CN109712263A - 径赛计时系统及提高计时精度的方法 - Google Patents

Abstract

一种径赛计时系统及提高径赛计时精度的方法，其特征包括起点计时装置和终点计时装置其操作步骤。在记录比赛时刻时，无需将起点和终点直接通过通信方式连接通信，只需要在起点计时装置和终点计时装置分别记录到起跑时刻、录像启动时刻，基于录像启动时刻根据画面识别各运动员的冲线时刻，再利用卫星定位系统的授时功能，以同一卫星定位系统的时间尺度作为比赛计时尺度，既提高了比赛计时精度，又能将起点和终点的时间尺度统一而无需其间通信，同时避免了起、终点之间的各种线路铺设时产生的麻烦，同时采用传统发令枪配合压力传感器的组合替代传统的电子发令枪，设备成本低，适用各种径赛计时的应用场景。

Description

径赛计时系统及提高计时精度的方法

技术领域

本发明涉及一种比赛计时系统及计时方法，特别是一种径赛计时系统及提高径赛计时精度的方法。

背景技术

目前，在径赛计时系统中，计时都是以系统内单片机上的时钟周期来计时的，起点和终点之间的信号传输需要依靠有线通信或无线通信的方式联动以保证计时系统运转正常和计时精确度，但有线通信线路布置麻烦，而且如遇到露天情况，日晒雨淋线路接口易发生故障，且不适合长距离大型比赛，例如：马拉松等；而无线通信方式则信号延迟大，计时精度低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种计时准确，设备便宜经济，符合各种应用场景使用要求的径赛计时系统及提高径赛计时精度的方法。

本发明的技术方案是：一种径赛计时系统，包括起点计时装置和终点计时装置；

所述的起点计时装置包括能产生空气压力变化的发令枪、压力传感器、起点数据处理器和起点卫星定位模块；所述的压力传感器和起点卫星定位模块分别与起点数据处理器连接并通信；所述的发令枪用于发出起始命令，所述的压力传感器用于监测发令枪发出起始命令时产生空气压力数据，所述的起点卫星定位模块用于接收导航卫星系统发送的包含时序信息的定位信息；所述的起点数据处理器用于在接收到发令枪产生空气压力数据时读取起点卫星定位模块当前定位信息中的时序信息；

所述的终点计时装置包括图像采集装置、终点数据处理器和终点卫星定位模块；所述的图像采集装置和终点卫星定位模块分别与终点数据处理器连接并通信；所述的图像采集装置用于采集参赛运动员的冲线画面并发送至终点数据处理器储存，所述的终点卫星定位模块用于接收与起点卫星定位模块相同的导航卫星系统发送的包含时序信息的定位信息，所述的终点数据处理器用于在采集到运动员冲线画面之前将终点数据处理器中的系统时间与卫星定位系统时间同步；

所述的起点数据处理器和终点数据处理器内设有通信模块，通过有线或无线的方式与其他终端或者互相通信，用于将起跑时刻和各运动员的冲线时刻汇总计算得出各运动员的比赛成绩。

进一步的方案是：所述的图像采集装置包括高速摄像机，摄像机支架，色码布，所述的高速摄像机用于获得足够的运动画面；所述的摄像机支架用于支撑高速摄像机，并可根据所有赛道总宽度调节对应高度和摄像机的拍摄角度，用以保证拍摄清晰度的同时保证拍摄范围能够完全覆盖终点区域的所有跑道；所述的色码布上设有横向色块，每种颜色的色块对应相应的数字，根据色块颜色区分各个运动员的编号。

