济南大学韩明迅获国家专利权
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龙图腾网获悉济南大学申请的专利一种网球动作捕捉系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120695419B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510858081.7,技术领域涉及:A63B71/06;该发明授权一种网球动作捕捉系统是由韩明迅;车雯;王瑞静;沙磊;时传霞;王梦晗;单雨洁设计研发完成,并于2025-06-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种网球动作捕捉系统在说明书摘要公布了:本发明涉及动作捕捉技术领域,尤其涉及一种网球动作捕捉系统,该系统包括:运动传感器模块,采集网球运动员的目标关节的运动参数;多视角同步摄像模块,获取运动员击球时的目标骨骼关节点的空间位移数据;数据融合处理模块,对运动参数与空间位移数据进行融合,生成的三维骨骼动画模型;实时反馈模块,根据三维骨骼动画模型提取的肩髋扭转角度差参数,在击球动作结束后通过触觉反馈装置输出方向震动提示信号,并利用显示终端输出重叠对比图与挥拍轨迹偏差的梯度热力图。本发明能够解决难以精准捕捉动作细节、提供量化数据反馈的问题,克服了现有动作捕捉设备数据收集不全面、精度不足或适配性差等缺陷,为运动员精准优化击球动作提供有力支持。
本发明授权一种网球动作捕捉系统在权利要求书中公布了:1.一种网球动作捕捉系统,其特征在于,所述系统包括: 运动传感器模块,包含固定于网球运动员的每个目标关节的惯性测量单元,用于实时采集所述网球运动员的每个目标关节的运动参数; 多视角同步摄像模块,包含布设于网球场的两侧底线中点及球网中线延长线位置处的立体视觉相机,多个立体视觉相机形成覆盖所述网球运动员击球动作的三维捕捉区域,用于同步获取所述网球运动员击球时的多个目标骨骼关节点的空间位移数据; 数据融合处理模块,用于对每个目标关节的运动参数与每个目标骨骼关节点的空间位移数据进行融合,生成包含时间序列的三维骨骼动画模型; 实时反馈模块,用于根据所述三维骨骼动画模型中提取的肩髋扭转角度差参数,在击球动作结束后达到预设时间阈值时,通过穿戴于所述网球运动员的非持拍手腕部的触觉反馈装置输出方向可识别的震动提示信号,并利用部署在所述网球场的显示终端,同步输出所述三维骨骼动画模型与预存标准动作模型的重叠对比图,以及在所述三维骨骼动画模型表面投影挥拍轨迹偏差的梯度热力图; 所述数据融合处理模块具体用于: 对所有的角速度数据与所有的空间位移数据进行时序对齐,并基于每个加速度数据,分别计算各惯性测量单元的安装位置的位姿漂移误差,并通过卡尔曼滤波器对所有的角速度数据进行动态补偿; 根据生物力学约束条件建立肩‑髋‑膝动态连杆模型,所述生物力学约束包括相邻关节旋转角度范围限制及肢体长度恒定条件; 将所述肩‑髋‑膝动态连杆模型与所有的空间位移数据输入反向运动学算法,迭代求解关节旋转角度最优解,生成包含时间序列的三维骨骼动画模型; 所述数据融合处理模块还用于: 从所述三维骨骼动画模型中,提取所述网球运动员的肩关节与髋关节的实时三维空间坐标及旋转角度数据; 在所述网球运动员的击球动作的加速阶段,分别实时计算肩关节绕垂直躯干方向的第一旋转角度值以及髋关节绕所述垂直躯干方向的第二旋转角度值,并根据所述第一旋转角度值与所述第二旋转角度值的差值,实时计算所述肩髋扭转角度差参数。
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