CN110321766B - 一种射击运动中的错射检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种射击运动中的错射检测系统和方法，通过路由器将电子靶和音视频记录仪连接到局域网，能够向网络智能设备实时提供射击现场数据，从而有利于实现在线错射检测判断模式和完善人工错射检测分析模式，其特征在于，包括第一射击位和第一电子靶，以及第二射击位和第二电子靶，所述第一电子靶和所述第二电子靶分别连接第二路由器，并通过所述第二路由器连接到局域网，所述第一射击位布置有第一音视频记录仪，所述第一音视频记录仪连接第一路由器，并通过所述第一路由器连接到所述局域网，所述第二射击位布置有独立的音视频记录仪或共享所述第一音视频记录仪，所述独立的音视频记录仪通过所述第一路由器连接到所述局域网。

Description

一种射击运动中的错射检测系统和方法
技术领域
本发明涉及射击运动项目的弹着检测技术，特别是一种射击运动中的错射检测系统和方法，通过路由器将电子靶和音视频记录仪连接到通信网或局域网，能够向网络智能设备实时提供射击现场数据，从而有利于实现在线错射检测判断模式和完善人工错射检测分析模式。
背景技术
射击训练和比赛中，运动员在射击位将子弹射击到对应的靶位上。但是由于心理或其它原因，也存在错射。错射是指运动员将子弹射到另一靶位上。错射不可避免，时有发生或偶尔发生，即使在重大比赛如奥运会射击场的决赛上也会存在。在竞技射击运动中，错射是极大地困扰运动员和教练员的意外事件，正确及时地甄别错射行为，需要花费大量的时间，同时由于缺乏数据佐证，往往难以及时进行判断而影响训练和比赛的顺利进行。传统的依赖人眼和现有摄像设备进行甄别的方法，往往出现问题，现场裁判不容易做出正确判决。比如，发生错射时，运动员A射到了运动员B的靶位上，而如果在此期间B也正常击发，在B的靶位上将会出现两个成绩。又比如，A错射到B的靶位上，而B尚未击发，但是该情况不能被及时识别等。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种射击运动中的错射检测系统和方法，通过路由器将电子靶和音视频记录仪连接到局域网，能够向网络智能设备实时提供射击现场数据，从而有利于实现在线错射检测判断模式和完善人工错射检测分析模式。
本发明技术方案如下：
一种射击运动中的错射检测系统，其特征在于，包括第一射击位和第一电子靶，以及第二射击位和第二电子靶，所述第一电子靶和所述第二电子靶分别连接第二路由器，并通过所述第二路由器连接到局域网，所述第一射击位布置有第一音视频记录仪，所述第一音视频记录仪连接第一路由器，并通过所述第一路由器连接到所述局域网，所述第二射击位布置有独立的音视频记录仪或共享所述第一音视频记录仪，所述独立的音视频记录仪通过所述第一路由器连接到所述局域网。
所述局域网由视频流数据库、NTP时间服务器、电子靶记录数据库和错射分析系统互连而成，所述NTP时间服务器同步所述局域网内各个系统时间，以保证时间戳精度一致。
所述第二路由器连接所述电子靶记录数据库，所述第一路由器连接所述视频流数据库。
还包括第三射击位和第三电子靶，或者更多的射击位和更多的电子靶，所述第三射击位布置有第二音视频记录仪，所述第二音视频记录仪连接所述第一路由器，并通过所述第一路由器连接到所述局域网，所述第三电子靶通过所述第二路由器连接到所述局域网。
各电子靶均通过第二路由器将电子靶弹着信息传送给电子靶记录数据库，所述电子靶弹着信息包括射击环数及其弹着时刻，各音视频记录仪均通过第一路由器将射击者行为信息传送给视频流数据库，所述射击者行为信息包括视频数据和音频数据，所述局域网上的错射分析系统将所述电子靶弹着信息与所述射击者行为信息进行关联比较，以确定是否有错射发生。
一种射击运动中的错射检测方法，采用上述射击运动中的错射检测系统，其特征在于，包括以下步骤：当发生单人错射事件时，根据电子靶记录数据库的弹着时刻信息，搜索音视频数据库，截取弹着前后一定时间范围内的扳机击发音频数据进行处理，根据声音特征，确定击发时刻，然后使用射击事件相关性中建立的射击环数、击发时间、弹着时间、靶位、射击位之间的关系，判断错射者；或者，当发生多人错射事件时，若该事件中多个击发时刻之间的时间间隔大于设定阈值，则按照单人错射行为进行顺序搜索，找到错射者；或者该事件中多个击发时刻之间的时间间隔在设定阈值以内，无法使用音频和视频数据进行自动分析，此时需要把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工错射分析。
