CN106975207B - 基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法 - Google Patents

基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106975207B
CN106975207B CN201710306441.8A CN201710306441A CN106975207B CN 106975207 B CN106975207 B CN 106975207B CN 201710306441 A CN201710306441 A CN 201710306441A CN 106975207 B CN106975207 B CN 106975207B
Authority
CN
China
Prior art keywords
football
speed
dot
triangle point
speed camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710306441.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106975207A (zh
Inventor
余志鹏
宋玉宏
蔡泽凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Juli Software Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Shunde Vocational and Technical College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shunde Vocational and Technical College filed Critical Shunde Vocational and Technical College
Publication of CN106975207A publication Critical patent/CN106975207A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106975207B publication Critical patent/CN106975207B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/002—Training appliances or apparatus for special sports for football
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/05—Image processing for measuring physical parameters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10—Positions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
    • A63B2220/34—Angular speed
    • A63B2220/35—Spin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/807—Photo cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2243/00—Specific ball sports not provided for in A63B2102/00 - A63B2102/38
    • A63B2243/0025—Football

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，特点是包括第一及第二高速摄像机、一台高性能工作站及一只足球；在高性能工作站里面安装有Visiual Studio 2015、OpenCV及足球旋转速度检测系统三个软件，第一高速摄像机设在球门的侧面，第二高速摄像机设在球门和射门线的正上方；在足球的顶面及底面分别设有一个圆点，在足球的左面设有一个三角形点，在足球的右面设有一个方形点，在足球的前面设有一个三角形点，在足球的后面设有一个方形点；一个圆点与一个三角形点及一个方形点组成一组且颜色相同，在该组中三角形点及方形点为相邻点，另外一个圆点与一个三角形点及一个方形点组成另一组且颜色相同。其具有能检测足球旋转，还能检测足球飞行的弧线，成本更低，实用性强，检测结构更准确等优点。

