CN108514751A - 可扩展型跨栏比赛用具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可扩展型跨栏比赛用具，包括：跨栏结构，设置在比赛场地上，包括并列设置的多个跨栏单元，每一个跨栏单元设置在一个跑道上，每一个跨栏单元之间设置有一个连接单元，每一个连接单元都贴近比赛场地设置；多个摄像元件，每一个摄像元件设置在一个不同的连接单元上，用于对对应连接单元上方的场景进行即时拍摄，以获得并输出连接处图像，所述多个摄像元件输出多个连接处图像；参数解析设备，分别与所述多个摄像元件连接，用于对所述每一个连接处图像的分辨率进行分析。通过本发明，提高了跨栏比赛用具的排放和整理效率。

Description

可扩展型跨栏比赛用具

技术领域

本发明涉及训练器材领域，尤其涉及一种可扩展型跨栏比赛用具。

背景技术

18世纪末，跨栏活动正式成为体育运动项目。当时人们把它叫做障碍跑，属于男子运动项目，设置的障碍物是一般的栅栏，后来出现了埋在地上的木栏架，再后来又改为像锯木材用的支架。

但跨越这种障碍物，不但容易发生伤害事故，而且也妨碍跨栏跑技术的提高，因此跨栏跑在早期一直让运动员们心存隐患和担忧。

为此，20世纪初，出现了可移动的“⊥”形栏架，推动了跨栏技术的发展。1935年比赛中又出现了“L”形栏架，栏板只要受4公斤的冲撞力量，就会向前翻倒。“L”形结构较为合理和安全，一直沿用至今。

1990年北京亚运会上，我国选手刘华金在女子100米栏赛中以12秒73的成绩，打破她自己保持的12秒89的亚洲纪录。中国选手刘翔在2004年雅典奥运会追平了沉睡13年的记录，是12秒91。

但是，由于跨栏比赛用具结构上的先天限制，导致在比赛时，各个跨栏比赛用具的摆放过于繁琐，浪费了大量的时间，同时，由于跨栏比赛用具布置在跑道上，影响了裁判员对犯规跑道的认定。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种可扩展型跨栏比赛用具，能够针对跨栏比赛用具结构上的特点，引入定制的包括多个连接单元和并列设置的多个跨栏单元的跨栏结构，并在针对性的图像识别机制的基础上，提高对犯规跑道的识别效率和精度，从而解决了上述问题。

根据本发明的一方面，提供了一种可扩展型跨栏比赛用具，所述用具包括：

跨栏结构，设置在比赛场地上，包括并列设置的多个跨栏单元，每一个跨栏单元设置在一个跑道上，每一个跨栏单元之间设置有一个连接单元，每一个连接单元都贴近比赛场地设置；

多个摄像元件，每一个摄像元件设置在一个不同的连接单元上，用于对对应连接单元上方的场景进行即时拍摄，以获得并输出连接处图像，所述多个摄像元件输出多个连接处图像；

参数解析设备，分别与所述多个摄像元件连接，用于接收所述多个连接处图像，对所述每一个连接处图像的分辨率进行分析，以在所述连接处图像的分辨率超过预设分辨率限量时，发出高分辨率信号，以及在所述连接处图像的分辨率等于或低于所述预设分辨率限量时，发出低分辨率信号；

图像分割设备，与所述参数解析设备连接，用于在接收到所述高分辨率信号时，对所述连接处图像执行与其分辨率大小匹配的平均分块操作，以获得各个图像分块，还用于在接收到所述低分辨率信号时，对所述连接处图像不执行分块操作；

点像复原设备，分别与所述参数解析设备和所述图像分割设备连接，用于在接收到所述高分辨率信号时，对各个图像分块分别执行点像复原以获得各个复原分块，并将各个复原分块组合以获得输出端输出的点像处理图像，以及还用于在接收到所述低分辨率信号时，对整个连接处图像执行点像复原以获得输出端输出的点像处理图像；

