本發明涉及體育動作判斷領域，更具體地說，涉及一種足球拉球動作的判斷方法、一種足球拉球訓練統計方法，以及一種自動進行拉球計數的足球。
背景技術：
足球運動中的拉球動作是將前腳掌放在球上部，另一腳作為支撐腳立于球后方，觸球腳用力將球向支撐腳方向拉回，該動作主要用于球感訓練，也是運球過人的技巧之一。在活動中左右腳交替進行拉球，左腳或右腳每觸碰一次球，記一次拉球。
但現有技術沒有實現判斷與計算拉球次數的技術方案，在拉球訓練的過程中，仍然只能采用人工方式進行計數。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種自動進行拉球判斷的足球拉球動作的判斷方法，一種自動進行拉球統計的足球拉球訓練統計方法，一種實現自動進行拉球計數的足球。
本發明的技術方案如下：
一種足球拉球動作的判斷方法，實時獲取足球的合加速度a(n)、旋轉軸變化角度axisangle(n)，其中，n＝1,2,3…，表示第n次獲得的合加速度a(n)、旋轉軸變化角度axisangle(n)；
計算拉球特征值Feature(n)＝a(n)·axisangle(n)；如果拉球特征值Feature(n)大于預設的拉球閥值Threshold，則判斷為進行拉球動作一次；
如果兩次拉球動作大于預設時間間隔T，則判斷成功完成一次拉球。
作為優選，采集拉球動作發生的時間戳，判斷兩次拉球動作的時間間隔，如果兩次拉球動作大于預設時間間隔T，則判斷成功完成一次拉球。
作為優選，合加速度a(n)具體為：
其中，ax(n)、ay(n)、az(n)為加速度傳感器采集的X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度。
作為優選，通過角速度計算旋轉軸變化角度axisangle(n)，具體為：
axisangle(n)＝arccos(cosaxisangle(n))；
其中，gx(n)、gy(n)、gz(n)為第n次陀螺儀采集的X軸角速度、Y軸角速度、Z軸角速度；gx(n-1)、gy(n-1)、gz(n-1)為第n-1次陀螺儀采集的X軸角速度、Y軸角速度、Z軸角速度。
一種足球拉球訓練統計方法，利用所述的足球拉球動作的判斷方法識別拉球，并統計拉球次數；
如果未成功完成一次拉球或者未開始拉球，且未判斷為成功拉球動作，則重新進行足球拉球動作的判斷；
如果已成功完成一次拉球，且未判斷為成功拉球動作，則拉球訓練統計結束。
一種自動進行拉球計數的足球，其特征在于，設有陀螺儀、加速度傳感器，利用所述的足球拉球動作的判斷方法識別拉球，并利用所述的足球拉球訓練統計方法進行統計拉球次數。
作為優選，陀螺儀與加速度傳感器分別采用9軸慣性傳感器中的3軸陀螺儀與3軸加速度傳感器，9軸慣性傳感器中的磁力傳感器采集的數據實時對采集的角速度進行校正。
一種自動進行拉球計數的訓練系統，包括自動進行拉球計數的足球、運算終端，自動進行拉球計數的足球設有陀螺儀、加速度傳感器、數據收發裝置，將陀螺儀、加速度傳感器采集的數據發送至運算終端，運算終端基于接收的數據，利用所述的足球拉球動作的判斷方法識別拉球，并利用所述的足球拉球訓練統計方法進行統計拉球次數。
作為優選，陀螺儀與加速度傳感器分別采用9軸慣性傳感器中的3軸陀螺儀與3軸加速度傳感器，9軸慣性傳感器中的磁力傳感器采集的數據實時對采集的角速度進行校正。
本發明的有益效果如下：
本發明所述的足球拉球動作的判斷方法，基于傳感器采集加速度與角速度，進而計算獲得拉球特征值，再根據拉球特征值判斷是否拉球成功。整個判斷過程自動完成，高效準確。基于所述的判斷方法實現足球拉球訓練統計方法，在足球拉球訓練中，自動進行拉球次數與訓練時間統計。整個訓練統計過程自動完成，高效準確。
本發明所述的自動進行拉球計數的足球，通過傳感器采集的數據，基于上述的判斷與統計方法，完成自動判斷與統計的功能，使拉球訓練能夠徹底擺脫人工方式的束縛，高效準確。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