Description

基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法。
背景技术
目前，一般用雷达测量足球的射门参数。
雷达测速，就是根据接收到的反射波频移量的计算而得出被测物体的运动速度；也就是在道路旁边架设雷达发射器，向飞行的足球发射雷达波束，再接收反射的回波，通过回波分析测定球速，再计算凭据速度，该方案的缺点如下：
1、作为检测目标，由于足球体积太小，难以准确检测；
2、由于足球的飞行方向多变，难以准确检测；
3、在足球射门检测系统中，除了速度，其射门的角度和弧线也是比较重要的衡量参数，但此方案难以检测足球飞行的射门角度和弧线。
足球在飞行中的旋转，使足球在飞行中产生轨迹变幻莫测的弧线，让守门员难以判断，是影响足球射门的一个重要因素。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，其能检测足球旋转，还能检测足球飞行的弧线，成本更低，实用性强，检测结构更准确。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，其特征在于包括第一高速摄像机、第二高速摄像机、一台高性能工作站、一只足球；在所述高性能工作站里面安装有Visiual Studio 2015、OpenCV及足球旋转速度检测系统三个软件，所述第一高速摄像机设在球门的侧面，所述第二高速摄像机设在球门和射门线的正上方４m至６m处；在所述足球的顶面及底面分别设有一个圆形点，两圆形点在过球心的Z轴线上；在足球的左面设有一个三角形点，在足球的右面设有一个方形点，足球左面的三角形点与足球右面的方形点在过球心的Y轴线上；在足球的前面设有另一个三角形点，在足球的后面设有另一个方形点，足球前面的三角形点与足球后面的方形点在过球心的X轴线上；所述Z轴线、Y轴线及X轴线互相垂直；一个圆形点与一个三角形点及一个方形点组成一组且颜色相同，在该组中三角形点及方形为点相邻点，另外一个圆形点与另一个三角形点及一个方形点组成另一组且颜色相同，这样就不会出现标识难以辨别的问题；
检测步骤如下：
步骤一
所述第一高速摄像机及第二高速摄像机对场地进行监控，并将画面传输到高性能工作站；
步骤二
输到高性能工作站里的足球旋转速度检测系统基于Visiual Studio 2015和OpenCV进行处理，系统在通过霍夫梯度法HoughCircles，即调用erod及dilate函数进行腐蚀膨胀，去掉源图内标志物的影响，对画面HSV颜色空间转换，高斯滤波，Canny边缘检测、Sobel水平和垂直梯度对比检测足球的形状，并定位足球的圆心，通过圆心坐标（x,y）的移动，计算出足球实时的运动方向F和速度v1；
步骤三
通过TLD目标跟踪算法TrackerTLD，把足球所在的局部图像提取出来，然后通过轮廓检测技术findContours对足球上的标志物进行识别，用handlecircle函数寻找足球上面的圆形点，用cvApproxPoly函数寻找足球上面的方形点，及用cvHoughLines2函数寻找足球上面的三角形点，并计算出它们的中心点在足球上的位置；
步骤四
足球的旋转可分解为水平方向的旋转以及垂直方向的旋转；第一高速摄像机负责 检测足球的水平方向转速v2，第二高速摄像机负责检测足球的垂直方向转速v3；第一高速 摄像机在足球范围内识别一组颜色的圆形点、正方形点和三角形点，从多次识别结果中选 出识别率最高的一个图形作为参考图形，把这个图形作为转速检测的参考图形，然后统计 这个图形在Z轴上出现的频率，经计算得出水平方向转速v2，单位是r/s；第二高速摄像机的 检测过程类似，只不过识别目标另一组圆形点、正方形点和三角形点，经计算得出垂直方向 方向转速v3, 单位是r/s；足球的总转速为：,单位是r/s。
在本技术方案中，所述第一高速摄像机、第二高速摄像机的型号均是SONY HXR-NX100；所述高性能工作站的型号是ThinkPad T460。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、足球飞行的评价方式更全面，不仅可以检测足球的速度，还能检测足球飞行的弧线；
2、使用电子技术和图像分析检测方法，对足球进行自动追踪检测，成本更低，实用性强；
3、足球的旋转方向不定，把它分成水平和垂直两个分量分别进行检测，得到更准确结果。
附图说明
图1是本发明的布局图；
图2是本发明的足球立体图；
图3是本发明圆点、方形点及三角形点在足球上的布局图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。
如图1至图3所示，其是一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，包括第一高速摄像机1、第二高速摄像机2、一台高性能工作站3、一只足球4；在所述高性能工作站3里面安装有Visiual Studio 2015、OpenCV及足球旋转速度检测系统三个软件，所述第一高速摄像机1设在球门的侧面，一般情况下，第二高速摄像机2设在球门和射门线的正上方５m处，也可根据实际情况，将第二高速摄像机2设在球门和射门线的正上方４m或６m处；在所述足球4的顶面及底面分别设有一个圆形点，两圆形点在过球心的Z轴线上；在足球4的左面设有一个三角形点，在足球4的右面设有一个方形点，足球4左面的三角形点与足球4右面的方形点在过球心的Y轴线上；在足球4的前面设有另一个三角形点，在足球4的后面设有另一个方形点，足球4前面的三角形点与足球4后面的方形点在过球心的X轴线上；所述Z轴线、Y轴线及X轴线互相垂直；一个圆形点与一个三角形点及一个方形点组成一组且颜色相同，在该组中三角形点及方形点为相邻点，另外一个圆形点与一个三角形点及一个方形点组成另一组且颜色相同，这样就不会出现标识难以辨别的问题；
检测步骤如下：
步骤一