进一步的方案是：为了提高色码布在图像采集时的颜色的辨识度，所述色码布上的横向色块之间间隔相同距离，并由白色填充间隙。

进一步的方案是：所述的色码布上设有不少于2个形状、面积相同各自的独立横向色块，每个横向色块可选颜色不少于4种，根据色块不同颜色的组合区分各个运动员的编号。

一种提高径赛计时精度的方法，其特征包括如下步骤：

预启动：比赛前将起点计时装置和终点计时装置分别设置在比赛的起点和终点，将起点计时装置和终点计时装置中各自的数据处理器分别连上各自的卫星定位模块，启动起点和终点数据处理器同时与之连接的卫星定位模块也同时启动并开始接收卫星定位系统发出的时序信息，当起点和终点卫星定位模块接收到同一卫星定位系统准确的时序信息、终点计时模块中的终点数据处理器和图像采集装置中的高速摄像机跟卫星定位系统的时间完成同步时，开始进行比赛流程；

比赛开始：让各运动员将识别色码布佩戴在各运动员身体朝向终点计时装置的图像采集装置一侧的同一明显部位准备起跑，发令枪枪响比赛开始，同时压力传感器监测到发令枪产生的空气压力信号并发送给起点数据处理器，起点数据处理器收到空气压力信号，立即读取起点卫星定位模块的当前定位信息中的时序信息，生成起跑时刻；

冲线：在第一个冲线运动员达到之前启动高速摄像机拍摄并实时发送给终点数据处理器，终点数据处理器记录高速摄像机启动拍摄时刻，当运动员冲线时高速摄像机拍摄每位运动员的冲线画面，当最后一个运动员冲线后，停止摄像，终点数据处理器开始在拍摄的录像中识别每位运动员佩戴的色码布的冲线画面，每位运动员色码布冲线时的冲线画面所在帧的创建时刻即为运动员的冲线时刻；

输出成绩：将起跑时刻和各运动员的冲线画面录像输出到同一终端并计算得出各运动员的比赛成绩并发布成绩，其中成绩计算方式如下：

设起跑时刻为T0，启动拍摄时刻为T1，高速摄像机速率为F，第i位运动员冲线画面帧数为N（每位运动员冲线画面帧数为拍摄总帧数的第N位），Ti的计算式为：Ti=N/F+(T1-T0)。

本发明的技术方案与现有技术相比，在记录比赛时刻时，无需将起点和终点直接通过通信方式连接通信，只需要在起点计时装置和终点计时装置分别记录到起跑时刻、录像启动时刻，基于录像启动时刻根据画面识别各运动员的冲线时刻，再利用卫星定位系统的授时功能，以同一卫星定位系统的时间尺度作为比赛计时尺度，既提高了比赛计时精度，又能将起点和终点的时间尺度统一而无需其间通信，同时避免了起、终点之间的各种线路铺设时产生的麻烦，同时采用传统发令枪配合压力传感器的组合替代传统的电子发令枪，设备成本低，适用各种径赛计时的应用场景。

以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明起点计时装置逻辑结构示意图；

图2为本发明终点计时装置结构示意图；

图3为本发明实施例色码布结构示意图。

具体实施方式

如图所示，一种径赛计时系统，包括起点计时装置1和终点计时装置2；所述的起点计时装置1包括能产生空气压力变化的发令枪、压力传感器12、起点数据处理器13和起点卫星定位模块14；所述的压力传感器12和起点卫星定位模块14分别与起点数据处理器13连接并通信；所述的发令枪用于发出起始命令，所述的压力传感器12用于监测发令枪发出起始命令时产生空气压力变化数据，所述的起点卫星定位模块14用于接收导航卫星系统发送的包含时序信息的定位信息；所述的起点数据处理器13用于在接收到发令枪产生空气压力变化数据时读取起点卫星定位模块14当前定位信息中的时序信息；

所述的终点计时装置2包括图像采集装置21、终点数据处理器22和终点卫星定位模块23；所述的图像采集装置21和终点卫星定位模块23分别与终点数据处理器22连接并通信；所述的图像采集装置21用于采集参赛运动员的冲线画面并发送至终点数据处理器22储存；所述的终点卫星定位模块23用于接收与起点卫星定位模块14相同的导航卫星系统发送的包含时序信息的定位信息，所述的终点数据处理器22用于在采集到运动员冲线画面之前将终点数据处理器22中的系统时间与卫星定位系统时间同步；

