一种用于足球射门训练的球门装置

本发明涉及足球训练设备，尤其涉及一种用于足球射门训练的球门装置。背景技术：1、足球是一项以脚为主，控制和支配球，两支球队按照一定规则在同一块长方形球场上互相进行进攻、防守对抗的体育运动项目。因足球运动对抗性强、战术多变、参与人数多等特点，故被称为“世界第一运动”。足球射门训练是足球训练中至关重要的一环，它直接影响到球员在比赛中的射门效率和准确性。随着足球运动的发展，对射门训练的要求也越来越高。2、经检索，中国专利号为cn111589087a的专利公开了一种用于足球射门训练的球门装置，包括球门框架，球门框架的内侧上端固定有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块一，滑块一的的底面固定有吊架，吊架上设置有气缸，气缸的活塞杆端固定连接靶板，球门框架的内侧底部固定有用来捡球的出球筒，出球筒的上端固定有接球斗箱，球门框架的内侧底部固定有储气罐，储气罐与出球筒相连通，并通过气流将出球筒内部足球推出球门框架。该种用于足球射门训练的球门装置，便于对运动员提高射门的精准度，而且通过出球筒将进入球门框架内部的足球推出球门框架，无需进行捡球，提高运动员的训练效率，在射门训练使得可以对足球动能进行回收再利用，从而节省能耗。该中国专利号为cn111589087a的专利解决了现有的足球运动员在进行足球训练时，由于球门框架上没有标靶，使得球门框架的投射区较大，没有目标感，因此不便于运动员射门时的精准度，而且在运动员在向球门框架射门后，需要将足球进行捡回，比较费时费力，不便于提高训练效效率的问题。3、但上述装置在实际的使用过程中，难以根据球员的射门表现对发球装置进行智能调整，也难以为球员提供个性化的训练建议或反馈，使球员在训练过程相对单一，缺乏针对性和高效性，因此，需要提出一种用于足球射门训练的球门装置。技术实现思路1、本发明的目的是为了解决现有技术中难以根据球员的射门表现对发球装置进行智能调整，也难以为球员提供个性化的训练建议或反馈，使球员在训练过程相对单一，缺乏针对性和高效性的缺点，而提出的一种用于足球射门训练的球门装置。2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：3、一种用于足球射门训练的球门装置，包括：4、感应和识别模块：负责感应足球位置和识别足球运动轨迹；5、数据传输和处理模块：负责接收感应和识别模块传输的数据，并进行处理和分析；6、反馈和显示模块：负责实时显示处理和分析后的数据信息；7、控制模块：负责球员对装置进行个性化调整；8、所述控制模块可以依据对数据传输和处理模块处理分析后的数据对装置进行个性化调整，所述控制模块设置在支撑板上，所述支撑板的外部固定连接有固定架，所述固定架的外部转动连接有第一转动轮，所述第一转动轮的外部转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外部螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套的外部固定连接有发球台，所述发球台的外部设有足球发射机构，所述发球台的外部对称固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆远离发球台的一侧与第一转动轮之间为固定连接。9、上述技术方案进一步包括：10、所述感应和识别模块包括位置感应单元、速度测量单元与轨迹识别单元，所述位置感应单元用于检测足球是否穿过球门线并进入球门区域，并确定射门的位置，所述速度测量单元用于测量足球的速度，所述轨迹识别单元用于捕捉足球的飞行轨迹，记录足球在空中的位置变化。11、所述轨迹识别单元应用有卷积神经网络建立模型，其具体步骤为：12、输入数据表示：假设输入数据为一个多维数组，记为x，x的维度为批量大小，通道数，高度，宽度，分别表示输入的样本数量、通道数量、图像高度和图像宽度；13、卷积操作：通过卷积核对输入数据进行滑动窗口的卷积操作，提取输入数据中的特征，假设卷积核的维度为通道数，卷积核高度，卷积核宽度，记为w，卷积操作可以通过以下公式表示：z[i,j]＝sum(sum(sum(x[:,:,i:i+h,j:j+w]*w)))+b其中，z是卷积操作的输出，表示特征图，i和j表示特征图的位置，h和w分别表示卷积核的高度和宽度，b是偏置项；14、激活函数：在卷积操作之后，应用relu对特征图进行非线性变换，增加网络的表达能力；15、池化操作：通过在局部感知区域内选择平均值作为池化结果，减少特征图的空间维度，并保留重要的特征信息；16、全连接操作：在经过多次卷积和池化操作之后，将特征图展开成一维向量，并通过全连接层进行分类或回归任务，全连接层中的每个神经元都与前一层的所有神经元相连，通过学习权重和偏置来建立输入和输出之间的映射关系；17、损失函数：在卷积神经网络模型中，使用交叉熵损失函数来度量模型的预测结果与真实标签之间的差距；18、反向传播算法：使用反向传播算法来计算损失函数对于模型参数的梯度，并使用梯度下降来更新模型参数，不断优化模型的性能。19、所述数据传输和处理模块采用了pid控制算法模拟不同的射门场景帮助球员提高射门技巧，所述pid控制算法的公式为：20、pid输出＝kpe(t)+ki∫e(t)dt+kd*de(t)/dt21、其中kp：比例系数，决定了系统对误差的响应速度；22、ki：积分系数，用于消除系统的静态误差，确保系统能够达到期望的稳定状态；23、kd：微分系数，影响系统对误差变化的响应，有助于加快系统的响应速度并减少超调；24、e(t)：误差信号，即期望的射门位置与实际射门位置之间的差值；25、t：时间，表示从系统开始运行到当前时刻的时间。26、所述足球发射机构包括发球台外部开设的发球通道，所述发球台的外部固定安装有气缸，所述气缸的输出端设有推板，所述推板与发球通道之间为滑动连接，所述发球通道的外部设置有足球本体。27、所述支撑板的外部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端设置有第一转动轴，所述第一转动轴的外部固定连接有第二转动轮，所述第二转动轮的外部传动连接有皮带，所述皮带与第一转动轮之间为传动连接。28、所述固定架的外部固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端与螺纹杆之间为固定连接，所述螺纹杆与固定架之间为转动连接。29、所述支撑板的外部固定连接有多个固定杆，所述固定杆远离支撑板的外部固定连接足球台，所述足球台的两侧具有倾斜角度便于使足球发生滚动，所述足球台的外部固定连接有足球网。30、所述足球台的外部有进球口，所述足球台的外部固定连接有输球管道。31、本发明具备以下有益效果：32、1、本发明中，当需要对发球装置进行智能调整时，使第一转动轴带动第二转动轮发生转动，最终可以使足球发射机构的发射角度改变，使螺纹杆转动带动螺纹套发生升降时，可以使足球发射机构的发射高度发生改变，便于为球员提供个性化的训练。33、2、本发明中，通过感应和识别模块对足球位置和运动轨迹进行识别记录，再通过数据传输和处理模块可以对数据进行处理和分析，最终通过反馈和显示模块可以显示训练建议或技巧提示，帮助球员提升射门技能。