区域消除设备，与所述点像复原设备连接，用于接收所述点像处理图像，用于计算所述点像处理图像中每一个连通区域的面积，将面积小于等于预设面积阈值的连通区域消除，以获得对应的区域消除图像，在所述区域消除设备中，每一个连通区域的面积用其包括的像素点的总数来表示，所述预设面积阈值为所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三，当所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三为非整数时，对所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三取整后获得的值作为所述预设面积阈值。

由此可见，本发明至少具有以下四个重要发明点：

(1)采用定制的包括多个连接单元和并列设置的多个跨栏单元的跨栏结构，方便跨栏比赛用具的排放和整理；

(2)基于人体占据比例是否超过限量确定相应连接处的人体面积，为犯规跑道的判断提供有效的判断基础；

(3)根据图像的水平分辨率与垂直分辨率的乘积确定执行图像中较小区域消除的参考面积阈值，从而提高了图像区域消除的自适应水准；

(4)基于图像分辨率的大小决定是否需要对图像执行分块式的点像复原操作，尤为重要的是，每一个图像分块的点像复原模式基于图像分块的整体亮度而不相同。

具体实施方式

下面将对本发明的可扩展型跨栏比赛用具的实施方案进行详细说明。

针对当前跨栏比赛进行前，跨栏比赛用具摆放速度过慢，影响比赛进程的情况，本发明搭建了一种可扩展型跨栏比赛用具，围绕跨栏比赛用具进行了设备的改造和辅助电子检测手段的引入，有效改善了跨栏比赛用具摆放的速度。

根据本发明实施方案示出的可扩展型跨栏比赛用具包括：

跨栏结构，设置在比赛场地上，包括并列设置的多个跨栏单元，每一个跨栏单元设置在一个跑道上，每一个跨栏单元之间设置有一个连接单元，每一个连接单元都贴近比赛场地设置；

多个摄像元件，每一个摄像元件设置在一个不同的连接单元上，用于对对应连接单元上方的场景进行即时拍摄，以获得并输出连接处图像，所述多个摄像元件输出多个连接处图像。

接着，继续对本发明的可扩展型跨栏比赛用具的具体结构进行进一步的说明。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中，还包括：

参数解析设备，分别与所述多个摄像元件连接，用于接收所述多个连接处图像，对所述每一个连接处图像的分辨率进行分析，以在所述连接处图像的分辨率超过预设分辨率限量时，发出高分辨率信号，以及在所述连接处图像的分辨率等于或低于所述预设分辨率限量时，发出低分辨率信号。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中，还包括：

图像分割设备，与所述参数解析设备连接，用于在接收到所述高分辨率信号时，对所述连接处图像执行与其分辨率大小匹配的平均分块操作，以获得各个图像分块，还用于在接收到所述低分辨率信号时，对所述连接处图像不执行分块操作。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中，还包括：

点像复原设备，分别与所述参数解析设备和所述图像分割设备连接，用于在接收到所述高分辨率信号时，对各个图像分块分别执行点像复原以获得各个复原分块，并将各个复原分块组合以获得输出端输出的点像处理图像，以及还用于在接收到所述低分辨率信号时，对整个连接处图像执行点像复原以获得输出端输出的点像处理图像；

区域消除设备，与所述点像复原设备连接，用于接收所述点像处理图像，用于计算所述点像处理图像中每一个连通区域的面积，将面积小于等于预设面积阈值的连通区域消除，以获得对应的区域消除图像，在所述区域消除设备中，每一个连通区域的面积用其包括的像素点的总数来表示，所述预设面积阈值为所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三，当所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三为非整数时，对所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三取整后获得的值作为所述预设面积阈值；

面积分析设备，与所述区域消除设备连接，用于接收每一个连接处图像对应的区域消除图像，对每一个区域消除图像执行以下处理：将灰度值在预设人体灰度下限阈值和预设人体灰度下限阈值之间的像素点作为人体像素点，计算所述区域消除图像中人体像素点的总数，并计算所述区域消除图像的像素点总数，确定所述区域消除图像中人体像素点的总数除以所述区域消除图像的像素点总数的比例，以作为人体占据比例输出；