本發明為了實現自動進行拉球判斷與統計，提供一種足球拉球動作的判斷方法、一種足球拉球訓練統計方法，以及一種自動進行拉球計數的足球。
所述的足球拉球動作的判斷方法，利用傳感器采集的加速度和角速度的變化特征計算拉球特征值，當拉球特征值達到預設的拉球閥值時，判斷為拉球。具體為：
實時獲取足球的合加速度a(n)、旋轉軸變化角度axisangle(n)；計算拉球特征值Feature(n)＝a(n)·axisangle(n)；如果拉球特征值Feature(n)大于預設的拉球閥值Threshold，則判斷為進行拉球動作一次；
其中，n＝1,2,3…，表示第n次獲得的合加速度a(n)、旋轉軸變化角度axisangle(n)。
為了更精確地判斷是否進行正常的拉球，防止對不規范的拉球動作也判斷為成功拉球，如果兩次拉球動作大于預設時間間隔T，則判斷成功完成一次拉球。具體為：采集拉球動作發生的時間戳，判斷兩次拉球動作的時間間隔，如果兩次拉球動作大于預設時間間隔T，則判斷成功完成一次拉球。通過時間上的約束，保證每次拉球判斷的精確性。
其中，合加速度a(n)具體為：
其中，ax(n)、ay(n)、az(n)為加速度傳感器采集的X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度。
通過角速度計算旋轉軸變化角度axisangle(n)，具體為：
axisangle(n)＝arccos(cosaxisangle(n))；
其中，gx(n)、gy(n)、gz(n)為第n次陀螺儀采集的X軸角速度、Y軸角速度、Z軸角速度；gx(n-1)、gy(n-1)、gz(n-1)為第n-1次陀螺儀采集的X軸角速度、Y軸角速度、Z軸角速度。
利用所述的足球拉球動作的判斷方法識別拉球，本發明還提供一種足球拉球訓練統計方法，在所述的足球拉球動作的判斷方法判斷成功完成拉球后，統計拉球次數；
如果未成功完成一次拉球或者未開始拉球，且未判斷為成功拉球動作，則重新進行足球拉球動作的判斷；
如果已成功完成一次拉球，且未判斷為成功拉球動作，則拉球訓練統計結束。
為了實現自動判斷拉球與統計拉球次數，本發明還一種自動進行拉球計數的足球，設有陀螺儀、加速度傳感器，利用所述的足球拉球動作的判斷方法識別拉球，并利用所述的足球拉球訓練統計方法進行統計拉球次數。
本發明還提供另一種實現自動判斷拉球與統計拉球次數的系統，包括自動進行拉球計數的足球、運算終端，足球只負責數據采集，所有后續的計算在運算終端進行。自動進行拉球計數的足球設有陀螺儀、加速度傳感器、數據收發裝置，將陀螺儀、加速度傳感器采集的數據發送至運算終端，運算終端基于接收的數據，利用所述的足球拉球動作的判斷方法識別拉球，并利用所述的足球拉球訓練統計方法進行統計拉球次數。
如設置藍牙BLE 4.0傳輸器，當拉球運動開始時，足球在運動過程中收集傳感器變化數據，再透過藍牙傳輸數據到運算終端，、則在運算終端上實時計算出拉球的開始與拉球次數，使運動員在訓練過程中可以精確地知道訓練的時間及準確度。
所述的足球的兩種實施方式中，陀螺儀與加速度傳感器分別采用九軸慣性傳感器中的3軸陀螺儀與3軸加速度傳感器，9軸慣性傳感器中的磁力傳感器采集的數據實時對采集的角速度進行校正。
在進行拉球判斷時，9軸慣性傳感器與3軸加速度傳感器在足球進行一次位置變動時，采集7組數據，分別為時間ts(n)、9軸慣性傳感器采集的X軸加速度ax(n)、Y軸加速度ay(n)、Z軸加速度az(n)。
傳感器的電子機械本身帶有一定的噪聲，伴隨溫度的變化也會引響量測值。例如陀螺儀傳感器，伴隨噪聲的累加，會造成更大的誤差。為了解決上述的噪聲，本發明利用9軸慣性傳感器中的磁力傳感器采集的數據實時校正，得到更精確的角速度變化值。
上述實施例僅是用來說明本發明，而并非用作對本發明的限定。只要是依據本發明的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本發明的權利要求的范圍內。