体育运动中的传感器

关于体育运动中的传感器柔性压力传感器1生物电、声传感器2体感游戏3目录体育运动中的传感器第2页,共28页，2024年2月25日，星期天柔性阵列压力传感器数字跑道数字跑鞋体育运动中的传感器第3页,共28页，2024年2月25日，星期天柔性阵列压力传感器这个元件听上去复杂，其实实物就像一张纸一样，可以任意按压弯曲。而对接触物形状自适应的特性，也就是为什么赋予它“柔性”的缘故。

具体说来，传感器是由上下两层聚酯薄膜组成，中间在阵列与行列方向上，分布着一些导体，两根不同方向的导体相交的点上，装有传感器单元。第4页,共28页，2024年2月25日，星期天柔性阵列压力传感器第5页,共28页，2024年2月25日，星期天

标准的Tekscan压力传感器（美国Tekscan公司研制得到）由2片很薄的聚酯薄膜组成，导体外表有特殊的压敏半导体材料涂层。当2片薄膜合为一体时，大量的横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力感应点阵列。柔性阵列压力传感器第6页,共28页，2024年2月25日，星期天

当外力作用到这些感应点上时，半导体的阻值会随外力的变化而成比例变化，由此来反映感应点的压力值。当压力为0时，阻值最大；压力越大，阻值越小，从而可以反映出两接触面间的压力分布情况。通过扫描和测量每一个施力单元的电阻变化，确定表面力的幅值和时间特征，使用Tekscan的配套分析软件，得到实时二维或三维图像。柔性阵列压力传感器第7页,共28页，2024年2月25日，星期天柔性阵列压力传感器——数字跑道第8页,共28页，2024年2月25日，星期天

当运动员踩在跑道上时，由于受力情况不同，两层薄膜的接触面积发生改变，从而引发其中的电阻大小发生改变。传感器再将这些变化的数据传输到与之相连的电脑里，经过专门软件的分析，就可以得出运动员在训练中的各项参数，结合运动项目的基本规律和训练专家的知识与经验，还能知道此次动作完成的好坏。柔性阵列压力传感器——数字跑道第9页,共28页，2024年2月25日，星期天柔性阵列压力传感器——数字跑鞋第10页,共28页，2024年2月25日，星期天

两只鞋的外侧，各伸出来一个像U盘接口一样的东西，这叫信号采集器，是用来采集传感器的信息并向运动员的特制腕表发送信号的装置。而传感器呢，就藏在鞋底与鞋垫之间。运动员在训练时的技术数据，首先由鞋底发送到腕表上，教练员再在自己的手持终端上进行查询，接收来自腕表发送过来的信息。柔性阵列压力传感器——数字跑鞋第11页,共28页，2024年2月25日，星期天生物电、声传感器JY-1八道肌电遥测仪体育运动中的传感器第12页,共28页，2024年2月25日，星期天测量记录运动员在相距50~100米远处各种运动状态下八块肌肉的电信号。

生物电、声传感器——八道肌电遥测仪第13页,共28页，2024年2月25日，星期天4、测得的8块肌电之间的相互协调关系，可以分析不同运动员的技术动作特点，从而找到最佳的运动时间的强度。3、运动员神经机能变化的情况，因为脑神经（除眼神经外）的所有外部表现都可归纳为肌肉活动。2、运动员肌肉的疲劳和恢复情况，以便科学的安排运动量。1、运动员在运动情况下肌肉的力量、功能、技能状态，以掌握运动员身体素质的发展情况。生物电、声传感器——八道肌电遥测仪作用第14页,共28页，2024年2月25日，星期天发送部分放在运动员身上体积小生物电、声传感器——八道肌电遥测仪重量轻功耗低第15页,共28页，2024年2月25日，星期天八道肌电遥测仪是一个脉辐调频制遥测系统（PAM—FM）。生物电、声传感器——八道肌电遥测仪第16页,共28页，2024年2月25日，星期天发送部分:

选择脉冲发生器产生按时间顺序排列的脉冲,分别通过电子开关(TG)将放大了的肌电信号进行采样,得到按固定时间顺序幅度变化的脉冲序列(群路信号)去调制发射机,通过天线发送出去。生物电、声传感器——八道肌电遥测仪第17页,共28页，2024年2月25日，星期天生物电、声传感器——八道肌电遥测仪第18页,共28页，2024年2月25日，星期天接收部分:

接收天线将信号送到调频接收机得到群路信号,经缓冲放大后,解出帧同步信号及路同步信号,由此产生选通脉冲经电子开关将八路信号的脉冲序列进行分路。此断续的脉冲通过采样保持电路和滤波器,使信号得到恢复,进行记录和显示。生物电、声传感器——八道肌电遥测仪第19页,共28页，2024年2月25日，星期天体感运动体育运动中的传感器第20页,共28页，2024年2月25日，星期天体感游戏第21页,共28页，2024年2月25日，星期天体感游戏第22页,共28页，2024年2月25日，星期天体感游戏惯性感测主要是以惯性传感器为主，例如用重力传感器，陀螺仪以及磁传感器等来感测使用者肢体动作的物理参数，分别为加速度、角速度以及磁场，再根据此些物理参数来求得使用者在空间中的各种动作。第23页,共28页，2024年2月25日，星期天光学感测主要代表厂商为Sony及Microsoft。早在2005年以前，Sony便推出了光学感应套件——EyeToy，主要是通过光学传感器获取人体影像，再将此人体影像的肢体动作与游戏中的内容互动，主要是以2D平面为主，而内容也多属较为简易类型的互动游戏。体感游戏第24页,共28页，2024年2月25日，星期天

直到2010年，Microsoft发表了跨世代的全新体感感应套件——Kinect，号称无需使用任何体感手柄，便可达到体感的效果，而比起EyeToy更为进步的是，Kinect同时使用激光及摄像头（RGB）来获取人体影像信息，可捕捉人体3D全身影像，具有比起EyeToy更为进步的深度信息，而且不受任何灯光环境限制。体感游戏第25页,共28页，2024年2月25日，星期天联合感测

主要代表厂商为Nintendo及Sony。2006年所推出的Wii，主要是在手柄上放置一个重力传感器，用来侦测手部三轴向的加速度，以及一红外线传感器，用来感应在电视屏幕前方的红外线