犯规检测设备，与所述面积分析设备连接，用于接收各个区域消除图像的各个人体占据比例，并在存在区域消除图像的人体占据比例超过限量时，发出犯规检测信号，以及在不存在任何区域消除图像的人体占据比例超过限量时，发出犯规未识别信号；

人体定位设备，与所述犯规检测设备连接，用于将发出犯规检测信号时，超过限量的人体占据比例所对应的区域消除图像作为目标图像，确定所述目标图像对应的连接单元所连接的两个跨栏单元分别对应的跑道作为两个可疑犯规跑道，输出与所述两个可疑犯规跑道分别对应的两个跑道号码；

WIFI发送设备，与所述人体定位设备连接，用于接收所述人体定位设备输出的各个跑道号码，并将所述各个跑道号码通过双向WIFI无线通信链路发送给附近的比赛组委会服务平台处。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中，还包括：

语音播放芯片，与所述WIFI发送设备连接，用于接收所述WIFI发送设备发送的各个跑道号码，并实时播放所述各个跑道号码。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中，还包括：

组合显示屏，包括多个显示子屏，每一个显示子屏与一个摄像元件连接，用于显示对应的连接处图像。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中：

所述面积分析设备、所述犯规检测设备、所述人体定位设备和所述WIFI发送设备被集成在同一块集成电路板上。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中：

在所述组合显示屏中，每一个显示子屏的分辨率相同，每一个显示子屏的对比度相同。

在所述可扩展型跨栏比赛用具中：

所述对各个图像分块分别执行点像复原以获得各个复原分块包括：对各个图像分块分别执行的点像复原模式不同；

具体地，基于每一个图像分块的整体亮度选择相应的点像复原模式。

以及在所述可扩展型跨栏比赛用具中：

在所述图像分割设备中，对所述连接处图像执行与其分辨率大小匹配的平均分块操作包括：所述连接处图像的分辨率越高，平均分块操作的分块大小越小。

另外，WIFI是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。WIFI是一个无线网络通信技术的品牌，由WIFI联盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把WIFI等同于无线网际网路(WIFI是WLAN的重要组成部分)。

无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持WIFI上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，就如在开头为大家介绍的一样，使用无线路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等接收。手机如果有WIFI功能的话，在有WIFI无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。

采用本发明的可扩展型跨栏比赛用具，针对现有技术中跨栏比赛用具难以快速展开以及犯规跑道难以快速检测的技术问题，通过采用定制的包括多个连接单元和并列设置的多个跨栏单元的跨栏结构，方便跨栏比赛用具的排放和整理，更重要的是，还引入了犯规跑道的检测机制，基于人体占据比例是否超过限量确定相应连接处的人体面积，为犯规跑道的判断提供有效的判断基础，根据图像的水平分辨率与垂直分辨率的乘积确定执行图像中较小区域消除的参考面积阈值，从而提高了图像区域消除的自适应水准，以及基于图像分辨率的大小决定是否需要对图像执行分块式的点像复原操作，尤为重要的是，每一个图像分块的点像复原模式基于图像分块的整体亮度而不相同。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于，所述用具包括：

跨栏结构，设置在比赛场地上，包括并列设置的多个跨栏单元，每一个跨栏单元设置在一个跑道上，每一个跨栏单元之间设置有一个连接单元，每一个连接单元都贴近比赛场地设置；

多个摄像元件，每一个摄像元件设置在一个不同的连接单元上，用于对对应连接单元上方的场景进行即时拍摄，以获得并输出连接处图像，所述多个摄像元件输出多个连接处图像。

2.如权利要求1所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于，所述用具还包括：

参数解析设备，分别与所述多个摄像元件连接，用于接收所述多个连接处图像，对所述每一个连接处图像的分辨率进行分析，以在所述连接处图像的分辨率超过预设分辨率限量时，发出高分辨率信号，以及在所述连接处图像的分辨率等于或低于所述预设分辨率限量时，发出低分辨率信号。