所述第一高速摄像机1及第二高速摄像机2常开，第一高速摄像机1及第二高速摄像机2均对场地进行监控，并将画面传输到高性能工作站3；
步骤二
输到高性能工作站3里的足球旋转速度检测系统基于Visiual Studio 2015和OpenCV进行处理，系统在通过霍夫梯度法HoughCircles，即调用erod及dilate函数进行腐蚀膨胀，去掉源图内标志物的影响，对画面HSV颜色空间转换，高斯滤波，Canny边缘检测、Sobel水平和垂直梯度对比检测足球的形状，并定位足球的圆心，通过圆心坐标（x,y）的移动，计算出足球实时的运动方向F和速度v1；
步骤三
通过TLD目标跟踪算法TrackerTLD，把足球4所在的局部图像提取出来，然后通过轮廓检测技术findContours对足球上的标志物进行识别，用handlecircle函数寻找足球上面的圆形点，用cvApproxPoly函数寻找足球上面的方形点，及用cvHoughLines2函数寻找足球上面的三角形点，并计算出它们的中心点在足球上的位置；
步骤四
足球的旋转可分解为水平方向的旋转以及垂直方向的旋转；第一高速摄像机1负 责检测足球的水平方向转速v2，第二高速摄像机2负责检测足球的垂直方向转速v3；第一高 速摄像机1在足球范围内识别一组颜色的圆形点、正方形点和三角形点，从多次识别结果中 选出识别率最高的一个图形作为参考图形，把这个图形作为转速检测的参考图形，然后统 计这个图形在Z轴上出现的频率，经计算得出水平方向转速v2，单位是r/s；第二高速摄像机 2的检测过程类似，只不过识别目标另一组圆形点、正方形点和三角形点，经计算得出垂直 方向方向转速v3, 单位是r/s；足球的总转速为： ,单位是r/s。
在本实施例中，所述第一高速摄像机1、第二高速摄像机2的型号均是SONY HXR-NX100；所述高性能工作站的型号是ThinkPad T460。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，其特征在于包括第一高速摄像机（1）、第二高速摄像机（2）、一台高性能工作站（3）、一只足球（4）；在所述高性能工作站（3）里面安装有Visiual Studio 2015、OpenCV及足球旋转速度检测系统三个软件，所述第一高速摄像机（1）设在球门的侧面，所述第二高速摄像机（2）设在球门和射门线的正上方４m至６m处；在所述足球（4）的顶面及底面分别设有一个圆形点，两圆形点在过球心的Z轴线上；在足球（4）的左面设有一个三角形点，在足球（4）的右面设有一个方形点，足球（4）左面的三角形点与足球（4）右面的方形点在过球心的Y轴线上；在足球（4）的前面设有另一个三角形点，在足球（4）的后面设有另一个方形点，足球（4）前面的三角形点与足球（4）后面的方形点在过球心的X轴线上；所述Z轴线、Y轴线及X轴线互相垂直；一个圆形点与一个三角形点及一个方形点组成一组且颜色相同，在该组中三角形点及方形为点相邻点，另外一个圆形点与另一个三角形点及一个方形点组成另一组且颜色相同，这样就不会出现标识难以辨别的问题；
检测步骤如下：
步骤一
所述第一高速摄像机（1）及第二高速摄像机（2）对场地进行监控，并将画面传输到高性能工作站（3）；
步骤二
输到高性能工作站（3）里的足球旋转速度检测系统基于Visiual Studio 2015和OpenCV进行处理，系统在通过霍夫梯度法HoughCircles，即调用erod及dilate函数进行腐蚀膨胀，去掉源图内标志物的影响，对画面HSV颜色空间转换，高斯滤波，Canny边缘检测、Sobel水平和垂直梯度对比检测足球的形状，并定位足球的圆心，通过圆心坐标（x,y）的移动，计算出足球实时的运动方向F和速度v1；
步骤三
通过TLD目标跟踪算法TrackerTLD，把足球（4）所在的局部图像提取出来，然后通过轮廓检测技术findContours对足球上的标志物进行识别，用handlecircle函数寻找足球上面的圆形点，用cvApproxPoly函数寻找足球上面的方形点，及用cvHoughLines2函数寻找足球上面的三角形点，并计算出它们的中心点在足球上的位置；
步骤四
足球的旋转可分解为水平方向的旋转以及垂直方向的旋转；第一高速摄像机（1）负责 检测足球的水平方向转速v2，第二高速摄像机（2）负责检测足球的垂直方向转速v3；第一高 速摄像机（1）在足球范围内识别一组颜色的圆形点、正方形点和三角形点，从多次识别结果 中选出识别率最高的一个图形作为参考图形，把这个图形作为转速检测的参考图形，然后 统计这个图形在Z轴上出现的频率，经计算得出水平方向转速v2，单位是r/s；第二高速摄像 机（2）的检测过程类似，只不过识别目标另一组圆形点、正方形点和三角形点，经计算得出 垂直方向方向转速v3, 单位是r/s；足球的总转速为：,单位是r/s。
2.根据权利要求1所述的基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，其特征在于所述第一高速摄像机（1）、第二高速摄像机（2）的型号均是SONY HXR-NX100；所述高性能工作站的型号是ThinkPad T460。
CN201710306441.8A 2017-03-28 2017-05-04 基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法 Active CN106975207B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2017101905688 2017-03-28
CN201710190568 2017-03-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106975207A CN106975207A (zh) 2017-07-25
CN106975207B true CN106975207B (zh) 2019-02-12

