一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统

技术领域

本发明涉及乒乓球动作训练技术领域，具体涉及一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统。

背景技术

乒乓球是一项十分受欢迎的体育运动，目前，市面上并没有专门针对发球、接球、步伐等动作标准评估的乒乓球训练系统，大多采用教练当场进行观察指导的模式，或者采用摄像头进行训练视频的采集，然后在结束训练后，教练进行观察与事后的指导的模式，大部分训练者只能靠自我体会与领悟，在体育运动训练中，如何利用现代科学技术手段尽可能实时地、精确地采集运动员在乒乓球训练情况，对于科学指导运动训练、提高运动技术水平是非常重要的。

如中国专利公开号为CN 108939480 A的专利，公开了一种乒乓球智能训练系统，包括：乒乓球落点位置数据采集模块、乒乓球运动轨迹数据采集模块、运动状态采集模块、动作标准评估模块、动作指导建议输出模块、综合评估模块和中央处理器。本发明通过乒乓球运动轨迹、乒乓球拍运动轨迹、运动员手部、步伐以及躯体运动轨迹的获取，从多方面实现了乒乓球训练过程的监测，系统自带训练数据评估功能，为训练方案的制作提供了指导性的意见，从而使得训练更有针对性，大大提高了训练效率；在后期讲解过程中的采用全息投放的形式进行历史训练资料或教学指导资料的播放，大大方便了训练者对于各个动作的反复观摩和理解，提高了训练效率，同时也减轻了教练的工作量。

但是，该训练系统在运动员训练过程中不能对训练时长进行计时，不方便运动员按照规划进行训练，也不便于对训练强度进行控制，同时该训练系统不能针对性的给出合理的训练规划，影响训练的效果。

发明内容

本发明提供一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统，包括：

中央处理器，负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件，用于和各个模块进行交互；

乒乓球轨迹捕捉模块，用于通过安装在乒乓球桌两侧的多个红外线测量光幕对乒乓球的运动轨迹进行数据记录；

视频画面采集模块，用于通过摄像单元对运动员的训练画面进行摄像，并通过视频记录单元对所采集的视频进行记录储存；

运动员状态采集模块，用于通过安装在运动员以及球拍上的心率传感器、速度传感器、陀螺仪等多个传感器，对运动员训练过程中的身体状态和训练状态进行数据采集；

训练计时模块，用于通过运动员日常水平和状态反馈得出的建议训练时长，再结合运动员当日训练状态，对每一段训练进行计时，并在训练计时结束时提醒运动员；

数据综合处理模块，用于对乒乓球轨迹捕捉模块、视频画面采集模块、运动员状态采集单元和训练计时模块中所采集的数据进行综合分析，并绘制出各种曲线图，从其中提炼出有效信息用于AI学习；

显示装置模块，用于显示出日常训练日程、训练视频回放、运动员状态提醒、紧急情况提醒等内容；

智能AI学习模块，用于通过数据综合处理模块所处理的数据，配合数据库中专业乒乓球训练的数据进行比对，计算出相对合理的训练规划，再通过运动员的训练，进一步学习并给出下一步规划，反复此过程；