所述人工错射分析还包括借助电子靶的靶纸弹着孔大小和形状进行分析。
一种射击运动中的错射检测方法，采用上述射击运动中的错射检测系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，当有错射发生告警，所述错射检测系统中的错射分析系统确定错射弹着时间戳，并根据该错射弹着时间戳从视频流数据库中进行弹着时刻音频提取，并对该音频进行声音特征处理和击发时刻标记；步骤2，如果所述击发时刻标记对应单人错射事件，则进行射击时间顺序分析，并由所述错射分析系统做出错射判断报告；如果所述击发时刻标记对应多人错射事件，则进一步判断该多人错射事件中多个击发时刻标记之间的时间间隔与预设阈值之间的关系，如果大于所述预设阈值，则进行射击时间顺序分析，并由所述错射分析系统做出错射判断报告，如果在预设阈值以内，则把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工错射分析。
本发明技术效果如下：本发明的一种射击运动中的错射检测系统和方法，极大地提高了解决错射错射纠纷的科学性和水平，能够及时准确地分别出错射行为，具有十分显著的实用价值，值得广泛应用于运动射击队的日常训练和体育赛事。检测系统可以运行两种模式：在线式模式和人工操作模式。在线模式下，系统自动进行检测，报告可能发生的不正常情况。人工操作模式下，可由人工对指定范围内的靶位、靶机在指定时间范围内进行射击事件分析，对音视频内容进行回放分析。
在目前的竞技射击运动中，已经大量采用了电子靶系统，区别于传统机械靶，电子靶采用现代传感器技术，可以准确的记录子弹射击弹着时间和环数。再结合现代图像、声音处理技术，可以提取一系列事件，如运动员击发、子弹上靶等。根据这些事件的相关性就可以进行合理判断，提取可能的错射行为，再结合图像与其它现场证据进行精确判断。本系统旨在通过图像技术和声学处理技术，提高电子靶系统的防错射能力。当出现错射时，将纠纷的两个(或多个)靶位的图像与声音信息调取，在软件当中，通过分析图像与声音信息，获得两个靶位的击发先后顺序；再通过电子报靶系统调取两个靶位的准确击中时间，通过分析击中的先后顺序判断是否发生错射。本系统符合运动员使用习惯，不会对训练和比赛产生介入性干扰，具有智能化程度高、反应迅速、数据准确的优点。
本发明具有以下特点：1)电子靶报靶系统数据同步。2)射击记录仪图像、声音数据获取。3)系统时钟同步。4)射击事件相关性模型。5)防错射分析软件数据分析、错射行为判断。6)极端错射情况，调取图像、语音资料进行回放，再配合靶纸上的弹着点的大小及形状，判断射击方向，确认射击者。
附图说明
图1是实施本发明一种射击运动中的错射检测系统结构示意图。
图2是实施本发明一种射击运动中的错射检测方法的工作流程示意图。
附图标记列示如下：1-错射分析系统；2-通信网或局域网；3-视频流数据库；4-NTP时间服务器(NTP,Network Time Protocol,网络时间协议)；5-电子靶记录数据库；6-第一路由器；7-第二路由器；8-第一音视频记录仪；9-第一射击位；10-第一电子靶；11-第二射击位；12-第二电子靶；13-第二音视频记录仪；14-第三射击位；15-第三电子靶。
具体实施方式
下面结合附图(图1-图2)对本发明进行说明。
图1是实施本发明一种射击运动中的错射检测系统结构示意图。如图1所示，一种射击运动中的错射检测系统，包括第一射击位9和第一电子靶10，以及第二射击位11和第二电子靶12，所述第一电子靶10和所述第二电子靶12分别连接第二路由器7，并通过所述第二路由器7连接到局域网2，所述第一射击位9布置有第一音视频记录仪8，所述第一音视频记录仪8连接第一路由器6，并通过所述第一路由器6连接到所述局域网2，所述第二射击位11布置有独立的音视频记录仪或共享所述第一音视频记录仪8，所述独立的音视频记录仪通过所述第一路由器6连接到所述局域网2。所述局域网2由视频流数据库3、NTP时间服务器4、电子靶记录数据库5和错射分析系统1互连而成，所述NTP时间服务器4同步所述局域网2内各个系统时间，以保证时间戳精度一致。所述第二路由器7连接所述电子靶记录数据库5，所述第一路由器6连接所述视频流数据库3。