CN108905182B - 一种智能眼镜和台球摄像定位瞄准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能眼镜和台球摄像定位瞄准方法，所述智能眼镜包括图像采集模块、数据处理器和输出模块，其中图像采集模块用于实时采集击球前白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；所述数据处理器根据采集的位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置，计算所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向以及球杆位置计算所述球杆的调整角度，根据所述调整角度生成调整角度提示信息；所述输出模块用于输出所述调整角度提示信息便于用户参考。本发明根据所述白球、目标球和袋口的关系，提示练习者调整瞄准方向，能够有效改善击球体验并提高击球水平。

Description

一种智能眼镜和台球摄像定位瞄准方法

技术领域

本发明涉及台球训练领域，特别是涉及一种智能眼镜、台球摄像定位瞄准方法和计算机可读存储介质。

背景技术

台球作为一项休闲运动深受人们的喜爱，但很多人打台球的技术水平一直停留在入门阶段，很难得到进一步地提高。目前在大型台球比赛中通常使用“鹰眼系统”，在球场周围安装多台分辨率极高的快速摄像机采集大量的图像，然后通过电脑软件对采集的大量图像进行识别，将赛场的立体空间分隔成以毫米计算的测量单位，然后根据采集的大量图像进行计算，计算出球的运行路线并在屏幕上显示出模拟的台球运行轨迹。然而“鹰眼系统”对场地要求极高，自身成本昂贵，广大普通台球爱好者很难接受高昂的训练成本，因此不适合广泛应用于普通训练中。

发明内容

为了解决上述问题至少之一，本发明提供一种智能眼镜、台球摄像定位瞄准方法和计算机可读存储介质。

本发明第一方面提供一种智能眼镜，包括图像采集模块、数据处理器和输出模块，其中

所述图像采集模块用于实时采集击球前白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；

所述数据处理器根据采集的位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置，计算所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向以及球杆位置计算所述球杆的调整角度，根据所述调整角度生成调整角度提示信息；

所述输出模块用于输出所述调整角度提示信息便于用户参考。

进一步地，所述数据处理器计算所述调整角度时具体用于：

根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置；

根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制出所述白球撞击所述目标球的撞击范围，根据所述目标球和六个袋口的位置分别绘制连接所述目标球球心与各袋口的袋口中心点的六条入袋直线，根据所述撞击范围和六条入袋直线的交点分别绘制将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的多个所述撞击位置；

根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述白球球心到各所述撞击位置的轨迹距离，计算使得所述白球处于所述轨迹距离最近的撞击位置的击球方向，根据所述击球方向和所述球杆的位置计算所述球杆的调整角度。

进一步地，所述智能眼镜还包括类型选择按键，通过所述类型选择按键确定台球的类型。

进一步地，所述数据处理器还能根据所述白球或目标球的位置计算台球直径、以及根据各袋口的位置计算袋口之间的距离以确定台球的类型。

进一步地，所述输出模块为耳机。

进一步地，所述输出模块为蓝牙耳机。

进一步地，所述图像采集模块为摄像头。

进一步地，所述图像采集模块为深度摄像头。

本发明第二方面提供一种台球摄像定位瞄准方法，包括：

实时采集白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；

根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置、以及所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向和球杆位置计算所述球杆的调整角度；

根据所述调整角度生成调整角度提示信息；

输出所述调整角度提示信息。

进一步地，所述调整角度的计算方法包括：

根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制所述白球撞击目标球的撞击范围；

根据所述目标球和六个袋口的位置分别绘制连接所述目标球球心与各袋口的袋口中心点的六条入袋直线；

根据所述撞击范围和六条入袋直线的交点分别绘制将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的多个撞击位置；

根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述白球球心到各撞击位置的轨迹距离，计算使得所述白球处于所述轨迹距离最近的撞击位置的击球方向，根据所述击球方向计算所述球杆的调整角度。

进一步地，根据所述白球或目标球的位置计算台球直径、以及根据各袋口的位置计算袋口之间的距离以确定台球的类型。

本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第二方面所述的方法。

本发明的有益效果如下：

本发明针对目前现有台球训练中“鹰眼系统”不适合普通训练的问题，制定一种智能眼镜和方法，弥补了现有技术中训练费用高昂的问题，有效指导台球初学者准确瞄准目标球的入袋方向，能够改善台球练习者的击球体验，提高击球准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的一个实施例所述智能眼镜的框图；

