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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明公开了一种基于无线通信技术的室内实时滑雪竞技系统。基于无线通信技术的室内实时滑雪竞技系统以无线传输模块与云端数据存储模块为核心，串联起滑雪者的现实运动与虚拟竞技，室内滑雪机上的滑雪者穿戴动作感知模块与UWB定位模块，两个模块分别采集滑雪者的人体姿态数据与位置数据，无线传输模块对所采集到的数据进行打包传输，并对数据进行校验，云端数据存储模块对无误的数据进行储存。模拟滑雪竞技显示模块访问云端数据，姿态数据驱动人体三维模型，位置数据驱动滑雪轨迹的实时更新，显示屏实时更新各个滑雪者滑雪姿态与轨迹的变化，从而实现跨地域的实时同台滑雪竞技。

主权项：1.一种基于无线通信技术的室内实时滑雪竞技系统，其特征在于：室内滑雪机、UWB定位模块、惯性动作感知模块、无线传输模块、云端数据存储模块及模拟滑雪竞技显示模块；具体步骤如下：步骤1：惯性动作感知模块的数据采集与姿态解算；将惯性动作感知模块穿戴于滑雪者的主要肢体处，陀螺仪用于测量关节的角速度，加速度计测量关节在各个轴上的加速度，磁力计用于测量地球磁场信息，利用互补滤波算法来拟合传感器数据，并进行姿态解算，计算滑雪者的肢体运动、姿态信息；步骤2：UWB定位模块的数据采集与处理；首先在环境中布置4个UWB基站，滑雪者穿戴定位标签，通过对称双边双向测距法，分别测量出定位标签与四个基站之间距离，再采用到达时间法解算出滑雪者的位置信息；步骤3：无线传输模块对不同地区滑雪者的数据进行无线传输；无线传输模块主要由STM32微控制器与ESP8266芯片构成，首先进行装备的初始化，STM32微控制器对姿态，位置数据进行打包，并对ESP8266芯片发送AT指令，接收指令后ESP8266芯片搜索附近的路由器或接入点，根据预设的配置连接WiFi网络建立通信链接；连接成功后，ESP8266芯片会通过动态主机配置协议向网络请求IP地址；获取到IP地址后，ESP8266芯片就可以与云端进行数据传输和通信，为确保数据的准确性，数据传输过程还包含数据的确认与重传；步骤4：通过云端数据存储模块进行数据的存储；创建时间序列数据库实例，在控制台上生成访问凭证这些凭证将用于在代码中访问云端的API；在实例中创建适合存储运动数据的表格，通过API调用、对数据进行查询操作，以获取实时监控、历史数据分析信息；配置合适的安全策略，确保只有授权的用户或装备能够访问和写入数据；设置监控系统以监控数据接收和存储的状态；定期检查系统运行情况，并根据需要进行维护和优化；步骤5：通过模拟滑雪竞技显示模块进行滑雪竞技与显示；显示器渲染模拟滑雪场景，通过无线传输模块获取不同地点滑雪者的数据包，并进行解析；滑雪竞技有两个竞技模式，模式一为技巧竞技，显示屏幕给出需要做的滑雪动作，数据包中的姿态数据驱动人体三维模型，并与标准滑雪动作进行对比，从而对滑雪者的滑雪动作进行打分；模式二为速度竞技，滑雪者在虚拟滑雪赛道中竞技，位置数据驱动滑雪者滑雪轨迹实时更新，从而实现滑雪竞速。

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