Family

ID=59342539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710306441.8A Active CN106975207B (zh) 2017-03-28 2017-05-04 基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106975207B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109271937B (zh) * 2018-09-19 2020-09-25 深圳市赢世体育科技有限公司 基于图像处理的运动场地标志物识别方法及系统
CN110097596B (zh) * 2019-04-30 2023-06-09 湖北大学 一种基于opencv的目标检测系统
CN111311689B (zh) * 2020-02-10 2020-10-30 清华大学 一种激光雷达与相机相对外参的标定方法及系统
CN114618142A (zh) * 2022-04-22 2022-06-14 吉林体育学院 一种用于兵乓球运动的辅助训练系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8077914B1 (en) * 2006-08-07 2011-12-13 Arkady Kaplan Optical tracking apparatus using six degrees of freedom
CN104826314A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 北京卓望天辰科技有限责任公司 一种足球训练系统
CN205672465U (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 江剑华 一种足球运动实时监测系统
CN106488127A (zh) * 2016-11-02 2017-03-08 深圳锐取信息技术股份有限公司 基于足球检测跟踪的摄像机切换控制方法及装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140024471A1 (en) * 2011-05-27 2014-01-23 Acushnet Company Fitting system for a golf club
US9171211B2 (en) * 2013-09-20 2015-10-27 Rapsodo Pte. Ltd. Image processing for launch parameters measurement of objects in flight

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8077914B1 (en) * 2006-08-07 2011-12-13 Arkady Kaplan Optical tracking apparatus using six degrees of freedom
CN104826314A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 北京卓望天辰科技有限责任公司 一种足球训练系统
CN205672465U (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 江剑华 一种足球运动实时监测系统
CN106488127A (zh) * 2016-11-02 2017-03-08 深圳锐取信息技术股份有限公司 基于足球检测跟踪的摄像机切换控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106975207A (zh) 2017-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106975207B (zh) 基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法
KR102571076B1 (ko) 레이더 데이터 및 이미지화기 데이터를 사용하여 물체를 추적하기 위한 디바이스, 시스템, 및 방법
US10345324B2 (en) Flight parameter measuring apparatus and flight parameter measuring method
CN105334231B (zh) Fpc补强片贴片质量视觉检测方法及检测系统
US9087258B2 (en) Method for counting objects and apparatus using a plurality of sensors
CN106969706A (zh) 基于双目立体视觉的工件检测与三维测量系统及检测方法
CN106485699B (zh) 一种基于点匹配的基准标志定位方法
CN108257137A (zh) 一种基于视觉光斑自动判读的角度测量方法及系统
CN106575473A (zh) 用于对车辆进行非接触式计轴的方法和计轴设备以及用于道路交通的计轴系统
CN105550670A (zh) 一种目标物体动态跟踪与测量定位方法
KR101733116B1 (ko) 고속 스테레오 카메라를 이용한 구형 물체의 비행 정보 측정 시스템 및 방법
CN104897062A (zh) 一种零件异面平行孔形位偏差的视觉测量方法及装置
CN107796373B (zh) 一种基于车道平面几何模型驱动的前方车辆单目视觉的测距方法
CN104156932A (zh) 一种基于光流场聚类的运动目标分割方法
CN109002800A (zh) 基于多传感器融合的三维目标实时识别机构及识别方法
Sochor et al. Brnocompspeed: Review of traffic camera calibration and comprehensive dataset for monocular speed measurement
CN102252859A (zh) 汽车列车直线行驶横向稳定性自动辨识系统
CN110189363A (zh) 一种机场场面移动目标低视角视频测速方法
CN106403901A (zh) 一种浮标姿态测量装置及方法
Röfer et al. Particle-filter-based self-localization using landmarks and directed lines
CN110208789A (zh) 一种多帧联合目标航迹识别方法
CN107063130A (zh) 一种基于光栅投影三维重构的工件自动焊接方法
Chen et al. Visual measurement of the racket trajectory in spinning ball striking for table tennis player
CN107862262A (zh) 一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法
CN113624225A (zh) 一种用于发动机定位销安装的位姿解算方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240105

Address after: Room 1705, 17th Floor, No. 102-2 Xianlie Middle Road, Yuexiu District, Guangzhou City, Guangdong Province, China

Patentee after: Guangzhou Juli Software Technology Co.,Ltd.

Address before: 528300 Desheng Road, Shunde District, Foshan, Guangdong, Daliang

Patentee before: SHUNDE POLYTECHNIC