图2示出本发明的一个实施例所述智能眼镜的示意图；

图3示出本发明的另一个实施例所述白球撞击目标球的示意图；

图4示出本发明的另一个实施例所述撞击范围和撞击位置的示意图；

图5示出本发明的另一个实施例所述调整角度的示意图；

图6示出本发明的另一个实施例所述智能眼镜的框图；

图7示出本发明的另一个实施例所述台球摄像定位瞄准方法的流程图；

图8示出本发明的另一个实施例所述计算调整角度的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种智能眼镜，包括图像采集模块、数据处理器和输出模块，其中所述图像采集模块用于实时采集击球前白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；所述数据处理器根据采集的位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置，计算所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向以及球杆位置计算所述球杆的调整角度，根据所述调整角度生成调整角度提示信息；所述输出模块用于输出所述调整角度提示信息便于用户参考。

在一个具体的示例中，如图1和图2所示，所述智能眼镜包括图像采集模块、数据处理器和输出模块。其中所述图像采集模块为摄像头，在击球前用于实时采集白球、目标球、袋口和球杆的位置图像，然后将所述位置图像传输至数据处理器，以便于数据处理器进行进一步地数据处理。所述图像采集模块还可以为深度摄像头，不仅能够获取二维图像，还可以获得所拍摄的位置图像中的白球、目标球、袋口和球杆的深度信息即三维图像从而进一步获取台球桌面上的三维立体数据，则所述数据处理器能够根据三维图像进行更立体更直观的图像处理。

所述数据处理器进行数据处理，当数据处理器接收到图像采集模块采集到的位置图像时，首先使用图像处理技术对位置图像进行图像处理，所述图像处理技术包括但不限于灰度直方图调整、图像二值化、滤波去噪、边缘识别，通过图像处理所述数据处理器计算白球、目标球、袋口和球杆的位置；然后计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的撞击位置。如图3所示，白球1的位置在目标球2的右后方，若想将目标球2撞入袋口则白球1需要走到假想球3的位置，将使得所述目标球2进入袋口情况下白球1撞击目标球2时的白球1定义为假想球3，即白球1撞击目标球2的撞击位置，其中图3中所述箭头方向为所述白球1、目标球2和假想球3的运动方向。然后计算使得所述白球1处于撞击位置对应的击球方向，即根据撞击位置计算对应的球杆的击球方向；再根据所述击球方向与位置图像中所述球杆的方向进行比对，计算所述球杆需要调整的调整角度，根据所述调整角度生成调整角度提示信息，例如提示信息为“瞄准某号球某袋偏左或偏右”、“瞄准黑球某袋偏左或偏右”，当球杆方向正确后，所述提示信息为“正确瞄准黑球某袋”或者为“正确瞄准某色球某袋”；最后通过输出模块输出所述提示信息。值得说明的是，本实施例中所述目标球为距离所述白球最接近的球。

在一个优选的实施例中，所述数据处理器计算所述调整角度时具体用于：根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置；根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制出所述白球撞击所述目标球的撞击范围，根据所述目标球和六个袋口的位置分别绘制连接所述目标球球心与各袋口的袋口中心点的六条入袋直线，根据所述撞击范围和六条入袋直线的交点分别绘制将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的多个所述撞击位置；根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述白球球心到各所述撞击位置的轨迹距离，计算使得所述白球处于所述轨迹距离最近的撞击位置的击球方向，根据所述击球方向和所述球杆的位置计算所述球杆的调整角度。

首先数据处理器对位置图像进行处理，通过灰度直方图调整、图像二值化、滤波去噪等技术对位置图像进行分解并去除噪声，通过边缘识别等技术识别并计算位置图像中球桌、白球、目标球、袋口和球杆的位置。然后根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制出所述白球撞击所述目标球的撞击范围，如图4所示，在本实施例中，目标球2的半径为R，以目标球2的圆心为圆心，所述预定倍数为两倍，即以2R为半径的圆为撞击范围4，则认为当所述白球1落入所述撞击范围4时所述白球1一定会与所述目标球2发生碰撞，否则所述白球1不会与所述目标球2发生碰撞。每个台球桌具有六个袋口5，则理想状态下目标球2具有六种入袋的可能性，以所述目标球2的球心和任意一个袋口5的中心点的两个点能够绘制一条入袋直线7，一共可绘制出六条入袋直线7；所述六条入袋直线7分别和撞击范围4相交，形成6个交点，分别以所述交点为圆心以R为半径绘制出六个假想球3，在不考虑击球力度的情况下，所述六个假想球3为可以直接将目标球2撞入袋口的白球1的撞击位置。

