人工智能：基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统研究分析

　　人工智能：基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统研究分析

　　摘要: 传统的乒乓球训练实时监测系统对乒乓球训练数据采集的准确率较低，无法实现对乒乓球训练实时监测。为此基于移动智能终端设计乒乓球训练实时监测系统。该系统在原有系统硬件基础上，设计了九轴加速度传感器以及无线蓝牙串口通信接口，实现乒乓球训练数据的分布式同步监测。在软件设计方面，利用采集端采集乒乓球训练实时数据，而后进行乒乓球实时训练数据预处理，再通过设计乒乓球训练实时数据库，实现对乒乓球训练数据实时监测。仿真实验结果表明，与传统系统相比，该系统对乒乓球训练实时监测权重系数更高。由此可见，基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统可以提高乒乓球训练质量。

　　关键词：移动智能终端; 乒乓球训练; 实时监测系统; 加速度传感器；

　　由于体育竞技的竞争空前激烈，无论是对于运动员还是教练都意味着对日常训练提出了更高的要求。乒乓球作为我国国球，在世界上也备受关注。乒乓球训练实时监测指的是针对乒乓球运动员的击球力量、打法的威胁性以及力量的杀伤力等数据的实时监测，有助于从根本上增强乒乓球运动员的制胜能力[1]。然而，传统的乒乓球训练实时监测系统对乒乓球训练监控手段关注的侧重点主要还停留在战术统计分析。无法实时且有效地采 集、处理、储存和监测乒乓球运动员训练过程中的击球力量、打法的威胁性以及力量的杀伤力等数据。为了更加科学有效的对乒乓球训练数据进行实时监测，可采用移动智能终端的方式。移动智能终端主要指的就是能自动接入互联网，并且能够自动发送指令的电子设备，其中最常见的包括：智能手机、平板电脑以及新流行的智能音响等[2]。移动智能终端在乒乓球训练实时监测系统中的应用，能够使各种乒乓球实时训练信息都可以通过移动终端来及时的获得和监测。因此，基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统是乒乓球训练实时监测系统正确的选择方向。

　　1基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统硬件设计

　　在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统中，首先进行基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统的硬件设计。在利用传感器技术和无线蓝牙通讯技术的基础上，设计了九轴加速度传感器以及无线蓝牙串口通信接口，实现对乒乓球训练数据的分布式同步监测[3]，致力于提高传统的乒乓球训练实时监测系统硬件性能。

　　1.1设计九轴加速度传感器

　　考虑到传感器技术是基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统硬件设计的核心技术，因此基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统的核心硬件设备是九轴加速度传感器。九轴加速度传感器可以根据乒乓球运动员挥拍动作的空间特征，精准采集乒乓球训练实时数据，其中包括：乒乓球运动员挥拍动作的瞬时加速度、乒乓球运动员挥拍速度以及乒乓球运动员挥拍身体所产生的位移等参数[4]。除此之外，九轴加速度传感器还能够采集乒乓球运动员挥拍过程中乒乓球拍的空间姿态以及乒乓球运动员挥拍角度变化等其他信息，满足对乒乓球训练实时数据监测的硬性需求。

　　结合实际乒乓球训练实时监控的需要，本文设计的九轴加速度传感器型号为T0901。九轴加速度传感器内置MPU-90120 芯片，MPU-90120 芯片作为一个封装的复合型芯片。在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统硬件设计中，本文设计的九轴加速度传感器由于采集精度相较于传统的加速度传感器具有极大的优势。九轴加速度传感器能够在采集乒乓球运动员挥拍动作的瞬时加速度的同时，采集乒乓球运动员挥拍运动方向的变化，从根本上提高了采集数据的可靠性以及稳定性[5]。九轴加速度传感器工作电压为 2.8~6.5 V，所承受电流值小于40 mA。九轴加速度传感器能够测量多种维度，分别为：乒乓球运动员挥拍三维加速度、乒乓球运动员挥拍角速度以及乒乓球运动员挥拍角度。九轴加速度传感器量程具体参数值如下：乒乓球运动员挥拍三维加速度为±27 g、乒乓球运动员挥拍角速度为±1800 °/s，乒乓球运动员挥拍角度200°、乒乓球运动员挥拍稳定性加速度为 0.018 g、乒乓球运动员挥拍瞬时角速度0.052°/s。

　　1.2设计无线蓝牙串口通信接口

　　无线蓝牙通讯技术日益成熟，在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统硬件设计中，设计无线蓝牙串口通信接口。无线蓝牙串口通信接口是基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统硬件中最重要的组成部分。将无线蓝牙串口通信接口的接线点设为I/0点。其中，I/0点所连接的移动智能终端设备主要包括：智能手机、平板电脑以及新流行的智能音响等[6]。可以将移动智能终端设备整个监测状态均视为自动化监测，基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统中I/0点为2000个，系统的实际容量有2540个， I/0点数的具体分布信息，如表1所示。

　　表1  无线蓝牙串口通信接口I/0点数的接口信息

　　2基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件设计

　　在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件设计中，本文将基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件分为四个步骤，逐步实现乒乓球训练实时监测[7]。首先，利用采集端采集乒乓球训练实时数据，而后进行乒乓球实时训练数据预处理。再通过设计乒乓球训练实时数据库，实现对乒乓球训练数据实时监测。通过对基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件进行设计，致力于提高乒乓球训练质量。