所述的起点数据处理器13和终点数据处理器22内设有通信模块，通过有线或无线的方式与其他终端或者互相通信，用于将起跑时刻和各运动员的冲线时刻汇总计算得出各运动员的比赛成绩。

进一步的方案是：所述的图像采集装置21包括高速摄像机211，摄像机支架212，色码布，所述的高速摄像机211用于获得足够的运动画面；所述的摄像机支架212用于支撑高速摄像机211，并可根据所有赛道总宽度调节对应高度和摄像机的拍摄角度，用以保证拍摄清晰度的同时保证拍摄范围能够完全覆盖终点区域的所有跑道；所述的色码布上设有横向色块，每种颜色的色块对应相应的数字，根据色块颜色区分各个运动员的编号。

进一步的方案是：为了提高色码布在图像采集时的颜色的辨识度，所述色码布上的横向色块之间间隔相同距离，并由白色填充间隙。

进一步的方案是：所述的色码布上设有不少于2个形状、面积相同各自的独立横向色块，每个横向色块可选颜色不少于4种，根据色块不同颜色的组合区分各个运动员的编号。

一种提高径赛计时精度的方法，其特征包括如下步骤：

预启动：比赛前将起点计时装置和终点计时装置分别设置在比赛的起点和终点，将起点计时装置和终点计时装置中各自的数据处理器分别连上各自的卫星定位模块，启动起点和终点数据处理器同时与之连接的卫星定位模块也同时启动并开始接收卫星定位系统发出的时序信息，当起点和终点卫星定位模块接收到同一卫星定位系统准确的时序信息、终点计时模块中的终点数据处理器和图像采集装置中的高速摄像机跟卫星定位系统的时间完成同步时，开始进行比赛流程；

比赛开始：让各运动员将识别色码布佩戴在各运动员身体朝向终点计时装置的图像采集装置一侧的同一明显部位准备起跑，发令枪枪响比赛开始，同时压力传感器监测到发令枪产生的空气压力信号并发送给起点数据处理器，起点数据处理器收到空气压力信号，立即读取起点卫星定位模块的当前定位信息中的时序信息，生成起跑时刻；

冲线：在第一个冲线运动员达到之前启动高速摄像机拍摄并实时发送给终点数据处理器，终点数据处理器记录高速摄像机启动拍摄时刻，当运动员冲线时高速摄像机拍摄每位运动员的冲线画面，当最后一个运动员冲线后，停止摄像，终点数据处理器开始在拍摄的录像中识别每位运动员佩戴的色码布的冲线画面，每位运动员色码布冲线时的冲线画面所在帧的创建时刻即为运动员的冲线时刻；

输出成绩：将起跑时刻和各运动员的冲线画面录像输出到同一终端并计算得出各运动员的比赛成绩并发布成绩，其中成绩计算方式如下：

设起跑时刻为T0，启动拍摄时刻为T1，高速摄像机速率为F，第i位运动员冲线画面帧数为N（每位运动员冲线画面帧数为拍摄总帧数的第N位），Ti的计算式为：Ti=N/F+(T1-T0)。

Claims (6)

1.一种径赛计时系统，其特征是包括起点计时装置和终点计时装置；所述的起点计时装置包括能产生空气压力变化的发令枪、压力传感器、起点数据处理器和起点卫星定位模块；所述的压力传感器和起点卫星定位模块分别与起点数据处理器连接并通信；所述的发令枪用于发出起始命令，所述的压力传感器用于监测发令枪发出起始命令时产生空气压力数据，所述的起点卫星定位模块用于接收导航卫星系统发送的包含时序信息的定位信息；所述的起点数据处理器用于在接收到发令枪产生空气压力数据时读取起点卫星定位模块当前定位信息中的时序信息；