同时所述数据处理器还用于根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述行进轨迹对应的所述撞击位置以及使得白球处于该撞击位置的击球方向，根据所述击球方向计算所述球杆的调整角度。如图5所示，以目标球2的圆心为圆心以2R为半径绘制撞击范围4，根据目标球2的圆心和2个袋口(图5以两个袋口为例进行说明)的中心点绘制两条入袋直线7’和7”，以所述撞击范围4和两条入袋直线7’和7”的交点为圆心分别绘制两个假想球3’和3”(即撞击位置)，根据所述球杆6的方向和位置计算所述白球1的行进轨迹L，判断所述行进轨迹L是否处于所述撞击范围4，即判断所述白球1是否能够击打到所述目标球2。当所述白球1的行进轨迹L能够落入所述撞击范围4后，计算所述白球球心到各假想球3的轨迹距离，分别绘制所述白球1到假想球3’和3”的轨迹L1和L2，并计算白球1的球心到假想球3’和3”的球心的轨迹距离。按照六条入袋直线而言，在六个撞击位置中，所述白球1可以落入至少一个撞击位置中，根据六个轨迹距离的长度大小进行排序，选择所述轨迹距离最近的撞击位置作为目标撞击位置；在图5中，计算白球1的球心到假想球3’和3”的轨迹距离，白球1到假想球3’的距离最近，因此选择假想球3’作为目标假想球(即目标撞击位置)，计算使得所述白球1处于目标撞击位置的击球方向(即轨迹L1的方向)，根据所述击球方向和所述球杆6的实际方向计算所述球杆6的调整角度θ，并根据所述调整角度θ生成调整角度提示信息“瞄准某号球某袋偏右”。

所述输出模块为耳机，通过耳机输出所述调整角度提示信息，佩戴所述耳机的用户能够方便地接收所述提示信息。进一步地，为了便于用户携带、以及用户在击球过程中随意伸展，所述输出模块为蓝牙耳机。

在实际应用中，还需要考虑用户练习台球的类型。目前比较常见的台球分为美式十六球模式和英式斯诺克两种模式。其中美式十六球模式下，标准台面内框尺寸为2540mm*1270mm,台球直径57.15mm，球洞位置位于台面四角和长边中间位置。而英式斯诺克模式下，标准台面尺寸为3560mm x1780mm，台球直径52.5mm，球洞位置位于台面四角和长边中间位置。两种台球模式的台球桌的尺寸不同，台球的大小也不同，因此在图像处理时需要分清类型。所述智能眼镜可以设置为单独用于美式十六球模式、或者单独用于英式斯诺克模式，用户在使用时按照练习的类型进行选择。

在一个优选的实施例中，智能眼镜还能根据所述白球或目标球的位置计算台球直径、以及各袋口的位置计算袋口之间的距离以确定台球的类型。同一模式下的白球和目标球的大小一致，因此所述数据处理器根据摄像头采集的白球或者目标球的位置图像能够获得用户练习的台球的直径，同时也能够根据摄像头采集的各袋口的位置图像计算用户练习的台球的袋口之间的距离、或者通过各袋口之间的距离计算台球桌的台面内框尺寸，从而确定用户练习的台球的类型。

在另一个优选的实施例中，如图6所示，所述智能眼镜还包括类型选择按键，通过所述类型选择按键确定台球的类型。即在智能眼镜上安装一个选择按键，用户在练习前通过类型选择按键选择所练习的台球的类型。

与上述实施例提供的智能眼镜相对应，本发明的一个实施例还提供一种台球摄像定位瞄准方法，由于本申请实施例提供的台球摄像定位瞄准方法与上述几种实施例提供的智能眼镜相对应，因此前述实施方式也适用于本实施例提供的瞄准方法，在本实施例中不再详细描述。

