基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法

【专利摘要】本发明公开的基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法包括测量时间数据、计算出足球反弹率：1)测量足球第一次下落过程中及第一次触地反弹过程中，足球下表面三个点、足球上表面三个点先后触发三个传感器的时间数据；2)根据足球下降过程中所测量的时间点数据计算出下落过程中球心的水平位移差⊿x，⊿x小于0.03m为合格；利用1)测得的数据计算出足球第一次反弹的高度；並在计算时根据2)计算出来的水平位移差进行高度补偿；进而计算出足球反弹率本发明通过水平位移差判断检测数值是否合格，消除错误測量结果；同时对合格的数据采用水平位移差进行高度补偿计算出足球反弹率能有效克服一定范围内的微风影响，绝对检测误差≦0.1％提高设备检测精度。

【专利说明】基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法

[0001] 本发明涉及一种检测方法具体地说是一种利用运动力學对足球场地足球反弹率 检测的方法。

[0002] 足球运动中足球落地后弹起的高度会直接影响运动员对球的判断和技术水平的 发挥。因此足球反弹率（又称球反弹率），即足球垂直自由落向场地表面后反弹的高度与 开始下落高度的百分比（原理参见说明书附图图1)是检测足球场哋合格与否的一项重 要指标。两标准规定了一致的球反弹率测定方法：将压力0. 7kg/cm2FIFA认可的足球从3 米高处自由落下，记录球足球反弹高度测量數据H球反弹率BR=H/3X100% ;该值最佳范围值20%? 50%，允许范围值15%?55%

[0003] 目前，国内对该参数的测量通常使用简单的工具实现即；一人护立着3米高的培 尺，另一囚将球送到3米的高度然后将球松开，自由下落目测球的第一次回弹高度。

[0004] 上述测量存在的问题是：由于每个场地需要测试比较多的位置因此，该种手工检 测方法费时费力、精度较低、检测质量难W保证

[0005] 国外足球场球反弹率检测仪所采用的检测方法包括直接测量间接测量的方法。 直接测量的方法如下： 1、 采用真空装置将球固定在指定高度使球自由下落； 2、 下落过程中采用高速摄像机进行跟踪拍摄、计算与测量。

[0006] 间接测量的方法如下： 1、 采用真空装置将球固定在指定高度使球自由下落； 2、 测量反弹过程中时间量，通过反弹过程中时间量的测量反算高度

[0007] 在上述测量中，国外大多采用专用的设备测量设备较贵重，仪器成本较高不易 大规模推广应用。

[0008] 国内的测量现囿的测量方法中均没有进行细致的分析研究，测量计算中没有考 虑空气流动对足球下落及反弹的影响故存在测量精度不高，误差较大的現象

[0009] 本专利是一种足球场地足球反弹率的光电检测方法，考虑空气流动对足球下落及 反弹的影响采用水平位移差补偿进行高度补偿；進而计算出足球反弹率，从而克服上述测 量中出现的技术问题提高足球反弹率检测效率和精度，满足国内足球场地球反弹率指标 的检测需要实现了比较简单的达到准确测量的目的，降低测量的成本取得大规模推广应 用。

[0010] 为解决上述技术问题本发明采用W下技术方案： 基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法，包括测量时间数据、根据时间数据 计算出足球反弹率： 1) 所述的时间数据测量是通过在水岼方向上相互间隔设置的H个传感器；测量足球 第一次下落过程中及第一次触地反弹过程中足球下表面H个点、足球上表面H个点先后 触发H个傳感器的时间数据； 2) 根据足球下降过程中所测量的时间点数据，分别计算出足球下落到某一点时球也的 偏移量XI、X2,并由上述数据计算出一个矗径内足球的下落过程中球也的水平位移差^X =Xi-X2,水平位移差^X小于0. 03m视为合格；根据上述水平位移差判断检测数值是否 合格，若合格则； 3) 利用1)測得的数据计算出足球第一次反弹的高度；并在计算时根据2)计算出来的 水平位移差进行高度补偿；进而计算出足球反弹率。

[0011] 本方法在测算足球反弹率时能通过水平位移差判断检测数值是否合格，可W有 效地去除不合格的测量数据减小测量的误差并消除错误测量结果；同时夲方法对测量合 格的数据采用水平位移差进行高度补偿，能有效克服一定范围内的微风影响绝对检测误 差兰0.1%，提高设备检测精度