所述的终点计时装置包括图像采集装置、终点数据处理器和终点卫星定位模块；所述的图像采集装置和终点卫星定位模块分别与终点数据处理器连接并通信；所述的图像采集装置用于采集参赛运动员的冲线画面并发送至终点数据处理器储存，所述的终点卫星定位模块用于接收与起点卫星定位模块相同的导航卫星系统发送的包含时序信息的定位信息，所述的终点数据处理器用于在采集到运动员冲线画面之前将终点数据处理器中的系统时间与卫星定位系统时间同步；

所述的起点数据处理器和终点数据处理器内设有通信模块，通过有线或无线的方式与其他终端或者互相通信，用于将起跑时刻和各运动员的冲线时刻汇总计算得出各运动员的比赛成绩。

2.如权利要求1所述的一种径赛计时系统，其特征是所述的图像采集装置包括高速摄像机，摄像机支架，色码布，所述的高速摄像机用于获得足够的运动画面；所述的摄像机支架用于支撑高速摄像机，并可根据所有赛道总宽度调节对应高度和摄像机的拍摄角度，用以保证拍摄清晰度的同时保证拍摄范围能够完全覆盖终点区域的所有跑道；所述的色码布上设有横向色块，每种颜色的色块对应相应的数字，根据色块颜色区分各个运动员的编号。

3.如权利要求1或2所述的一种径赛计时系统，其特征是所述色码布上的横向色块之间间隔相同距离，并由白色填充间隙。

4.如权利要求1或2所述的一种径赛计时系统，其特征是所述的色码布上设有不少于2个形状、面积相同各自的独立横向色块，每个横向色块可选颜色不少于4种，根据色块不同颜色的组合区分各个运动员的编号。

5.如权利要求3所述的一种径赛计时系统，其特征是所述的色码布上设有不少于2个形状、面积相同各自的独立横向色块，每个横向色块可选颜色不少于4种，根据色块不同颜色的组合区分各个运动员的编号。

6.一种提高径赛计时精度的方法，其特征包括如下步骤：

预启动：比赛前将起点计时装置和终点计时装置分别设置在比赛的起点和终点，将起点计时装置和终点计时装置中各自的数据处理器分别连上各自的卫星定位模块，启动起点和终点数据处理器同时与之连接的卫星定位模块也同时启动并开始接收卫星定位系统发出的时序信息，当起点和终点卫星定位模块接收到同一卫星定位系统准确的时序信息、终点计时模块中的终点数据处理器和图像采集装置中的高速摄像机跟卫星定位系统的时间完成同步时，开始进行比赛流程；

比赛开始：让各运动员将识别色码布佩戴在各运动员身体朝向终点计时装置的图像采集装置一侧的同一明显部位准备起跑，发令枪枪响比赛开始，同时压力传感器监测到发令枪产生的空气压力信号并发送给起点数据处理器，起点数据处理器收到空气压力信号，立即读取起点卫星定位模块的当前定位信息中的时序信息，生成起跑时刻；

冲线：在第一个冲线运动员达到之前启动高速摄像机拍摄并实时发送给终点数据处理器，终点数据处理器记录高速摄像机启动拍摄时刻，当运动员冲线时高速摄像机拍摄每位运动员的冲线画面，当最后一个运动员冲线后，停止摄像，终点数据处理器开始在拍摄的录像中识别每位运动员佩戴的色码布的冲线画面，每位运动员色码布冲线时的冲线画面所在帧的创建时刻即为运动员的冲线时刻；

输出成绩：将起跑时刻和各运动员的冲线画面录像输出到同一终端并计算得出各运动员的比赛成绩并发布成绩，其中成绩计算方式如下：

设起跑时刻为T0，启动拍摄时刻为T1，高速摄像机速率为F，第i位运动员冲线画面帧数为N（每位运动员冲线画面帧数为拍摄总帧数的第N位），Ti的计算式为：Ti=N/F+(T1-T0)。