指导建议输出模块，用于给出训练规划和指导意见，方便运动员进行训练。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述乒乓球轨迹捕捉模块包括红外测量单元和数据记录单元，所述红外测量单元的信号端与数据记录单元的信号端信号连接，所述红外测量单元包括红外线测量光幕，所述多个红外线测量光幕安装在乒乓球台的两侧，所述红外线测量光幕对乒乓球的轨迹进行捕捉，所述数据记录单元对乒乓球的位置数据进行记录，所述中央处理器将数据传输到数据综合处理模块进行处理。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述视频画面采集模块包括摄像单元和视频记录单元，所述摄像单元的信号端与视频记录单元的信号端信号连接，所述摄像单元包括摄像头，所述摄像头对运动员的训练画面进行拍摄，所述视频记录单元对拍摄的视频进行记录储存，所述中央处理器将视频数据传输到数据综合处理模块进行分析。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述运动员状态采集模块包括采集单元和数据记录单元，所述采集单元的信号端与数据记录单元的信号端信号连接，所述采集单元包括心率传感器、血压传感器、速度传感器、加速度传感器和陀螺仪，所述心率传感器和血压传感器均绑定在运动员的手臂上且心率传感器和血压传感器分别对运动员的心率和血压进行测量，所述速度传感器、加速度传感器和陀螺仪均安装在乒乓球拍上且速度传感器、加速度传感器和陀螺仪分别对乒乓球拍的速度、加速度和角速度进行测量，所述数据记录单元对采集到的数据进行记录储存并通过中央处理器将数据传输到数据综合处理模块进行处理。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述训练计时模块包括调节单元、计时单元和数据记录单元，所述调节单元的信号端与计时单元和数据记录单元的信号端信号连接，所述调节单元是根据运动员的日常水平和状态再结合当日训练状态反馈到智能AI学习模块，再通过智能AI学习模块给出的建议训练时长对下一次计划训练时长进行调节，所述计时单元在运动员训练开始时计时且计时单元在到达计划训练时长时提醒运动员并停止计时，所述数据记录单元对训练时长数据进行记录并通过中央处理器将数据传输到数据综合处理模块进行处理。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述数据综合处理模块对乒乓球轨迹捕捉模块、视频画面采集模块、运动员状态采集单元和训练计时模块中所采集的数据进行综合处理分析，所述数据综合处理模块同时进行各种曲线图以及表格的绘制且从中提取出有效信息用于AI学习。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述显示装置模块包括显示屏，多个所述显示屏安装在运动员的训练场所，所述显示屏用于显示运动员的日常训练日程、回放运动员的训练视频、运动员身体状态提醒、紧急状况提醒等。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述智能AI学习模块包括信息接收单元、学习单元和反馈单元，所述信息接收单元的信号端与学习单元和反馈单元的信号端信号连接，所述信息接收单元对数据综合处理模块处理后的数据和信息进行接收，所述学习单元对数据库中专业乒乓球训练规划和乒乓球动作与运动员的训练规划和动作进行比对，所述反馈单元通过学习单元的学习给出一个当前情况下适合运动员的训练规划和动作，通过运动员下一次训练得到的数据，继续学习和反馈，重复此过程实现运动员的训练规划和动作越来越合适。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述指导建议输出模块包括蓝牙耳机和显示屏，所述显示屏对运动员的训练规划和建议击球动作进行显示，所述蓝牙耳机用于运动员进行佩戴，在训练过程中通过蓝牙耳机进行建议指导。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

1、本发明提供一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统，通过设置运动员状态采集模块，在运动员训练时对运动员的身体状态情况和训练状态进行数据采集，便于后续给出针对性的训练计划，提高了训练的效果。

2、本发明提供一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统，通过设置训练计时模块，对运动员的每段训练时间进行计时并提醒，保证了运动员合理的训练强度，防止过度训练对运动员的身体造成损伤。

3、本发明提供一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统，通过设置智能AI学习模块，对处理后的信息和数据进行比对，给出合理的训练规划和击球动作，并不断优化，有助于提高训练的效率。

附图说明

图1为本发明一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统，包括中央处理器，负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件，用于和各个模块进行交互；

乒乓球轨迹捕捉模块，用于通过安装在乒乓球桌两侧的多个红外线测量光幕对乒乓球的运动轨迹进行数据记录；

视频画面采集模块，用于通过摄像单元对运动员的训练画面进行摄像，并通过视频记录单元对所采集的视频进行记录储存；

运动员状态采集模块，用于通过安装在运动员以及球拍上的心率传感器、速度传感器、陀螺仪等多个传感器，对运动员训练过程中的身体状态和训练状态进行数据采集；

训练计时模块，用于通过运动员日常水平和状态反馈得出的建议训练时长，再结合运动员当日训练状态，对每一段训练进行计时，并在训练计时结束时提醒运动员；

数据综合处理模块，用于对乒乓球轨迹捕捉模块、视频画面采集模块、运动员状态采集单元和训练计时模块中所采集的数据进行综合分析，并绘制出各种曲线图，从其中提炼出有效信息用于AI学习；

显示装置模块，用于显示出日常训练日程、训练视频回放、运动员状态提醒、紧急情况提醒等内容；

智能AI学习模块，用于通过数据综合处理模块所处理的数据，配合数据库中专业乒乓球训练的数据进行比对，计算出相对合理的训练规划，再通过运动员的训练，进一步学习并给出下一步规划，反复此过程；

指导建议输出模块，用于给出训练规划和指导意见，方便运动员进行训练。

进一步的，在本发明实施例中，乒乓球轨迹捕捉模块包括红外测量单元和数据记录单元，红外测量单元的信号端与数据记录单元的信号端信号连接，红外测量单元包括红外线测量光幕，多个红外线测量光幕安装在乒乓球台的两侧，红外线测量光幕对乒乓球的轨迹进行捕捉，数据记录单元对乒乓球的位置数据进行记录，中央处理器将数据传输到数据综合处理模块进行处理。

