CN108682019A - 高度可调型跨栏系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高度可调型跨栏系统，包括：多个跨栏设备，每一个跨栏设备包括跨栏基座、可伸缩竖杆、金属横杆和伸缩控制电机，在每一个跨栏设备中，所述跨栏基座为U型结构，被设置在地面上，所述可伸缩竖杆设置在所述金属横杆和所述跨栏基座之间，用于在垂直方向进行长度可调节的伸缩操作，所述金属横杆位于对应跨栏设备的顶端，所述伸缩控制电机被嵌入在所述跨栏基座内，与所述可伸缩竖杆连接，用于基于接收到的目标调节长度对所述可伸缩竖杆进行长度调节。通过本发明，能够基于各个运动员的身高的统计结果，确定合适的跨栏设备高度。

Description

高度可调型跨栏系统

技术领域

本发明涉及运动器材领域，尤其涉及一种高度可调型跨栏系统。

背景技术

跨栏跑运动起源于英国。17至18世纪时，英国一些地区畜牧业相当发达，牧民们经常需跨越畜栏，追赶逃跑的牲畜。节日里，一些喜爱热闹的年轻牧民还常常举行跳越羊圈的游戏，他们把栅栏搬到平地上，设若干个高矮和羊圈相仿的障碍，看谁能跑在最前面，这就是跨栏赛的雏形。跨栏跑是在一定距离内，跨过规定的高度和数量的栏架、技术性较强的短跑项目。国际比赛男子为110米高栏，栏高106厘米，栏数10个；女子为100米低栏，栏高84厘米，栏数10个。

当前，跨栏的结构设计过于简单化，例如，其高度是固定的，无法为儿童等训练提供合适的跨栏高度，如果为不同身高的人员训练和比赛使用，则需要定制不同高度的各类跨栏，对跨栏厂商以及跨栏的使用方都造成了不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高度可调型跨栏系统，优化跨栏设备的结构，使得其高度可调，另外，在对所述全景场地图像中的各个运动员人体目标的定位和检测的基础上，基于各个运动员的身高的统计结果，确定合适的跨栏设备的高度，尤为关键的是，对全景场地图像进行图像的检测中，采用了定制的、针对性的处理模式，提高了图像检测的精度。

更具体地，本发明至少具有以下五个重要发明点：

(1)优化了跨栏设备的内部结构，并基于各个运动员的身高的统计结果，确定合适的跨栏设备的高度，从而提高了跨栏比赛的公平性；

(2)通过运动号码的跟踪实现对所述全景场地图像中的各个运动员人体目标的定位，提高了运动员人体检测的精度；

(3)通过将图像转换为YUV空间，克服RGB空间中图像均衡化处理产生奇异点而导致的图像不和谐现场，提高图像的处理效果；

(4)对图像所有像素点的像素值进行从大到小的顺序排序，将中心序号对应的像素值作为所述图像的平均像素值，从而能够选择出高精度图像分割阈值，提高图像分割的效率；

(5)计算图像的所有像素点中出现过的每一个像素值的出现频率确定图像的平均像素值，为后续图像分割的阈值选择提供有效的分割阈值。

根据本发明的一方面，提供了一种高度可调型跨栏系统，所述跨栏系统包括：

多个跨栏设备，每一个跨栏设备包括跨栏基座、可伸缩竖杆、金属横杆、伸缩控制电机和无线通信接口，在每一个跨栏设备中，所述跨栏基座为U型结构，被设置在地面上，所述可伸缩竖杆设置在所述金属横杆和所述跨栏基座之间，用于在垂直方向进行长度可调节的伸缩操作，所述金属横杆位于对应跨栏设备的顶端，所述伸缩控制电机被嵌入在所述跨栏基座内，与所述可伸缩竖杆连接，用于基于接收到的目标调节长度对所述可伸缩竖杆进行长度调节，所述无线通信接口与所述伸缩控制电机连接，用于从无线通信链路中接收所述目标调节长度并将所述目标调节长度转发给所述伸缩控制电机；

全景拍摄设备，设置在运动场内，用于对放置所述多个跨栏设备的场地进行全景拍摄，以获得全景场地图像，并输出所述全景场地图像；

空间转换设备，与所述全景拍摄设备连接，用于接收所述全景场地图像，将RGB空间的全景场地图像转换为YUV空间的空间转换图像，并输出所述空间转换图像；

并行均衡化设备，与所述空间转换设备连接，用于接收所述空间转换图像，并对所述空间转换图像同时执行Y分量、U分量和V分量的直方图均衡化处理，以获得并输出并行均衡图像；

像素值分析设备，与所述并行均衡化设备连接，用于接收所述并行均衡图像，从0-255之间选择数值以作为候选分割阈值将所述并行均衡图像分割成两个子图像，并计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值，将所述两个子图像的两个平均像素值之差的绝对值最大时所对应的候选分割阈值作为选择分割阈值输出；

