[1]。又根據《1992年奧運會我國競走項目科研攻關》的研究成果競走比賽中小於42 ms為合理騰空時限；42 ms 47 ms為模糊騰空時限；大於70 ms 為犯規騰空時限。因此，本系統研究的關鍵就是捕獲運動員的騰空時限，並加以判斷，若大於合理騰空時限，能夠通知裁判。本發明具有結構簡單、操作方便、裁判準確等優點。
發明內容
本發明在於提供一種競走比賽犯規動作自動監測系統。採用的技術方案
競走比賽犯規動作自動監測系統，主要包括數據輸入模塊、顯示模塊、數據採集模塊、 數據處理模塊和數據傳輸模塊五個部分。其中，數據輸入模塊的功能是把運動員的編號信息輸入到系統中，顯示模塊則把輸入的運動員編號通過數碼管顯示出來，採集模塊將採集的運動員動作數據送到處理器中處理，若運動員動作犯規，則發射模塊將犯規數據及運動員號碼發送出去。系統功能
競走比賽有兩個核心規則其一，競走選手必須始終保持有一隻腳落在地面上。其二， 從前進腳落地的一刻起直到腿部達到垂直的姿勢，腿部必須保持直線，膝蓋不能彎曲。做不到以上兩點的選手視為犯規，裁判員會予以警告，如果一位選手被三次警告將會被罰出局。根據國際田聯手冊1996 1997年規定和中國田協通知，從1996年開始，競走定義由保持單雙腳交替支撐防止騰空的規定明確改為「沒有可見的騰空(以眼睛觀察)」，默認了競走中騰空現象的存在。又根據《1992年奧運會我國競走項目科研攻關》的研究成果競走比賽中小於42 ms為合理騰空時限；42 ms 47 ms為模糊騰空時限；大於70 ms為犯規騰空時限。因此，本系統研究的關鍵就是捕獲運動員的騰空時限，並加以判斷，若大於合理騰空時限，能夠通知裁判。因此，若運動員雙腳騰空時限大於70 ms即通過兩腳底傳感器採集到的信號時限差大於70 ms則判斷運動員犯規，若小於70 ms則在正常範圍內。各器件作用及信號類型
本設計是基於AT89C51單片機的競走智能判決，主要包括數據輸入模塊、顯示模塊、 數據採集模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊、時鐘電路模塊和系統復位模塊等7部分。數據輸入模塊由4X4鍵盤組成，通過該鍵盤將運動員的身份編號信息輸入到系統中，以用於運動員身份識別和成績記錄等信息。顯示模塊由一個2位LED數碼管組成，通過它可以將由鍵盤輸入的運動員的編號信息顯示出來。數據採集模塊由加速度振動傳感器和模數轉換模塊組成。安裝在運動員鞋底的加速度振動傳感器用來測量運動員的抬腳運動等動作信息，傳感器將測量的模擬信號送入到模數轉換模塊中，由模數轉換模塊將輸入的模擬信號轉換為數位訊號，然後將此數位訊號輸入到處理器中處理。模數轉換模塊由一片模數轉換晶片ADC0809、一片74LS373晶片、兩片7474晶片、一片74LS02晶片、一個非門組成。其中AD0809將模擬信號轉換為數位訊號，74LS373晶片用於數據鎖存，由兩片雙上升沿觸發的D型觸發器7474晶片用來給 ADC0809外接時鐘信號分頻。處理器由一片AT89C51單片機構成。該模塊用於對採集信息處理，根據採集數據判斷騰空時間是否超過70ms，如果超過將犯規信息送到發射模塊發出。發射模塊由鎖相環4046、電阻電容、三極體和晶片CA^lOC組成。鎖相環4046鎖住輸入信號的相位，使頻率較為穩定，晶片CA^lOC為寬帶放大器，用於射頻信號放大。發射模塊設定的信號覆蓋範圍為500米，當運動員犯規達到一定次數時，將運動員身份編號、 犯規次數、犯規時間等信息通過發射模塊發射出去，在信號覆蓋範圍內接受系統將及時該信息存儲系統中。系統復位模塊該模塊由電阻R1、電容Cl構成，用於系統復位。時鐘電路模塊由電容C2、C3和晶振組成，是整個系統的動力系統，為系統提供時
鍾信號。
具體實施例方式首先運動員通過4 X 4鍵盤將運動員的號碼輸入到系統中，並且通過LED數碼管顯示出運動員的號碼，比賽當中數據採集模塊實時採集運動員的雙腳動作信息，並在處理器中處理，當運動員犯規後，系統將通過發射模塊將運動員的號碼及犯規記錄傳遞出去。
權利要求
1.競走比賽犯規動作自動監測系統，包括數據輸入模塊、顯示模塊、數據採集模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊五個部分，其特徵在於所述的數據輸入模塊的功能是把運動員的編號信息輸入到系統中，顯示模塊則把輸入的運動員編號通過數碼管顯示出來，採集模塊將採集的運動員動作數據送到處理器中處理，若運動員動作犯規，則發射模塊將犯規數據及運動員號碼發送出去。
全文摘要
競走比賽犯規動作自動監測系統，主要包括數據輸入模塊、顯示模塊、數據採集模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊五個部分。其中，數據輸入模塊的功能是把運動員的編號信息輸入到系統中，顯示模塊則把輸入的運動員編號通過數碼管顯示出來，採集模塊將採集的運動員動作數據送到處理器中處理，若運動員動作犯規，則發射模塊將犯規數據及運動員號碼發送出去。本發明具有結構簡單、操作方便、裁判準確等優點。
文檔編號A63B71/06GK102462954SQ20101054853
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者任波, 周福濤, 李環 申請人:瀋陽理工大學