进一步的，在本发明实施例中，视频画面采集模块包括摄像单元和视频记录单元，摄像单元的信号端与视频记录单元的信号端信号连接，摄像单元包括摄像头，摄像头对运动员的训练画面进行拍摄，视频记录单元对拍摄的视频进行记录储存，中央处理器将视频数据传输到数据综合处理模块进行分析。

进一步的，在本发明实施例中，运动员状态采集模块包括采集单元和数据记录单元，采集单元的信号端与数据记录单元的信号端信号连接，采集单元包括心率传感器、血压传感器、速度传感器、加速度传感器和陀螺仪，心率传感器和血压传感器均绑定在运动员的手臂上且心率传感器和血压传感器分别对运动员的心率和血压进行测量，速度传感器、加速度传感器和陀螺仪均安装在乒乓球拍上且速度传感器、加速度传感器和陀螺仪分别对乒乓球拍的速度、加速度和角速度进行测量，数据记录单元对采集到的数据进行记录储存并通过中央处理器将数据传输到数据综合处理模块进行处理。

进一步的，在本发明实施例中，训练计时模块包括调节单元、计时单元和数据记录单元，调节单元的信号端与计时单元和数据记录单元的信号端信号连接，调节单元是根据运动员的日常水平和状态再结合当日训练状态反馈到智能AI学习模块，再通过智能AI学习模块给出的建议训练时长对下一次计划训练时长进行调节，计时单元在运动员训练开始时计时且计时单元在到达计划训练时长时提醒运动员并停止计时，数据记录单元对训练时长数据进行记录并通过中央处理器将数据传输到数据综合处理模块进行处理。

进一步的，在本发明实施例中，数据综合处理模块对乒乓球轨迹捕捉模块、视频画面采集模块、运动员状态采集单元和训练计时模块中所采集的数据进行综合处理分析，数据综合处理模块同时进行各种曲线图以及表格的绘制且从中提取出有效信息用于AI学习。

进一步的，在本发明实施例中，显示装置模块包括显示屏，多个显示屏安装在运动员的训练场所，显示屏用于显示运动员的日常训练日程、回放运动员的训练视频、运动员身体状态提醒、紧急状况提醒等。

进一步的，在本发明实施例中，智能AI学习模块包括信息接收单元、学习单元和反馈单元，信息接收单元的信号端与学习单元和反馈单元的信号端信号连接，信息接收单元对数据综合处理模块处理后的数据和信息进行接收，学习单元对数据库中专业乒乓球训练规划和乒乓球动作与运动员的训练规划和动作进行比对，反馈单元通过学习单元的学习给出一个当前情况下适合运动员的训练规划和动作，通过运动员下一次训练得到的数据，继续学习和反馈，重复此过程实现运动员的训练规划和动作越来越合适。

进一步的，在本发明实施例中，指导建议输出模块包括蓝牙耳机和显示屏，显示屏对运动员的训练规划和建议击球动作进行显示，蓝牙耳机用于运动员进行佩戴，在训练过程中通过蓝牙耳机进行建议指导。

下面具体说一下该基于AI学习的乒乓球动作智能训练系统的工作原理。

如图1所示，在本发明中，通过设置中央处理器，负责读取指令，对指令译码并执行指令，用于和各个模块进行交互，通过设置乒乓球轨迹捕捉模块，通过安装在乒乓球桌两侧的多个红外线测量光幕对乒乓球的运动轨迹进行数据记录，通过设置视频画面采集模块，摄像单元对运动员的训练画面进行摄像，并通过视频记录单元对所采集的视频进行记录储存，通过设置运动员状态采集模块，安装在运动员以及球拍上的心率传感器、速度传感器、陀螺仪等多个传感器，对运动员训练过程中的身体状态和训练状态进行数据采集，通过设置训练计时模块，运动员日常水平和状态反馈得出的建议训练时长，再结合运动员当日训练状态，对每一段训练进行计时，并在训练计时结束时提醒运动员，通过设置数据综合处理模块，对乒乓球轨迹捕捉模块、视频画面采集模块、运动员状态采集单元和训练计时模块中所采集的数据进行综合分析，并绘制出各种曲线图，从其中提炼出有效信息用于AI学习，通过设置显示装置模块，显示出日常训练日程、训练视频回放、运动员状态提醒、紧急情况提醒等内容，通过设置智能AI学习模块，数据综合处理模块所处理的数据，配合数据库中专业乒乓球训练的数据进行比对，计算出相对合理的训练规划，再通过运动员的训练，进一步学习并给出下一步规划，反复此过程，通过设置指导建议输出模块，给出训练规划和指导意见，方便运动员进行训练。