CN111228773A - 基于双目视觉的发球控制方法、装置、存储介质及发球机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于双目视觉的发球控制方法、装置、存储介质及发球机，方法包括：获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，发球目的地为发球机发球的目标地；根据第一图像和所述第二图像，确定出与发球目的地对应的图像目的地；根据预设的双目视觉标定参数和图像目的地，确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离；根据发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整发球机向发球目的地发球的发球角度和发球力度。这样可以实现对发球机发球的自动控制，提高了发球精度和发球力度的准确性，有利于对运动员的训练。

Description

基于双目视觉的发球控制方法、装置、存储介质及发球机

技术领域

本申请涉及智能控制领域，具体而言，涉及一种基于双目视觉的发球控制方法、装置、存储介质及发球机。

背景技术

发球机(例如足球发射机、篮球发球机、乒乓球发射机等)是一种可以向发球目的地(例如球门、篮筐等，也可以向任意目标位置)发球，可以用于训练运动员。但现有发球机的发球方向依靠人工控制，方向、角度、力度等依赖人工估计，存在发球随意性大，误差较大，不便于控制的问题，因此不利于训练运动员。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于双目视觉的发球控制方法、装置、存储介质及发球机，以实现对发球的自动控制，能够提升发球的精准性，有利于训练运动员。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种基于双目视觉的发球控制方法，所述方法包括：获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，所述发球目的地为发球机发球的目标地；根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地；根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离；根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整所述发球机向所述发球目的地发球的发球角度和发球力度。

在本申请实施例中，通过处理在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，得到与发球目的地对应的图像目的地，采用双目视觉的方式确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离，进一步确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整发球机向发球目的地发球的发球角度和发球力度。这样可以实现对发球机发球的自动控制，提高了发球精度和发球力度的准确性，有利于对运动员的训练。另外，采用双目视觉的方式，可以实现对发球目的地的准确定位，从而简单快捷地确定出更加准确的发球角度参数和发球力度参数，有利于提高发球的准确性。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述图像目的地包括第一图像目的地和第二图像目的地，所述根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地，包括：从所述第一图像中检测所述发球目的地的第一轮廓，确定所述第一轮廓对应的区域为所述第一图像目的地；以及，从所述第二图像中检测所述发球目的地的第二轮廓，确定所述第二轮廓对应的区域为所述第二图像目的地。

在该实现方式中，通过检测第一图像中发球目的地的第一轮廓，以及检测第二图像中发球目的地的第二轮廓，分别确定出第一图像目的地和第二图像目的地，可以简单快捷地确定出发球目的地对应的图像目的地。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，包括：确定出所述第一图像目的地的多个第一顶点，以及，确定出所述第二图像目的地的多个第二顶点；将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，并根据预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标；根据所述每个顶点的三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离。

在该实现方式中，通过确定出第一图像目的地的多个第一顶点，以及，确定出第二图像目的地的多个第二顶点，并将确定的多个第一顶点和多个第二顶点匹配，结合预设的双目视觉标定参数确定出发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标，以此能够准确地确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离。并且，这样的方式能够快速准确地确定出发球目的地在三维空间中的位置，从而有利于提高确定出的发球机与发球目的地之间的角度和距离的准确性。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，并根据预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标，包括：将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，确定出多组匹配点对，其中，每组所述匹配点对包括与所述图像目的地上同一点对应的第一顶点和第二顶点；根据所述每组匹配点对和预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标。

在该实现方式中，通过将多个第一顶点与多个第二顶点匹配得到多组匹配点对(每组匹配点对包括与图像目的地上同一点对应的第一顶点和第二顶点)，结合预设的双目视觉标定参数，可以实现对发球目的地在三维空间中的位置精准定位。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述根据所述每个顶点的三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，包括：确定出所述发球机在所述三维空间中的位置坐标；根据所述位置坐标和每个顶点的所述三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的距离；根据所述位置坐标和每个顶点的所述三维坐标，确定出所述发球机向所述发球目的地发球的水平发球角度范围和垂直发球角度范围，所述水平发球角度范围和所述垂直发球角度范围表示所述发球机与所述发球目的地之间的角度。

在该实现方式中，结合发球机在三维空间中的位置坐标和发球目的地每个顶点的三维坐标，可以精确地实现对发球机与发球目的地之间的角度和距离的定位，从而进一步提升发球机发球的精准性。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，包括：根据所述发球机与所述发球目的地之间的距离和预设的第一对应关系，确定出发球至所述发球目的地的发球力度参数，其中，所述第一对应关系为距离与发球力度参数之间的对应关系；根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度，确定出发球至所述发球目的地的发球角度参数。