如图7所述，本发明的一个实施例还提供一种台球摄像定位瞄准方法，包括：实时采集白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置、以及所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向和球杆位置计算所述球杆的调整角度；根据所述调整角度生成调整角度提示信息；输出所述调整角度提示信息。

如图8所示，所述调整角度的计算方法包括：根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制所述白球撞击目标球的撞击范围；根据所述目标球和六个袋口的位置分别绘制连接所述目标球球心与各袋口的袋口中心点的六条入袋直线；根据所述撞击范围和六条入袋直线的交点分别绘制将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的多个撞击位置；根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述白球球心到各撞击位置的轨迹距离，计算使得所述白球处于所述轨迹距离最近的撞击位置的击球方向，根据所述击球方向计算所述球杆的调整角度。

在一个优选的实施例中，根据所述白球或目标球的位置计算台球直径、以及各袋口的位置计算袋口之间的距离以确定台球的类型。

本发明的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现：实时采集白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置、以及所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向和球杆位置计算所述球杆的调整角度；根据所述调整角度生成调整角度提示信息；输出所述调整角度提示信息。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实时例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本发明针对目前现有台球训练中缺少辅助训练的瞄准装置的问题，制定一种智能眼镜和一种台球摄像定位瞄准方法，弥补了现有技术中的问题，有效指导台球初学者准确瞄准目标球的入袋方向，能够改善台球练习者的击球体验，提高击球准确度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种智能眼镜，其特征在于，包括图像采集模块、数据处理器和输出模块，其中

所述图像采集模块用于实时采集击球前白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；

所述数据处理器根据采集的位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置，计算所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向以及球杆位置计算所述球杆的调整角度，根据所述调整角度生成调整角度提示信息；

所述数据处理器计算所述调整角度时具体用于：

根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置；

根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制出所述白球撞击所述目标球的撞击范围，根据所述目标球和六个袋口的位置分别绘制连接所述目标球球心与各袋口的袋口中心点的六条入袋直线，根据所述撞击范围和六条入袋直线的交点分别绘制将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的多个所述撞击位置；

根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述白球球心到各所述撞击位置的轨迹距离，计算使得所述白球处于所述轨迹距离最近的撞击位置的击球方向，根据所述击球方向和所述球杆的位置计算所述球杆的调整角度；

所述输出模块用于输出所述调整角度提示信息以便于用户参考。

2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述数据处理器还能根据所述白球或目标球的位置计算台球直径、以及根据各袋口的位置计算袋口之间的距离以确定台球的类型。

3.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述智能眼镜还包括类型选择按键，通过所述类型选择按键确定台球的类型。

4.根据权利要求2或3所述的智能眼镜，其特征在于，所述输出模块为蓝牙耳机。

5.根据权利要求4所述的智能眼镜，其特征在于，所述图像采集模块为深度摄像头。

6.一种台球摄像定位瞄准方法，其特征在于，包括：

实时采集白球、目标球、袋口和球杆的位置图像；

根据所述位置图像计算所述白球、目标球、袋口和球杆的位置，计算将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球的撞击位置、以及所述撞击位置对应的击球方向，根据所述击球方向和球杆位置计算所述球杆的调整角度；

所述调整角度的计算方法包括：

根据所述目标球的球心以预定倍数的球径为半径绘制所述白球撞击目标球的撞击范围；

根据所述目标球和六个袋口的位置分别绘制连接所述目标球球心与各袋口的袋口中心点的六条入袋直线；

根据所述撞击范围和六条入袋直线的交点分别绘制将所述目标球撞入袋口情况下所述白球撞击目标球时的多个撞击位置；

根据所述球杆的位置计算所述白球的行进轨迹，判断所述行进轨迹是否处于所述撞击范围，计算所述白球球心到各撞击位置的轨迹距离，计算使得所述白球处于所述轨迹距离最近的撞击位置的击球方向，根据所述击球方向计算所述球杆的调整角度；

根据所述调整角度生成调整角度提示信息；

输出所述调整角度提示信息。

7.根据权利要求6所述的台球摄像定位瞄准方法，其特征在于，根据所述白球或目标球的位置计算台球直径、以及根据各袋口的位置计算袋口之间的距离以确定台球的类型。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求6-7中任一所述的方法。

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