　　2.1采集乒乓球训练实时数据

　　在乒乓球实时训练精准化数据采集过程中，利用采集端确定数据，无需配置即可完成数据采集[8]。在移动智能终端的应用下，首先设置确定乒乓球训练实时数据监测字段，输入网址后软件即可自动识别出页面上的乒乓球训练实时数据并生成乒乓球训练实时数据确定结果。将每一类乒乓球训练实时数据对应一个监测字段，通过右击监测字段可以进行相关乒乓球训练实时数据设置，包括修改字段名称或增减字段。完成乒乓球运动员连续击球监测数据任务的添加，开始利用监测端启动采集乒乓球训练实时数据任务。

　　2.2乒乓球实时训练数据预处理

　　本文在采集乒乓球训练实时数据的基础上，对乒乓球实时训练数据进行预处理。在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统中，乒乓球实时训练数据的预处理是指将乒乓球运动员连续击球动作转换为用于之后处理的乒乓球实时训练数据监测的数字信号。在乒乓球实时训练数据的预处理阶段，能够实现乒乓球实时训练数据的自动调节及自由切换的功能。乒乓球实时训练数据的自动调节首先要根据乒乓球运动员的基本个人信息进行匹配，再将匹配到的数据结果导出。通过乒乓球运动员训练过程中的击球力量、打法的威胁性以及力量的杀伤力对乒乓球实时训练数据进行预处理。在乒乓球实时训练数据预处理的过程中可设置期望值，将乒乓球运动员训练过程中的击球力量、打法的威胁性以及力量的杀伤力分别设为s、v以及y。当期望值为n时，将s、v、y≥n时归为乒乓球实时训练达标数据，将s、v、y<n时归为乒乓球实时训练不达标数据。乒乓球实时训练数据预处理是基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件设计中的重要环节，乒乓球实时训练数据在预处理过程中的精准化程度及稳定度关系着整个系统数据监控的精准化程度及稳定度。

　　2.3设计乒乓球训练实时数据库

　　结合上述对乒乓球实时训练数据预处理的设计，在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件设计中需要一个体系成熟的数据库对监测到的乒乓球训练实时数据进行对应的数据存储、管理。将所有经过数据预处理后的乒乓球训练实时数据直接存储至数据库中。这样一来，当进行二次搜索时，便可以直接通过历史数据监测乒乓球运动员训练过程中的击球力量、打法的威胁性以及力量的杀伤力。当确定基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统中监测过的乒乓球训练实时数据经过乒乓球教练修改过，必须利用监测端重新更正乒乓球训练实时数据。将原有的乒乓球训练数据在数据库中删除，再把最新精准化采集的乒乓球训练实时数据添加到数据库中。

　　2.4实现对乒乓球训练数据实时监测

　　在基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件设计整个过程中,需要乒乓球教练能够很好完成对乒乓球训练实时数据的有效采集。严格按照基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统软件设计的具体模式，将这些乒乓球训练实时数据传送到移动智能终端，经过移动智能终端程序的自动化判断，对乒乓球训练数据进行实时精准化监测。从而能够获得精准监测的效果，实现对乒乓球训练数据实时监测，提高乒乓球运动员训练过程中的击球力量、打法的威胁性以及力量的杀伤力[9-10]。

　　3仿真实验
3.1实验准备

　　为了论证上述设计的有效性，本文采用仿真实验的方法确保基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统的优越性。本次仿真实验内容针对乒乓球训练实时的监测权重系数进行实验。为确保仿真实验结果的合理性，整个实验均在统一环境下进行，并且选用相同的乒乓球运动员进行实验。实验所用硬件设备型号标准完全统一，包括：高密度压缩板的乒乓球桌、防弧胶皮乒乓球拍以及弹力软轴乒乓球。在确保仿真实验普遍性的方面，本文设定实验总次数为16次，使用两个系统分别各采集8组乒乓球训练实时监测数据。首先采用传统的乒乓球训练实时监测系统对乒乓球训练实时数据进行监测，再采用文章设计的基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统实施同样操作步骤，设置传统的乒乓球训练实时监测系统为对照组，进行对比实验。

　　3.2实验结果分析与结论

　　根据上述设计的仿真实验，记录8组实验数据，将两个系统下对于乒乓球训练实时数据的监测权重系数进行对比。为了更直观的体现出两个系统对于乒乓球训练实时数据监测权重系数的差异性，本文特将仿真实验结果绘制为曲线图，如图1所示。

　　图1两个系统监测权重系数对比图

　　通过图1可得出如下的结论：本文设计的基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统的监测权重系数明显高于传统的乒乓球训练实时监测系统。对乒乓球训练实时监测满足各项技术指标的要求，从而说明本文设计的基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统其各项功能均可以满足对设计的硬性要求，可以提高乒乓球训练质量。

　　4结束语

　　随着科学技术水平的不断提高，移动智能终端已成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。基于移动智能终端对乒乓球训练进行实时监测不仅是提高乒乓球运动员比赛成绩的有效途径，同时是针对乒乓球运动员进行高质量训练的最实用和最可靠的方法。本文通过仿真实验证明基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统可以提高乒乓球训练实时监测权重系数，完成传统的乒乓球训练实时监测系统所难以完成的任务。基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统是乒乓球训练实时监测的核心技术，为乒乓球训练实时监测提供学术指导意义。基于移动智能终端的乒乓球训练实时监测系统不能局限于现在的需求，更要充分考虑到未来市场的走向。