本发明涉及体育动作判断领域，更具体地说，涉及一种足球拨球动作的判断方法、一种足球拨球训练统计方法，以及一种自动进行拨球计数的足球。
背景技术：
足球运动中的拨球训练是用左右双脚来回波动足球，使足球在两脚之间。是增强球感、熟悉球性的有效方法，是任何等级运动员常练不懈的练习。可作为准备活动，也可用作前后两个练习之间的调整过渡手段。
但现有技术没有实现判断与计算拨球次数的技术方案，在拨球训练的过程中，仍然只能采用人工方式进行计数。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动进行拨球判断的足球拨球动作的判断方法，一种自动进行拨球统计的足球拨球训练统计方法，一种实现自动进行拨球计数的足球。
本发明的技术方案如下：
一种足球拨球动作的判断方法，实时获取足球的两组合加速度a(n)、h(n)，以及旋转轴变化角度axisangle(n)，其中，n＝1,2,3…，表示第n次获得的合加速度a(n)、合加速度h(n)、旋转轴变化角度axisangle(n)；
计算拨球特征值Feature(n)＝a(n)·axisangle(n)·h(n)；如果拨球特征值Feature(n)大于预设的拨球阀值Threshold，则判断为进行拨球动作一次；
如果两次拨球动作大于预设时间间隔T，则判断成功完成一次拨球。
作为优选，合加速度a(n)、合加速度h(n)分别由不同传感器同时获得。
作为优选，采集拨球动作发生的时间戳，判断两次拨球动作的时间间隔，如果两次拨球 动作大于预设时间间隔T，则判断成功完成一次拨球。
作为优选，合加速度a(n)具体为：
其中，ax(n)、ay(n)、az(n)为加速度传感器采集的X轴加速度、Y轴加速度、Z轴加速度。
作为优选，合加速度h(n)具体为：
其中，hx(n)、hy(n)、hz(n)为第n次加速度传感器采集的X轴加速度、Y轴加速度、Z轴加速度。
作为优选，通过角速度计算旋转轴变化角度axisangle(n)，具体为：
axisangle(n)＝arccos(cosaxisangle(n))；
其中，gx(n)、gy(n)、gz(n)为第n次陀螺仪采集的X轴角速度、Y轴角速度、Z轴角速度；gx(n-1)、gy(n-1)、gz(n-1)为第n-1次陀螺仪采集的X轴角速度、Y轴角速度、Z轴角速度。
一种足球拨球训练统计方法，利用所述的足球拨球动作的判断方法识别拨球，并统计拨球次数；
如果未成功完成一次拨球或者未开始拨球，且未判断为成功拨球动作，则重新进行足球拨球动作的判断；
如果已成功完成一次拨球，且未判断为成功拨球动作，则拨球训练统计结束。
一种自动进行拨球计数的足球，其特征在于，设有陀螺仪、两组加速度传感器，利用所述的足球拨球动作的判断方法识别拨球，并利用所述的足球拨球训练统计方法进行统计拨球次数。
作为优选，陀螺仪与一组加速度传感器分别采用9轴惯性传感器中的3轴陀螺仪与3轴 加速度传感器，9轴惯性传感器中的磁力传感器采集的数据实时对采集的角速度进行校正；另一组加速度传感器采用独立的3轴加速度传感器。
一种自动进行拨球计数的训练系统，包括自动进行拨球计数的足球、运算终端，自动进行拨球计数的足球设有陀螺仪、两组加速度传感器、数据收发装置，将陀螺仪、两组加速度传感器采集的数据发送至运算终端，运算终端基于接收的数据，利用所述的足球拨球动作的判断方法识别拨球，并利用所述的足球拨球训练统计方法进行统计拨球次数。
作为优选，陀螺仪与一组加速度传感器分别采用9轴惯性传感器中的3轴陀螺仪与3轴加速度传感器，9轴惯性传感器中的磁力传感器采集的数据实时对采集的角速度进行校正；另一组加速度传感器采用独立的3轴加速度传感器。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的足球拨球动作的判断方法，基于传感器采集加速度与角速度，进而计算获得拨球特征值，再根据拨球特征值判断是否拨球成功。整个判断过程自动完成，高效准确。基于所述的判断方法实现足球拨球训练统计方法，在足球拨球训练中，自动进行拨球次数与训练时间统计。整个训练统计过程自动完成，高效准确。
本发明所述的自动进行拨球计数的足球，通过传感器采集的数据，基于上述的判断与统计方法，完成自动判断与统计的功能，使拨球训练能够彻底摆脱人工方式的束缚，高效准确。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明为了实现自动进行拨球判断与统计，提供一种足球拨球动作的判断方法、一种足球拨球训练统计方法，以及一种自动进行拨球计数的足球。
