CN110548276A - 球场辅助判罚系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球场辅助判罚系统，包括飞行摄像单元以及人工操作单元，所述飞行摄像单元包括飞行驱动模块、摄像模块、识别模块、飞行控制模块和无线通信模块，所述摄像模块用于对指定的球场区域进行拍摄并将拍摄的视频图像信息传输至所述识别模块，所述识别模块用于对所述视频图像信息进行分析，判断是否存在犯规行为，并在存在犯规行为时通过所述无线通信模块发送犯规提醒信号至所述人工操作单元。本发明可实现对球场的无死角全方位拍摄，可智能判定是否存在犯规行为，提高了球场判罚的准确性和有效性，能大大减少错判和漏判的情况；飞行摄像单元具有协同拍摄功能，可获得远胜于传统的单机拍摄的3D图像效果。

Description

球场辅助判罚系统
技术领域
本发明涉及摄像领域，具体而言，涉及一种球场辅助判罚系统。
背景技术
随着球类运动的发展，球类运动由专业化逐渐转向大众化，更多的人开始关注球类运动。现在，越来越多的球类运动可以通过电视机等传播设备被大众所了解，在目前的球类运动中，在出现争议判罚时，经常出现漏判错判，即使裁判通过视频回放确认判罚，也存在着由于拍摄视角不好无法看清发生的情况，导致一些关键性的判罚出现错误，严重影响了球员和观众的体验以及比赛的公正性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种球场辅助判罚系统，拍摄视角好，能对球体进行跟踪并可以有效避免大多数错漏判。
本发明采用的技术方案是：提供一种球场辅助判罚系统，包括多个相互配合对球场进行无死角拍摄的飞行摄像单元以及分别与多个所述飞行摄像单元相连接的人工操作单元，所述人工操作单元可同时接收各个所述飞行摄像单元拍摄的2D图像信息并转换成3D图像信息，所述飞行摄像单元包括飞行驱动模块、摄像模块、识别模块、飞行控制模块和无线通信模块，所述无线通信模块用于接收所述人工操作单元发出的飞行控制指令并传输至所述飞行控制模块，所述飞行控制模块用于根据接收到的飞行控制指令控制所述飞行驱动模块飞行至指定的球场区域上空，所述摄像模块用于对指定的球场区域进行拍摄并将拍摄的视频图像信息传输至所述识别模块，所述识别模块用于对所述视频图像信息进行分析，判断是否存在犯规行为，并在存在犯规行为时通过所述无线通信模块发送犯规提醒信号至所述人工操作单元。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，所述飞行摄像单元还包括用于获取自身位置信息的定位模块，多个所述飞行摄像单元中的至少一个可读取其他所述飞行摄像单元的位置信息，并根据两者的相对位置调整自身位置以进行协同拍摄。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，，还包括球体单元，所述球体单元包括比赛使用的球体及内置在所述球体中的位置标识装置，所述位置标识装置用于标识所述球体的位置，所述人工操作单元可通过所述无线通信模块读取所述位置标识装置提供的球体位置信息和所述定位模块提供的飞行摄像单元位置信息并实时测量所述球体与飞行摄像单元之间的距离，当测得的距离小于设定值时计算出躲避路径并控制所述飞行摄像单元沿躲避路径飞行以对所述球体进行躲避。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，，所述位置标识装置包括用于测量水平座标的第一GPS模块、用于测量高度坐标的第一气压计以及用于传输数据的数据传输模块，所述数据传输模块分别与所述无线通信模块、所述第一GPS模块和第一气压计相连。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，所述定位模块与所述飞行控制模块相连，包括用于测量水平座标的第二GPS模块和用于测量高度坐标的第二气压计。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，所述飞行摄像单元还包括与所述飞行控制模块相连的红外收发模块，所述红外收发模块用于各个所述飞行摄像单元之间的信息交互。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，所述识别模块包括与所述摄像模块相连的微处理器和与所述微处理器相连的扫描装置，所述扫描装置用于在比赛前对球员的身体轮廓进行扫描，并将各个球员的轮廓信息发送给所述微处理器，所述微处理器用于对所述摄像模块拍摄的视频图像信息和所述轮廓信息进行分析对比，以确定球员身份并判断球员之间是否存在接触犯规行为。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，所述微处理器中预先存储有高概率犯规行为视频图像信息，若所述微处理器分析得出所述摄像模块拍摄的视频图像信息中存在球员发生身体接触，则对该视频图像信息进一步分析是否属于高概率犯规行为，否则不采取下一步行动；若所述微处理器判断存在高概率犯规行为，则通过所述无线通信模块将犯规提醒信号和相应的犯规图像信息传输至所述人工操作单元。
