CN106267782A - 一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置 - Google Patents

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胡永阳
栗东奎
王�华
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

针对排球落点在球场边线附近时不易判断以及现有判断技术的不足，本发明利用光电技术和计算机技术提供一种当排球的落点在球场边线附近时能够实时、准确判断并进行显示的装置和判断方法。本发明采用快速激光对射传感器（包括激光发射器和激光接收器）构造一种检测排球落地点的检测装置，并由激光接收器将检测信号发送给运算处理器1；运算处理器1利用其判断程序对信号进行处理判断，并将判断结果通过无线信号发送给无线接收及显示系统，并通过一定的判断逻辑对接收到的结果信息进行运算处理，利用显示器显示判断结果，提醒比赛主裁判进行判罚。

Description

一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置
技术领域
本发明涉及光电检测技术在排球运动领域中的应用，具体地说是利用光电技术和计算机技术来检测排球在比赛中落点是处于场内还是场内的问题。
背景技术
在排球比赛中，对于球体的落地点的判断目前都是由辅助边线裁判人员利用肉眼来判断的。当排球落地点距离球场边线较远时，这种判罚比较容易；当排球落地点在球场边线附近时，这种判罚难度较大甚至会出现错误判罚。这难免给判罚的结果带来极大的主观性并造成极大的人力浪费。随着科学技术的发展，目前出现了比赛鹰眼系统，这一定程度弥补了人眼客观性不足的问题，但鹰眼系统需要慢动作重放，严重影响比赛的连续性，且其成本昂贵，安装使用极为复杂，所以使用鹰眼系统仍然不可避免需要专门的边线裁判人员进行主观判断，无法解决人力浪费的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对排球落点在球场边线（7）附近时不易判断以及现有判断技术的不足，提供一种当排球的落点在球场边线（7）附近时能够实时、准确判断并进行显示的装置和判断方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：采用快速激光对射传感器（包括激光发射器（1）和激光接收器（14））构造一种检测排球落地点的检测装置，并由激光接收器（14）将检测信号发送给运算处理器1；运算处理器1利用其判断程序对信号进行处理判断，并将判断结果通过无线信号发送给无线接收及显示系统，并通过一定的判断逻辑对接收到的结果信息进行运算处理，利用显示器显示判断结果，提醒比赛主裁判进行判罚。
本发明的有益效果在于：
1）采用多个快速激光对射传感器作为排球落点的检测装置，检测结果具有实时、可靠等优点；
2）采用运算处理器对检测信号进行智能处理和判断，提高了判罚结果的准确性和可靠性；
3）与其它判断装置与技术相比，本发明具有使用简单、安装方便、成本低廉、减少比赛用辅助裁判等优点。
附图1：整体结构图；
附图2：边线检测及无线发射系统；
附图3：无线接收及显示系统；
附图4：激光分布俯视图；
附图5：激光分布剖面图；
附图6：球场边线示意图；
附图7：单一边线图；
附图8：判断算法程序流程图。
下面结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6、附图7、附图8，说明本发明所述的一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置的结构和技术特点。
一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其特征在于：该系统由边线检测及无线发射系统和无线接收及显示系统组成，球场边线A（15）、 球场边线B（16）、球场边线C（17）、球场边线D（18）、球场边线E（19）、球场边线F（20），每条边线对应一套边线检测及无线发射系统，分别发送判断结果信号给无线接收及显示系统；边线检测及无线发射系统主要由激光发射器（1）、激光接收器（14）、运算处理器1和无线发射器组成，并安装智能判断程序；边线检测及无线发射系统的激光发射器（1）发射激光线束，共计2层，各激光线束相互平行；一层激光线束（图中虚线标示）距地面高度不大于100mm，相邻激光线束间距为不大于200mm，共计不小于5条，分别为激光线束A（2）、激光线束B（3）、激光线束C（4）、激光线束D（5）、激光线束E（6），其中激光线束C（4）分布于球场边线外沿线（21）的正上方；二层激光线束（图中点画线标示）距地面高度不大于500mm，相邻激光线束间距为不小于200mm，共计不小于6条，分别为激光线束F（8）、激光线束G（9）、激光线束H（10）、激光线束I（11）、激光线束J（12）、激光线束K（13）。
一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其判断程序算法特征在于：首先判断一层激光线束是否有遮挡，如果有遮挡再判断二层对应的激光线束是否有遮挡，如果有则判断为人体遮挡不予报警；如果同一时刻一层激光线束有遮挡而二层没有激光线束被遮挡，则认为排球触地，再进行界内、界外判断；如果被遮挡是激光线束A（2）或激光线束B（3），则报警“界外”；如果被遮挡的是激光线束C（4）、激光线束D（5）、激光线束E（6）则报警“界内”；将判断结果通过发送无线信号给无线接收及显示系统，延时时间T1（T1﹥0.5ms）后继续判断有无激光线束被遮挡，依次循环。