目标图像获取设备，与所述像素值分析设备连接，用于接收所述选择分割阈值，采用所述选择分割阈值对所述并行均衡图像进行图像分割以获得前景图像和背景图像，并输出所述前景图像和所述背景图像；在所述像素值分析设备中，所述计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值包括：针对每一个子图像，将其所有像素点的像素值进行从大到小的顺序排序，将中心序号对应的像素值作为所述子图像的平均像素值。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的高度可调型跨栏系统的跨栏设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的高度可调型跨栏系统的实施方案进行详细说明。

现有技术中，跨栏设备的高度是固定的，给不同身高的人群的训练和比赛带来了不便。为了克服上述不足，本发明搭建了一种高度可调型跨栏系统，提高了跨栏设备的灵活性和智能化水平。

根据本发明实施方案示出的高度可调型跨栏系统包括：

多个跨栏设备，每一个跨栏设备，如图1所示，包括跨栏基座1、可伸缩竖杆、金属横杆2、伸缩控制电机和无线通信接口，在每一个跨栏设备中，所述跨栏基座为U型结构，被设置在地面上，所述可伸缩竖杆设置在所述金属横杆和所述跨栏基座之间，用于在垂直方向进行长度可调节的伸缩操作，所述金属横杆位于对应跨栏设备的顶端，所述伸缩控制电机被嵌入在所述跨栏基座内，与所述可伸缩竖杆连接，用于基于接收到的目标调节长度对所述可伸缩竖杆进行长度调节，所述无线通信接口与所述伸缩控制电机连接，用于从无线通信链路中接收所述目标调节长度并将所述目标调节长度转发给所述伸缩控制电机；

全景拍摄设备，设置在运动场内，用于对放置所述多个跨栏设备的场地进行全景拍摄，以获得全景场地图像，并输出所述全景场地图像；

空间转换设备，与所述全景拍摄设备连接，用于接收所述全景场地图像，将RGB空间的全景场地图像转换为YUV空间的空间转换图像，并输出所述空间转换图像；

并行均衡化设备，与所述空间转换设备连接，用于接收所述空间转换图像，并对所述空间转换图像同时执行Y分量、U分量和V分量的直方图均衡化处理，以获得并输出并行均衡图像；

像素值分析设备，与所述并行均衡化设备连接，用于接收所述并行均衡图像，从0-255之间选择数值以作为候选分割阈值将所述并行均衡图像分割成两个子图像，并计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值，将所述两个子图像的两个平均像素值之差的绝对值最大时所对应的候选分割阈值作为选择分割阈值输出；

目标图像获取设备，与所述像素值分析设备连接，用于接收所述选择分割阈值，采用所述选择分割阈值对所述并行均衡图像进行图像分割以获得前景图像和背景图像，并输出所述前景图像和所述背景图像；在所述像素值分析设备中，所述计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值包括：针对每一个子图像，将其所有像素点的像素值进行从大到小的顺序排序，将中心序号对应的像素值作为所述子图像的平均像素值；

高度解析设备，与所述目标图像获取设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像中的各个运动员人体目标进行提取，以获得多个运动员子图像，确定每一个运动员子图像在竖直方向的长度，并基于各个运动员子图像在竖直方向的长度确定参考运动员高度；

DSP处理芯片，与所述高度解析设备连接，用于接收所述参考运动员高度，并基于所述参考运动员高度确定对应的跨栏设备的可伸缩竖杆的调节长度，以作为目标调节长度输出；

无线通信设备，与所述DSP处理芯片连接，还与每一个跨栏设备的无线通信接口无线连接，用于接收所述目标调节长度，并将所述目标调节长度通过无线通信链路发送给每一个跨栏设备的无线通信接口。

接着，继续对本发明的高度可调型跨栏系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述高度可调型跨栏系统中：

在所述高度解析设备中，基于各个运动员子图像在竖直方向的长度确定参考运动员高度包括：将各个运动员子图像在竖直方向的长度按从小到大的顺序排序，取中心序号的运动员子图像在竖直方向的长度作为所述参考运动员高度。

在所述高度可调型跨栏系统中：

替换地，在所述像素值分析设备中，所述计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值包括：针对每一个子图像，计算其所有像素点中出现过的每一个像素值的出现频率，将出现频率最多的像素值作为所述子图像的平均像素值。

在所述高度可调型跨栏系统中：

所述高度解析设备、所述DSP处理芯片和所述无线通信设备都设置在所述全景拍摄设备附近的控制盒内。

在所述高度可调型跨栏系统中：

所述高度解析设备通过运动号码的跟踪实现对所述全景场地图像中的各个运动员人体目标的定位，并在定位的基础上进行各个运动员人体目标的提取。

在所述高度可调型跨栏系统中：

各个跨栏设备的各个伸缩控制电机的长度调节为同步进行。

在所述高度可调型跨栏系统中，还包括：

红外遥控设备，用于根据管理人员的输入，控制所述全景拍摄设备的全景拍摄的开启或关闭。

另外，DSP处理芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求，DSP处理芯片一般具有如下主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件I/O支持；(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