在本发明所述的球场辅助判罚系统中，所述人工操作单元包括交互模、振动模块、声音模块、显示模块以及分别与所述交互模块、振动模块、声音模块、显示模块相连接的操控模块。
本发明提供的球场辅助判罚系统可实现对球场的无死角全方位拍摄，可智能判定是否存在犯规行为，提高了球场判罚的准确性和有效性，能大大减少错判和漏判的情况；飞行摄像单元具有协同拍摄功能，可获得远胜于传统的单机拍摄的3D图像效果，从而保证了飞行摄像单元1的拍摄清晰度，同时，由于飞行摄像单元飞行在球场上方，在拍摄时能具有更好的观察角度，因此能防止由于角度问题产生的错判和漏判。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的原理框图；
图3是本发明实施例的逻辑框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的球场辅助判罚系统，用于在球类比赛时对球场进行实时监控，智能判断是否存在犯规行为，以辅助裁判进行判罚，减少漏判错判的情况。如图1所示，本实施例以足球比赛进行说明，该球场辅助判罚系统包括飞行摄像单元1、人工操作单元2和球体单元3，飞行摄像单元1可以是飞猫或无人机，在拍摄时设置在球场上空，以对球场进行无死角拍摄，为保证图像信息的准确度，本实施例中在球场的前中后场分别设置4个以上的飞行摄像单元1，人工操作单元2通过通讯链路分别与多个飞行摄像单元1相连接，其可同时接收各个飞行摄像单元1拍摄的2D图像信息并存储，以供裁判在判断犯规时进行回放。各个飞行摄像单元1的飞行位置和拍照角度由人工操作单元2控制，本实施例中各个飞行摄像单元1的拍摄角度和位置相互配合，使人工操作单元2可将各个飞行摄像单元1拍摄的2D图像信息转换成相应的3D图像信息，从而使裁判可佩带VR等3D设备身临其境的观看球赛全景视频，对禁区内发生的身体接触等行为进行细致的分辨以辅助判罚。
具体的，如图2和图3所示，飞行摄像单元1包括飞行驱动模块11、摄像模块12、识别模块13、飞行控制模块14、无线通信模块15、定位模块16以及红外收发模块17。其中，无线通信模块15分别与识别模块13和飞行控制模块14相连接，无线通信模块15用于接收人工操作单元2发出的飞行控制指令并传输至飞行控制模块14；飞行控制模块14还与飞行驱动模块11相连接，用于根据接收到的飞行控制指令控制飞行驱动模块11动作，使飞行摄像单元1整体飞行至指定的球场区域上空；摄像模块12与识别模块13相连接，其包括可旋转云台和安装在所述云台上的普通摄像头和景深摄像头，用于对指定的球场区域进行拍摄并将拍摄的视频图像信息传输至识别模块13；识别模块13用于对所述视频图像信息进行分析，判断是否存在犯规行为，并在存在犯规行为时通过无线通信模块15发送犯规提醒信号至人工操作单元2，从而实现飞行摄像单元1的辅助判罚功能。定位模块16与飞行控制模块14相连接，其用于获取飞行摄像单元自身的位置信息并发送至飞行控制模块14，包括用于测量水平座标的第二GPS模块和用于测量高度坐标的第二气压计；红外收发模块17与飞行控制模块14相连接，其用于各个飞行摄像单元1之间的信息交互，如读取信息，多个飞行摄像单元1中的至少一个可通过红外收发模块17读取其他飞行摄像单元1的位置信息并发送至飞行控制模块14，由飞行控制模块14计算得出两者的相对位置后控制飞行驱动模块11调整自身的飞行位置使其与其他其他飞行摄像单元1之间实现协同拍摄。通过多个飞行摄像单元1对目标区域进行全方位的协同拍摄，使本实施例可获得远胜于传统的单机拍摄的3D图像效果，从而保证了飞行摄像单元1的拍摄清晰度，同时，由于飞行摄像单元1飞行在球场上方，在拍摄时能具有更好的观察角度，因此能防止由于角度问题产生的错判和漏判。
球体单元3包括比赛使用的球体及内置在球体中的位置标识装置31，位置标识装置31用于标识球体的位置，其与无线通信模块15相连接，包括用于测量水平座标的第一GPS模块、用于测量高度坐标的第一气压计以及用于传输数据的数据传输模块，数据传输模块分别与无线通信模块15、第一GPS模块和第一气压计相连。为保证位置标识装置在球体内部的安全性，本实施例优选使用缓冲材料(如EVA包装材料、缓冲气垫等)将位置标识装置包裹在球体中央部位，这些材料缓冲性极佳且质量轻盈，能够最大限度保护位置标识装置不会被踢坏，同时能够最大限度减少对比赛用球的影响。人工操作单元2可通过无线通信模块15读取位置标识装置31提供的球体位置信息和定位模块16提供的飞行摄像单元位置信息并实时测量所述球体与飞行摄像单元之间的距离，当测得的距离小于设定值(如4米)时计算出躲避路径并控制相应的飞行摄像单元1沿躲避路径飞行以对所述球体进行躲避，从而有效避免了在比赛过程中飞行摄像单元1被飞行的足球击中的情况，保护了飞行摄像单元1的安全。