还包括第三射击位14和第三电子靶15，或者更多的射击位和更多的电子靶，所述第三射击位14布置有第二音视频记录仪13，所述第二音视频记录仪13连接所述第一路由器6，并通过所述第一路由器6连接到所述局域网2，所述第三电子靶15通过所述第二路由器7连接到所述局域网2。各电子靶均通过第二路由器7将电子靶弹着信息传送给电子靶记录数据库5，所述电子靶弹着信息包括射击环数及其弹着时刻，各音视频记录仪均通过第一路由器6将射击者行为信息传送给视频流数据库3，所述射击者行为信息包括视频数据和音频数据，所述局域网2上的错射分析系统1将所述电子靶弹着信息与所述射击者行为信息进行关联比较，以确定是否有错射发生。
一种射击运动中的错射检测方法，采用上述射击运动中的错射检测系统，其特征在于，包括以下步骤：当发生单人错射事件时，根据电子靶记录数据库的弹着时刻信息，搜索音视频数据库，截取弹着前后一定时间范围内的扳机击发音频数据进行处理，根据声音特征，确定击发时刻，然后使用射击事件相关性中建立的射击环数、击发时间、弹着时间、靶位、射击位之间的关系，判断错射者；或者，当发生多人错射事件时，若该事件中多个击发时刻之间的时间间隔大于设定阈值，则按照单人错射行为进行顺序搜索，找到错射者；或者该事件中多个击发时刻之间的时间间隔在设定阈值以内，无法使用音频和视频数据进行自动分析，此时需要把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工错射分析。
图2是实施本发明一种射击运动中的错射检测方法的工作流程示意图。如图2所示，一种射击运动中的错射检测方法，采用上述射击运动中的错射检测系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，当有错射发生告警，所述错射检测系统中的错射分析系统确定错射弹着时间戳，并根据该错射弹着时间戳从视频流数据库中进行弹着时刻音频提取，并对该音频进行声音特征处理和击发时刻标记；步骤2，如果所述击发时刻标记对应单人错射事件，则进行射击时间顺序分析，并由所述错射分析系统做出错射判断报告；如果所述击发时刻标记对应多人错射事件，则进一步判断该多人错射事件中多个击发时刻标记之间的时间间隔与预设阈值之间的关系，如果大于所述预设阈值，则进行射击时间顺序分析，并由所述错射分析系统做出错射判断报告，如果在预设阈值以内，则把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工错射分析。
一种基于图像和声音处理技术的电子靶防错射系统，其特征包括电子报靶系统、射击记录仪、时钟系统、射击事件相关性模型、错射分析软件。错射分析软件根据电子靶报靶系统的射击弹着时间和射击记录仪的扳机击发时间进行分析，对错射行为进行判断，当出现交叉错射且击发时刻和弹着时刻极相近的极限情况时，系统提取事件发生时刻的音视频，对事件进行标注，提醒人工鉴别。
实施本发明时涉及的技术包括：1.音视频数据获取：使用摄像头和麦克风设备，对射击位进行录像录音。当有运动员击发时，就会记录下击发时刻的视频和音频。采集的数据保存至音视频数据库。2.电子靶数据记录：电子靶可以记录子弹的弹着环数和时间。电子靶的数据集中存储在电子靶记录数据库。3.NTP时间服务：使用NTP时间服务器为网络内设备提供精确、标准、可靠的时间服务，能提供精确的同步时钟信号，保证局域网内各设备时间的准确性、一致性。系统可以自动或手动方式进行时间同步和校准。可以用一次射击的击发时间、电子靶弹着时间来检验时间同步结果。4.射击事件相关性模型：根据正确射击事件和错误射击事件的数据，提炼出射击相关性模型，建立射击环数、击发时间、弹着时间、靶位、射击位之间的关系。5.单人错射分析：当发生单人错射事件时，根据弹着数据库的时间信息，搜索音视频数据库，截取弹着前后一定时间范围内的扳机击发音频进行处理，根据声音特征，确定击发时刻，然后使用射击事件相关性模型进行计算，判断错射者。6.多人错射分析：当发生多人错射事件时，如二人交叉错射，若击发时刻有明显的时间间隔时，则可以按照单人错射行为进行顺序搜索，找到错射者。当多人的错射行为发生时刻非常接近时，无法使用音频和视频数据进行模型自动分析。此时需要把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工分析。对于特殊疑难问题，还需要借助电子靶的靶纸弹着孔大小和形状进行分析。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (6)