采用本发明的高度可调型跨栏系统，针对现有技术中跨栏高度过于固定的技术问题，通过运动号码的跟踪实现对所述全景场地图像中的各个运动员人体目标的定位，提高了运动员人体检测的精度，其中，将图像转换为YUV空间，克服RGB空间中图像均衡化处理产生奇异点而导致的图像不和谐现场，提高图像的处理效果，对图像所有像素点的像素值进行从大到小的顺序排序，将中心序号对应的像素值作为所述图像的平均像素值，从而能够选择出高精度图像分割阈值，提高图像分割的效率，计算图像的所有像素点中出现过的每一个像素值的出现频率确定图像的平均像素值，为后续图像分割的阈值选择提供有效的分割阈值，同时，优化了跨栏设备的内部结构，并基于各个运动员的身高的统计结果，确定合适的跨栏设备的高度，从而有效解决了上述技术问题。

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 (7)

1.一种高度可调型跨栏系统，所述跨栏系统包括：

多个跨栏设备，每一个跨栏设备包括跨栏基座、可伸缩竖杆、金属横杆、伸缩控制电机和无线通信接口，在每一个跨栏设备中，所述跨栏基座为U型结构，被设置在地面上，所述可伸缩竖杆设置在所述金属横杆和所述跨栏基座之间，用于在垂直方向进行长度可调节的伸缩操作，所述金属横杆位于对应跨栏设备的顶端，所述伸缩控制电机被嵌入在所述跨栏基座内，与所述可伸缩竖杆连接，用于基于接收到的目标调节长度对所述可伸缩竖杆进行长度调节，所述无线通信接口与所述伸缩控制电机连接，用于从无线通信链路中接收所述目标调节长度并将所述目标调节长度转发给所述伸缩控制电机；

全景拍摄设备，设置在运动场内，用于对放置所述多个跨栏设备的场地进行全景拍摄，以获得全景场地图像，并输出所述全景场地图像；

空间转换设备，与所述全景拍摄设备连接，用于接收所述全景场地图像，将RGB空间的全景场地图像转换为YUV空间的空间转换图像，并输出所述空间转换图像；

并行均衡化设备，与所述空间转换设备连接，用于接收所述空间转换图像，并对所述空间转换图像同时执行Y分量、U分量和V分量的直方图均衡化处理，以获得并输出并行均衡图像；

像素值分析设备，与所述并行均衡化设备连接，用于接收所述并行均衡图像，从0-255之间选择数值以作为候选分割阈值将所述并行均衡图像分割成两个子图像，并计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值，将所述两个子图像的两个平均像素值之差的绝对值最大时所对应的候选分割阈值作为选择分割阈值输出；

目标图像获取设备，与所述像素值分析设备连接，用于接收所述选择分割阈值，采用所述选择分割阈值对所述并行均衡图像进行图像分割以获得前景图像和背景图像，并输出所述前景图像和所述背景图像；在所述像素值分析设备中，所述计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值包括：针对每一个子图像，将其所有像素点的像素值进行从大到小的顺序排序，将中心序号对应的像素值作为所述子图像的平均像素值；

高度解析设备，与所述目标图像获取设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像中的各个运动员人体目标进行提取，以获得多个运动员子图像，确定每一个运动员子图像在竖直方向的长度，并基于各个运动员子图像在竖直方向的长度确定参考运动员高度；

DSP处理芯片，与所述高度解析设备连接，用于接收所述参考运动员高度，并基于所述参考运动员高度确定对应的跨栏设备的可伸缩竖杆的调节长度，以作为目标调节长度输出；

无线通信设备，与所述DSP处理芯片连接，还与每一个跨栏设备的无线通信接口无线连接，用于接收所述目标调节长度，并将所述目标调节长度通过无线通信链路发送给每一个跨栏设备的无线通信接口。

2.如权利要求1所述的高度可调型跨栏系统，其特征在于：

在所述高度解析设备中，基于各个运动员子图像在竖直方向的长度确定参考运动员高度包括：将各个运动员子图像在竖直方向的长度按从小到大的顺序排序，取中心序号的运动员子图像在竖直方向的长度作为所述参考运动员高度。

3.如权利要求1所述的高度可调型跨栏系统，其特征在于：

替换地，在所述像素值分析设备中，所述计算所述两个子图像中每一个子图像的像素点的平均像素值包括：针对每一个子图像，计算其所有像素点中出现过的每一个像素值的出现频率，将出现频率最多的像素值作为所述子图像的平均像素值。

4.如权利要求2所述的高度可调型跨栏系统，其特征在于：

所述高度解析设备、所述DSP处理芯片和所述无线通信设备都设置在所述全景拍摄设备附近的控制盒内。

5.如权利要求4所述的高度可调型跨栏系统，其特征在于：

所述高度解析设备通过运动号码的跟踪实现对所述全景场地图像中的各个运动员人体目标的定位，并在定位的基础上进行各个运动员人体目标的提取。

6.如权利要求5所述的高度可调型跨栏系统，其特征在于：

各个跨栏设备的各个伸缩控制电机的长度调节为同步进行。

7.如权利要求6所述的高度可调型跨栏系统，其特征在于，所述跨栏系统还包括：

红外遥控设备，用于根据管理人员的输入，控制所述全景拍摄设备的全景拍摄的开启或关闭。