飞碟射击枪体姿态参数获取技术及系统研究

发布时间：2017-11-09 14:12

  本文关键词：飞碟射击枪体姿态参数获取技术及系统研究

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【摘要】：飞碟射击是众多体育赛事中的重要竞技项目之一。射击训练技术性很强,传统的射击训练大多依靠运动员自身总结经验和视频回放定性感知,缺乏定量分析的数据基础来揭示和描述飞碟射击中姿态对射击结果的影响。论文提出一种获取飞碟射击枪体姿态参数的系统,通过捕获在实弹射击或空腔预习等训练时的枪体运动情况,为运动员提供可靠的科学数据作为运动训练的定量指标。本课题研究了姿态参数测试技术,采用多传感器融合的方式获取枪体的线运动及角运动情况。针对飞碟射击运动的特点改进了姿态解算的方法,解决了姿态解算初值选取困难的问题。基于低功耗、小型化的思路进行了器件选型及硬件电路的设计。数据传输采用非标准无线通信协议方式,通过总线转换技术解决了没有相应无线接口的智能终端从微处理器接收数据的问题。对系统误差进行了分析,通过椭球拟合法、均值法及阈值设定对MPU6050进行了标定,减小了器件误差及安装误差。对互补滤波算法和卡尔曼滤波算法进行了分析,使用卡尔曼滤波算法对陀螺仪的漂移进行了补偿。通过曲线闭合验证了数据处理和姿态解算的准确性。基于Android智能终端开发了枪体姿态参数处理软件实现了数据处理的功能以及数据图和枪体轨迹图的绘制的功能,并对运动员信息、训练数据和枪体轨迹进行记录。对系统硬件部分进行了封装并对测试了系统功能,软件可以在Android手机上顺利运行,枪头模块和扳机监测模块可以安装在枪体上,系统可以完成对枪体运行轨迹的自动捕获。论文基于复合传感姿态测量技术实现了对射击时运动员枪体的运动轨迹的捕获,研制了国内首款飞碟射击枪体姿态参数获取系统。系统智能易操作,具有低功耗、小型化、低成本的特点,为射击运动员提供了定量数据作为训练质量的指标,将经验以数据的形式表现出来,便于分析和交流。达到了运动训练科学化,科学训练数据化的目的,并且便于推广使用,有助于推动射击运动的发展。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：G871.3;TP274

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本文编号：1162199