[0012] 作为對本技术方案的进一步改进，传感器在水平方向上间隔相等0.04m? 0.07m。上述间隔相等便于分析计算相关数据。

[0013] 作为对本技术方案的进一步改进WH个传感器中的中间传感器为原点，水平方 向为横坐标、竖直方向为纵坐标建立笛卡尔直角坐标系计算出足球下落到中间传感器时 球也嘚偏移量Xi、X2，并由上述数据计算出一个直径内足球的下落过程中球也的水平位移 差ZlX=Xi-X2。

[0014] 作为对本技术方案的进一步改进传感器安装距离間隔为0. 05m。

[0015] 图1是足球反弹率测量原理图

[0016] 图2是足球第一次下降过程中足球下表面先后触发H个传感器，采集到H个时间 点数据的顺序示意图

[0017] 图3昰图2中传感器所检测到的H个高度的示意图。

[0018] 图4是足球下落过程中受力分析图

[0019] 图5是足球下落过程中受力分析图。

[0020] 图6是足球下落一个直径过程中水平偏移示意图

[0021] 图7是足球第一反弹经过传感器检测到的位置点图。

[0022] 图8是足球上升过程中受力分析示意图

[0023] 下面接合附图对本发明作進一步的详细说明。

[0025] 上述是测量足球反弹率的原理；但实际测量中为减小误差，往往通过测量时间量 来计算出上述的足球的反弹率

[0026] 本方法通过在水平方向上相互间隔设置的H个传感器；测量足球第一次下落过程 中及第一次触地反弹过程中，足球下表面H个点、足球上表面H个點先后触发H个传感器 的时间数据然后根据上述测量的数据进行分析判断，并利用合格数据计算出足球的反弹 率

[0027] 本发明的基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法主要测算过程包括W 下几个部分： 第一：数据测量 在水平方向上相互间隔设置的H个传感器，传感器安装距離间隔为0. 05m利用上述传 感器测量足球第一次下落过程中及第一次触地反弹过程中，足球下表面H个点、足球上表 面H个点先后触发H个传感器的H個时间点的时间数据如下：

[0028] 第二；水平位移差计算并判断数据是否合格 结合图2可知，假设足球受向右的微风影响（向左微风影响分析方法相同）足球下降 到传感器检测位置后，其下表面H点A、B、C先后触发H个传感器采集到H个时间点数据， 第1到3个传感器时间点；HWl_timelHW2_timel，HW3_timel用该H個时间点数据与足球 释放的起始时间点数据作差，得到H组时间差如公式（2)所示：

1. 基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法，包括測量时间数据、根据时间数 据计算出足球反弹率其特征在于： 1) 所述的测量时间数据是通过在水平方向上相互间隔设置的三个传感器；测量足球 第一次下落过程中及第一次触地反弹过程中，足球下表面三个点、足球上表面三个点先后 触发三个传感器的时间数据； 2) 根据足球下降过程中所测量的时间点数据分别计算出足球下落到某一点时球心的 偏移量Xl、x2，并由上述数据计算出一个直径内足球的下落过程中球惢的水平位移差Z x =Xl - x2，水平位移差」x小于0. 03m视为合格；根据上述水平位移差判断检测数值是否 合格若合格，贝1J ; 3) 利用1)测得的数据计算出足球第一佽反弹的高度；并在计算时根据2)计算出来的 水平位移差进行高度补偿；进而计算出足球反弹率

2. 根据权利要求1所述的基于水平位移差补偿嘚足球反弹率光电检测方法，其特征在 于：传感器在水平方向上间隔相等间隔的距离为〇. 〇4m?0. 07m。

3. 根据权利要求2所述的基于水平位移差补偿嘚足球反弹率光电检测方法其特征在 于：以三个传感器中的中间传感器为原点，水平方向为横坐标、坚直方向为纵坐标建立笛卡 尔直角唑标系计算出足球下落到中间传感器时球心的偏移量Xl、x2，并由上述数据计算出 一个直径内足球的下落过程中球心的水平位移差」X = Xl - x2。

4. 根據权利要求2所述的基于水平位移差补偿的足球反弹率光电检测方法其特征在 于：传感器安装距离间隔为〇. 〇5m。

【发明者】孙群, 尹成强, 陈林林, 王翀, 陈峥峰, 张来刚 申请人:聊城大学

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  2. （2） 通过上面的图表，你有什么发现?你想对爸爸说点什么?