一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其判断程序算法特征在于：对于是运动员脚部还是排球遮挡激光线束的判断可采用延时方法判断，即当有一层的激光线束被遮挡时，则开始计时，如果遮挡时间大于设定时间T2（T2﹤20ms），则判断为脚步遮挡；如果遮挡时间小于等于T2则认为排球遮挡；再根据权利要求2中的方法进一步判断“界内”还是“界外”。
一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其特征在于：所述的无线接收及显示系统主要由无线接收器、运算处理器2、电源及显示器组成，接收来自不同球场边线（7）发送的判断信号，并通过显示器显示结果以提醒主裁判。
一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，对于两条交叉球场边线（7）的激光束同时被遮挡的算法特征在于：如果排球同时遮挡两条球场边线（7）的激光线束，则两条交叉球场边线（7）所对应的激光接收及无线发射系统同时向无线接收及显示系统发送“界内”或“界外”的判断信息，如果无线接收及显示系统同时接收到两个“界内”信息，则显示“界内”报警信息；如果两个信息至少有一个“界外”信息，则显示“界外”报警信息。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。
如图1所示，本发明中主要包含两部分：边线检测及无线发射系统和无线接收及显示系统。边线检测及无线发射系统结构如图2所示，主要由激光发射器（1）、激光接收器（14）、电源、运算处理器1及无线发射器组成，用于检测在球场边线（7）附近排球触地时的落点位于界内还是界外，每条球场边线（7）对应一套边线检测及无线发射系统。激光线束的布局如图4、图5所示，主要由两层相互平行的激光线束组成，一层主要检测排球的落点，当排球在球场边线（7）附近触地时，会遮挡激光线束，进而激光接收器（14）会感应到该遮挡信号。二层激光线束主要用于排除人体遮挡信号的干扰，提高系统的可靠性。边线检测及无线发射系统的检测算法程序流程图如图8所示。
如图3所示，无线接收显示系统主要由无线接收器、电源、运算处理器2和显示器组成，接收来自各条球场边线（7）的边线检测及无线发送系统发来的判断信息，并按照一定逻辑运算法则处理这些信息，最终通过显示器显示最后的判断结果提示给比赛主裁判。
由于本发明装置的使用，排球正式比赛开始时只需要主裁判和副裁判各一名，而不再需要各边线辅助裁判，无线接收及显示系统主要供主裁判使用。比赛过程中，排球第一次触地点距离球场边线（7）较远时，其不会遮挡激光线束，此时本发明装置不会提供任何判断信息，但由于距离较远，人眼很容易识别判断，因此此时的判断结果由主、副裁判给出，且不容易出现差错。由于排球的反弹，当排球二次触地遮挡激光线束时，此时本发明装置会给出判断信息，裁判可以不予理会。
本发明所用激光也可采用红外线、超声波信号。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其特征在于：该系统由边线检测及无线发射系统和无线接收及显示系统组成，每条边线对应一个边线检测及无线发射系统；
边线检测及无线发射系统主要由激光发射器、激光接收器、运算处理器1和无线发射器组成，并安装边线智能判断程序；
边线检测及无线发射系统的激光发射器发射激光线束，共计2层，各激光线束相互平行；一层激光线束距地面高度不大于100mm，相邻激光线束间距不大于200mm，共计不小于5条，分别为激光线束A、激光线束B、激光线束C、激光线束D、激光线束E，其中激光线束C分布于球场边线外沿线的正上方；二层激光线束距地面高度不大于500mm，相邻激光线束间距为不小于200mm，共计不小于6条，分别为激光线束F、激光线束G、激光线束H、激光线束I、激光线束J、激光线束K。
2.根据权利要求1所述的一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其判断程序算法特征在于：首先判断一层激光线束是否有遮挡，如果有遮挡再判断二层对应的激光线束是否有遮挡，如果有则判断为人体遮挡不予报警；如果同一时刻一层激光线束有遮挡而二层没有激光线束被遮挡，则认为排球触地，再进行界内、界外判断；如果被遮挡是激光线束A、激光线束B、或激光线束C，则报警“界内”，如果被遮挡的是激光线束D、激光线束E，则报警“界外”，并发送无线信号给无线接收及显示系统，延时时间T（T﹥0.5ms）后继续判断有无激光线束被遮挡，依次循环。
3.根据权利要求2所述的一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其判断程序算法特征在于：对于是运动员脚部还是排球遮挡激光线束的判断可采用延时方法判断，即当有一层的激光线束被遮挡时，则开始计时，如果遮挡时间大于设定时间（例如20ms），则判断为脚步遮挡；如果遮挡时间小于等于某一时间（例如20ms）则认为排球遮挡；再根据权利要求2中的方法进一步判断“界内”还是“界外”。
4.根据权利要求1所述的一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，其特征在于：所述的无线接收及显示系统主要由无线接收器、运算处理器2及显示器组成，接收来自不同球场边线发送的判断信号，并通过显示器显示结果以提醒主裁判。
5.根据权利要求1-4所述的一种智能排球球场边线辅助裁判技术及装置，对于两条交叉球场边线的激光束同时被遮挡的算法特征在于：如果排球同时遮挡两条球场边线的激光束，则两条交叉球场边线所对应的激光接收及无线发射系统同时向无线接收及显示系统发送“界内”或“界外”的信息，如果无线接收及显示系统同时接收到两个“界内”信息，则显示“界内”报警信息；如果两个信息至少有一个“界外”信息，则显示“界外”报警信息。
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