进一步的，识别模块13包括与摄像模块12相连的微处理器和与微处理器相连的扫描装置，扫描装置用于在比赛前对球员的身体轮廓进行扫描，并将各个球员的轮廓信息发送给微处理器，微处理器用于对摄像模块12拍摄的视频图像信息和轮廓信息进行分析对比，以确定球员身份并判断球员之间是否存在接触犯规行为。微处理器中预先存储有高概率犯规行为视频图像信息，若微处理器分析得出摄像模块12拍摄的视频图像信息中存在球员发生身体接触，则对该视频图像信息进一步分析是否属于高概率犯规行为，否则不采取下一步行动；若微处理器判断存在高概率犯规行为，则通过无线通信模块15将犯规提醒信号和相应的犯规视频图像信息传输至人工操作单元2。人工操作单元2包括交互模块21(如WiFi模块或GPRS模块)、振动模块22、声音模块23、显示模块24以及分别与交互模块21、振动模块22、声音模块23、显示模块24相连接的操控模块25。裁判和相关工作人员可通过操控模块25生成控制指令并通过交互模块21发送至飞行摄像单元1，交互模块21还用于接收飞行摄像单元1发送的犯规提醒信号并发送至操控模块25，在收到犯规提醒信号后，操控模块25控制显示模块2显示犯规提醒文字，并控制振动模块22持续振动、声音模块23持续发出提醒声，以提醒裁判对犯规行为进行确认。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种球场辅助判罚系统，其特征在于，包括多个相互配合对球场进行无死角拍摄的飞行摄像单元以及分别与多个所述飞行摄像单元相连接的人工操作单元，所述人工操作单元可同时接收各个所述飞行摄像单元拍摄的2D图像信息并转换成3D图像信息，所述飞行摄像单元包括飞行驱动模块、摄像模块、识别模块、飞行控制模块和无线通信模块，所述无线通信模块用于接收所述人工操作单元发出的飞行控制指令并传输至所述飞行控制模块，所述飞行控制模块用于根据接收到的飞行控制指令控制所述飞行驱动模块飞行至指定的球场区域上空，所述摄像模块用于对指定的球场区域进行拍摄并将拍摄的视频图像信息传输至所述识别模块，所述识别模块用于对所述视频图像信息进行分析，判断是否存在犯规行为，并在存在犯规行为时通过所述无线通信模块发送犯规提醒信号至所述人工操作单元。
2.根据权利要求1所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述飞行摄像单元还包括用于获取自身位置信息的定位模块，多个所述飞行摄像单元中的至少一个可读取其他所述飞行摄像单元的位置信息，并根据两者的相对位置调整自身位置以进行协同拍摄。
3.根据权利要求2所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，还包括球体单元，所述球体单元包括比赛使用的球体及内置在所述球体中的位置标识装置，所述位置标识装置用于标识所述球体的位置，所述人工操作单元可通过所述无线通信模块读取所述位置标识装置提供的球体位置信息和所述定位模块提供的飞行摄像单元位置信息并实时测量所述球体与飞行摄像单元之间的距离，当测得的距离小于设定值时计算出躲避路径并控制所述飞行摄像单元沿躲避路径飞行以对所述球体进行躲避。
4.根据权利要求3所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述位置标识装置包括用于测量水平座标的第一GPS模块、用于测量高度坐标的第一气压计以及用于传输数据的数据传输模块，所述数据传输模块分别与所述无线通信模块、所述第一GPS模块和第一气压计相连。
5.根据权利要求2所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述定位模块与所述飞行控制模块相连，包括用于测量水平座标的第二GPS模块和用于测量高度坐标的第二气压计。
6.根据权利要求2所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述飞行摄像单元还包括与所述飞行控制模块相连的红外收发模块，所述红外收发模块用于各个所述飞行摄像单元之间的信息交互。
7.根据权利要求1所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述识别模块包括与所述摄像模块相连的微处理器和与所述微处理器相连的扫描装置，所述扫描装置用于在比赛前对球员的身体轮廓进行扫描，并将各个球员的轮廓信息发送给所述微处理器，所述微处理器用于对所述摄像模块拍摄的视频图像信息和所述轮廓信息进行分析对比，以确定球员身份并判断球员之间是否存在接触犯规行为。
8.根据权利要求7所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述微处理器中预先存储有高概率犯规行为视频图像信息，若所述微处理器分析得出所述摄像模块拍摄的视频图像信息中存在球员发生身体接触，则对该视频图像信息进一步分析是否属于高概率犯规行为，否则不采取下一步行动；若所述微处理器判断存在高概率犯规行为，则通过所述无线通信模块将犯规提醒信号和相应的犯规图像信息传输至所述人工操作单元。
9.据权利要求8所述的球场辅助判罚系统，其特征在于，所述人工操作单元包括交互模、振动模块、声音模块、显示模块以及分别与所述交互模块、振动模块、声音模块、显示模块相连接的操控模块。
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