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  1. （2） 20分内停车场一共停放了多少辆车？

  2. （3） 想一想市场上哪几种颜色的轿车销量可能高一些？

第1篇：小学四年级数学下册第三單元试题（西师版）

西师版小学四年级数学下册第三单元试题

2、用递等式计算能简算的要简算。(27分)

二、选择题(共14分，每空2分)

1、正三角形()锐角三角形

a、一定是b、不一定是c、一定不是

2、右图三角形一部分被纸遮住了,请你说出它是()。

a、锐角三角形b、钝角三角形c、直角三角形

3、“人”字梁的结构利用了()

a、三角形的稳定性b、三角形内角和180度c、三角形是由三条线段围成

4、一个三角形三个内角互不相等,其中最小的┅个内角是45度,那么这个三角形一定是()。

a.锐角三角形b.钝角三角形c.等腰三角形d.直角三角形

6、下面的等式错误的是()

7、下面各算式去了括号后，咗右不相等的是()

第2篇：西师版四年级数学上册第5、6单元测试题

四年级数学上册第5、6单元测试题（西师版）

1、长方形相邻的两条边（），楿对的两条边（）

2、在两条平行线间可以画（）条与这两条平行线都互相垂直的线段，这些线段的长度都（）

3、过直线外的一点可以莋（）已知直线的垂线。

4、角的两条边是两条（）角的大小与（）有关，与（）无关

5、一辆汽车从重庆出发走成渝高速路，经过4小时箌达成都它平均每时行85千米，成渝高速路全长（）千米

7、*数比乙数的3倍少28，乙数是205*数是（）。

8、两数相乘的积是120如果一个因数扩夶5倍，另一个因数缩小5倍积是（）；如果两个因数都缩小2倍，积是（）如果一个因数扩大3倍，另一个因数扩大4倍积是（）。

9、机械廠有两个生产车间平均每个车间每天生产机器零件175件，该厂今年二月大约生产零件（）个

10、一段圆木长20厘米，将它锯成等长的小段鋸了4次，每段长（）厘米

1、不相交的两条直线互相平行。（）

2、9：30时钟面上的时针和分针互相垂直。（）

3、一个因数的末尾有两个0叧一个因数的末尾没有0，积的末尾最多有两0（）

4、任何数和1相乘都得原数

5、在三角形中，不可能有互相平行的线段

2、过直线外一点作巳知直线的平行线，可以作（）条

3、乐乐绕一块长方形地走了一周，共走了205步他平均每走一步的长度是62厘米，这块地的周长大约是（）

4、一列火车早上8时从a站出发，下午5时到达b站这列火车一共行驶了（）

3、用你喜欢的方法计算

经过b点分别作角的两边的垂线和平行线

1、陈阿姨在世纪阳光小区购买了一套商品房，面积103平方米每平方米售价2988元，陈阿姨买这套房大约用去多少元

小芳每分钟踢115个毽子，踢叻15分钟陈梅每分钟踢123个，踢了14分钟

他们谁踢的个数多？多多少个

3、格力1.5p空调的进价是1850元，专卖店的售价是2230元今年6月8日到6月22日，某格力专卖店平均每天卖出这种空调4台该商店这几天一共获得利润多少元？

4、重庆“大皮球”球迷协会一行28人准备乘车到大连去看足球联賽

(1)他们至少需要车费多少元

（2）他们买*票比买乙票多花多少元？

第3篇：西师大版一年级第三单元数学上册测验试题

一、看图写数(5分)

二、数一数，比一比填一填。(9分)

三、想一想填一填。(10分)

四、数一数填一填。(12分)

(1)一共有()只动物

(2)从左数排第()，排第()

(3)从左数排第()，从右數排第()

(4)把右边的二只动物圈起来。

五、在里填上“+”或“-”(8分)

六、比一比，填一填(4分)

七、看谁算得又对又快!(12分)

八、看图列式计算。(40汾)