所述的足球拨球动作的判断方法，利用传感器采集的加速度和角速度的变化特征计算拨球特征值，当拨球特征值达到预设的拨球阀值时，判断为拨球。具体为：
实时获取足球的两组合加速度a(n)、h(n)，以及旋转轴变化角度axisangle(n)；计算拨球特征值Feature(n)＝a(n)·axisangle(n)·h(n)；如果拨球特征值Feature(n)大于预设的拨球阀值Threshold，则判断为进行拨球动作一次；
其中，n＝1,2,3…，表示第n次获得的合加速度a(n)、合加速度h(n)、旋转轴变化角度axisangle(n)。
为了更精确地判断是否进行正常的拨球，防止对不规范的拨球动作也判断为成功拨球，如果两次拨球动作大于预设时间间隔T，则判断成功完成一次拨球。具体为：采集拨球动作发生的时间戳，判断两次拨球动作的时间间隔，如果两次拨球动作大于预设时间间隔T，则判断成功完成一次拨球。通过时间上的约束，保证每次拨球判断的精确性。
由于两组合加速度需要同时被使用，则合加速度a(n)、合加速度h(n)分别由不同传感器同时获得。
其中，合加速度a(n)具体为：
其中，ax(n)、ay(n)、az(n)为加速度传感器采集的X轴加速度、Y轴加速度、Z轴加速度。
合加速度h(n)具体为：
其中，hx(n)、hy(n)、hz(n)为第n次加速度传感器采集的X轴加速度、Y轴加速度、Z轴加速度。
通过角速度计算旋转轴变化角度axisangle(n)，具体为：
axisangle(n)＝arccos(cosaxisangle(n))；
其中，gx(n)、gy(n)、gz(n)为第n次陀螺仪采集的X轴角速度、Y轴角速度、Z轴角速度；gx(n-1)、gy(n-1)、gz(n-1)为第n-1次陀螺仪采集的X轴角速度、Y轴角速度、Z轴角速度。
利用所述的足球拨球动作的判断方法识别拨球，本发明还提供一种足球拨球训练统计方法，在所述的足球拨球动作的判断方法判断成功完成拨球后，统计拨球次数；
如果未成功完成一次拨球或者未开始拨球，且未判断为成功拨球动作，则重新进行足球拨球动作的判断；
如果已成功完成一次拨球，且未判断为成功拨球动作，则拨球训练统计结束。
为了实现自动判断拨球与统计拨球次数，本发明还一种自动进行拨球计数的足球，设有陀螺仪、两组加速度传感器，利用所述的足球拨球动作的判断方法识别拨球，并利用所述的足球拨球训练统计方法进行统计拨球次数。
本发明还提供另一种实现自动判断拨球与统计拨球次数的系统，包括自动进行拨球计数的足球、运算终端，足球只负责数据采集，所有后续的计算在运算终端进行。自动进行拨球计数的足球设有陀螺仪、两组加速度传感器、数据收发装置，将陀螺仪、两组加速度传感器采集的数据发送至运算终端，运算终端基于接收的数据，利用所述的足球拨球动作的判断方法识别拨球，并利用所述的足球拨球训练统计方法进行统计拨球次数。
如设置蓝牙BLE 4.0传输器，当拨球运动开始时，足球在运动过程中收集传感器变化数据，再透过蓝牙传输数据到运算终端，、则在运算终端上实时计算出拨球的开始与拨球次数，使运动员在训练过程中可以精确地知道训练的时间及准确度。
所述的足球的两种实施方式中，陀螺仪与一组加速度传感器分别采用九轴惯性传感器中的3轴陀螺仪与3轴加速度传感器，9轴惯性传感器中的磁力传感器采集的数据实时对采集的角速度进行校正；另一组加速度传感器采用独立的3轴加速度传感器。
在进行拨球判断时，9轴惯性传感器与3轴加速度传感器在足球进行一次位置变动时，采集10组数据，分别为时间ts(n)、9轴惯性传感器采集的X轴加速度ax(n)、Y轴加速度ay(n)、Z轴加速度az(n)、3轴加速度传感器采集的X轴加速度hx(n)、Y轴加速度hy(n)、Z轴加速度hz(n)。
传感器的电子机械本身带有一定的噪声，伴随温度的变化也会引响量测值。例如陀螺仪传感器，伴随噪声的累加，会造成更大的误差。为了解决上述的噪声，本发明利用9轴惯性传感器中的磁力传感器采集的数据实时校正，得到更精确的角速度变化值。
同时，由于9轴惯性传感器的加速度传感器在测量足球加速度时，会出现量程过小的问题。因此，本发明中，独立设置一个3轴加速度传感器，与9轴惯性传感器匹配使用，得到 更精确的判断效果。
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。