3.如权利要求2所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于，所述用具还包括：

图像分割设备，与所述参数解析设备连接，用于在接收到所述高分辨率信号时，对所述连接处图像执行与其分辨率大小匹配的平均分块操作，以获得各个图像分块，还用于在接收到所述低分辨率信号时，对所述连接处图像不执行分块操作。

4.如权利要求3所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于，所述用具还包括：

点像复原设备，分别与所述参数解析设备和所述图像分割设备连接，用于在接收到所述高分辨率信号时，对各个图像分块分别执行点像复原以获得各个复原分块，并将各个复原分块组合以获得输出端输出的点像处理图像，以及还用于在接收到所述低分辨率信号时，对整个连接处图像执行点像复原以获得输出端输出的点像处理图像；

区域消除设备，与所述点像复原设备连接，用于接收所述点像处理图像，用于计算所述点像处理图像中每一个连通区域的面积，将面积小于等于预设面积阈值的连通区域消除，以获得对应的区域消除图像，在所述区域消除设备中，每一个连通区域的面积用其包括的像素点的总数来表示，所述预设面积阈值为所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三，当所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三为非整数时，对所述点像处理图像水平分辨率与所述点像处理图像垂直分辨率的乘积的千分之三取整后获得的值作为所述预设面积阈值；

面积分析设备，与所述区域消除设备连接，用于接收每一个连接处图像对应的区域消除图像，对每一个区域消除图像执行以下处理：将灰度值在预设人体灰度下限阈值和预设人体灰度下限阈值之间的像素点作为人体像素点，计算所述区域消除图像中人体像素点的总数，并计算所述区域消除图像的像素点总数，确定所述区域消除图像中人体像素点的总数除以所述区域消除图像的像素点总数的比例，以作为人体占据比例输出；

犯规检测设备，与所述面积分析设备连接，用于接收各个区域消除图像的各个人体占据比例，并在存在区域消除图像的人体占据比例超过限量时，发出犯规检测信号，以及在不存在任何区域消除图像的人体占据比例超过限量时，发出犯规未识别信号；

人体定位设备，与所述犯规检测设备连接，用于将发出犯规检测信号时，超过限量的人体占据比例所对应的区域消除图像作为目标图像，确定所述目标图像对应的连接单元所连接的两个跨栏单元分别对应的跑道作为两个可疑犯规跑道，输出与所述两个可疑犯规跑道分别对应的两个跑道号码；

WIFI发送设备，与所述人体定位设备连接，用于接收所述人体定位设备输出的各个跑道号码，并将所述各个跑道号码通过双向WIFI无线通信链路发送给附近的比赛组委会服务平台处。

5.如权利要求4所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于，所述用具还包括：

语音播放芯片，与所述WIFI发送设备连接，用于接收所述WIFI发送设备发送的各个跑道号码，并实时播放所述各个跑道号码。

6.如权利要求5所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于，所述用具还包括：

组合显示屏，包括多个显示子屏，每一个显示子屏与一个摄像元件连接，用于显示对应的连接处图像。

7.如权利要求6所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于：

所述面积分析设备、所述犯规检测设备、所述人体定位设备和所述WIFI发送设备被集成在同一块集成电路板上。

8.如权利要求7所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于：

在所述组合显示屏中，每一个显示子屏的分辨率相同，每一个显示子屏的对比度相同。

9.如权利要求8所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于：

所述对各个图像分块分别执行点像复原以获得各个复原分块包括：对各个图像分块分别执行的点像复原模式不同；

具体地，基于每一个图像分块的整体亮度选择相应的点像复原模式。

10.如权利要求4-9任一所述的可扩展型跨栏比赛用具，其特征在于：

在所述图像分割设备中，对所述连接处图像执行与其分辨率大小匹配的平均分块操作包括：所述连接处图像的分辨率越高，平均分块操作的分块大小越小。