1.一种射击运动中的错射检测方法，其特征在于，包括射击运动中的错射检测系统，所述错射检测系统包括第一射击位和第一电子靶，以及第二射击位和第二电子靶，所述第一电子靶和所述第二电子靶分别连接第二路由器，并通过所述第二路由器连接到局域网，所述第一射击位布置有第一音视频记录仪，所述第一音视频记录仪连接第一路由器，并通过所述第一路由器连接到所述局域网，所述第二射击位布置有独立的音视频记录仪或共享所述第一音视频记录仪，所述独立的音视频记录仪通过所述第一路由器连接到所述局域网；所述局域网由视频流数据库、NTP时间服务器、电子靶记录数据库和错射分析系统互连而成，所述NTP时间服务器同步所述局域网内各个系统时间，以保证时间戳精度一致；所述错射检测方法包括基于所述错射检测系统的以下步骤：当发生单人错射事件时，根据所述电子靶记录数据库的弹着时刻信息，搜索所述视频流数据库，截取弹着前后的扳机击发音频数据进行处理，根据声音特征，确定击发时刻，然后使用射击事件相关性中建立的射击环数、击发时间、弹着时间、靶位、射击位之间的关系，判断错射者；或者，当发生多人错射事件时，若该事件中多个击发时刻之间的时间间隔大于设定阈值，则按照单人错射行为进行顺序搜索，找到错射者；或者该事件中多个击发时刻之间的时间间隔在设定阈值以内，无法使用音频和视频数据进行自动分析，此时需要把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工错射分析。
2.根据权利要求1所述的射击运动中的错射检测方法，其特征在于，所述第二路由器连接所述电子靶记录数据库，所述第一路由器连接所述视频流数据库。
3.根据权利要求1所述的射击运动中的错射检测方法，其特征在于，还包括第三射击位和第三电子靶，或者更多的射击位和更多的电子靶，所述第三射击位布置有第二音视频记录仪，所述第二音视频记录仪连接所述第一路由器，并通过所述第一路由器连接到所述局域网，所述第三电子靶通过所述第二路由器连接到所述局域网。
4.根据权利要求3所述的射击运动中的错射检测方法，其特征在于，各电子靶均通过第二路由器将电子靶弹着信息传送给电子靶记录数据库，所述电子靶弹着信息包括射击环数及其弹着时刻，各音视频记录仪均通过第一路由器将射击者行为信息传送给视频流数据库，所述射击者行为信息包括视频数据和音频数据，所述局域网上的错射分析系统将所述电子靶弹着信息与所述射击者行为信息进行关联比较，以确定是否有错射发生。
5.根据权利要求1所述射击运动中的错射检测方法，的所述人工错射分析还包括借助电子靶的靶纸弹着孔大小和形状进行分析。
6.一种射击运动中的错射检测方法，其特征在于，包括射击运动中的错射检测系统，所述错射检测系统包括第一射击位和第一电子靶，以及第二射击位和第二电子靶，所述第一电子靶和所述第二电子靶分别连接第二路由器，并通过所述第二路由器连接到局域网，所述第一射击位布置有第一音视频记录仪，所述第一音视频记录仪连接第一路由器，并通过所述第一路由器连接到所述局域网，所述第二射击位布置有独立的音视频记录仪或共享所述第一音视频记录仪，所述独立的音视频记录仪通过所述第一路由器连接到所述局域网；所述局域网由视频流数据库、NTP时间服务器、电子靶记录数据库和错射分析系统互连而成，所述NTP时间服务器同步所述局域网内各个系统时间，以保证时间戳精度一致；所述错射检测方法包括基于所述错射检测系统的以下步骤：步骤1，当有错射发生告警，所述错射检测系统中的错射分析系统确定错射弹着时间戳，并根据该错射弹着时间戳从视频流数据库中进行弹着时刻音频提取，并对该音频进行声音特征处理和击发时刻标记；步骤2，如果所述击发时刻标记对应单人错射事件，则进行射击时间顺序分析，并由所述错射分析系统做出错射判断报告；如果所述击发时刻标记对应多人错射事件，则进一步判断该多人错射事件中多个击发时刻标记之间的时间间隔与预设阈值之间的关系，如果大于所述预设阈值，则进行射击时间顺序分析，并由所述错射分析系统做出错射判断报告，如果在预设阈值以内，则把弹着时刻前后的音视频数据提取出来，进行人工错射分析。
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