在该实现方式中，通过预设第一对应关系，可以实现对发球力度参数的快速确定，而根据发球机与发球目的地之间的角度，也能快速准确地确定出发球角度参数。并且，确定出的发球角度参数和发球力度参数具有很高的准确性，从而保证发球机发球的准确性。

结合第一方面，或者结合第一方面的第一种至第五种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，在所述方法应用于所述发球机时，在所述确定出发球角度参数和发球力度参数之后，所述方法还包括：获取设定的接球难度系数，并确定出与所述接球难度系数对应的角度调整参数；将所述发球机的发球角度调整为：以所述发球角度参数对应的发球角度为中心，以所述角度调整参数对应的范围值为半径的随机发球角度范围；以及/或者，获取设定的接球难度系数，并确定出与所述接球难度系数对应的力度调整参数；将所述发球机的发球力度调整为：以所述发球力度参数对应的发球力度为基础，以所述力度调整参数对应的范围值为界限的随机发球力度范围。

在该实现方式中，通过使用接球难度系数，确定出发球角度范围和发球力度范围，并在发球角度范围和发球力度范围内随机发球，可以在发球的控制范围内提高发球的随机性，提高训练难度，从而有利于提升运动员的水平，达到可观的训练效果。

第二方面，本申请实施例提供一种基于双目视觉的发球控制装置，所述装置包括：图像单元，用于获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，所述发球目的地为发球机发球的目标地；图像目的地处理单元，用于根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地；第二处理单元，用于根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离；第三处理单元，用于根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整所述发球机向所述发球目的地发球的发球角度和发球力度。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面或第一方面可能的实现方式中任一项所述的基于双目视觉的发球控制方法。

第四方面，本申请实施例提供一种发球机，包括本体、双目视觉摄像机构和发球机构，所述双目视觉摄像机构用于拍摄包含发球目的地的双目视觉图像，所述本体用于执行如第一方面或第一方面可能的实现方式中任一项所述的基于双目视觉的发球控制方法，以及，根据运行所述发球控制方法而确定出的所述发球角度参数和所述发球力度参数控制所述发球机构发球。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种包含双目视觉摄像机构的发球机的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种基于双目视觉的发球控制方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的一种确定图像目的地的顶点的示意图。

图4为本申请实施例提供的一种基于双目视觉的发球控制装置的结构框图。

图标：10-发球机；11-主体；12-双目视觉摄像机构；13-发球仓；14-角度控制机构；15-力度控制机构；20-发球控制装置；21-图像单元；22-第一处理单元；23-第二处理单元；24-第三处理单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种包含双目视觉摄像机构的发球机10的结构示意图。发球机10可以包括主体11、双目视觉摄像机构12、发球仓13、角度控制机构14和力度控制机构15。

示例性的，双目视觉摄像机构12可以包括两个镜头，每个镜头可以设置在主体11上。例如，双目视觉摄像机构12的两个镜头可以放置在主体11的同一侧表面上，以确保都能拍摄到目标地图像，两个镜头的相对位置不限，但为了方便处理和说明，此处以两个镜头设置在主体11的同一侧表面上的同一水平高度为例，但此处不作限定。

双目视觉摄像机构12可以为网络摄像头、高清摄像头、红外摄像头等，也可以为单反相机、数码相机等摄像装置，用于拍摄发球目的地(即发球机10发球的目标地)，以方便地获得包含发球目的地的第一图像和第二图像。当然，在其他一些实现方式中，发球机10也可以不包括摄像机构12，而是通过接收外部的机构或设备发来的第一图像和第二图像，此处不作限定。

示例性的，发球仓13可以设置在主体11的上方(当然也可以为其他位置，例如前方，此处不作限定)，用于放置需要发射的球类，例如足球、乒乓球、篮球、羽毛球等，当然，也可以发射其他物品(并非球类)，例如飞盘，因此，此处发球机发射的物品种类不应视为对本申请的限定。需要说明的是，由于物品种类之间的差异，其发球控制的方式、结构、参数等不同，因此通常一个发球机10用于发射特定种类的物品(例如发射足球的发球机)，但也可以通过在一个发球机10上设置不同发球仓13，对应不同的发球参数、发球控制方法等，以实现同一发球机10发射不同种类的物品。因此，此处不应视为对本申请的限定。

示例性的，角度控制机构14可以设置在主体11内或主体11上，与发球仓13连接，可以控制发球仓13发球的水平发球角度(即水平方向的发球角度)和垂直发球角度(即垂直方向的发球角度)。角度控制机构14的设置方式不应视为对本申请的限定。

示例性的，力度控制机构15可以设置在主体11内或主体11上，与发球仓13连接，可以控制发球仓13发球的力度。例如，力度控制机构15可以为压力阀，通过控制气压的高低以改变发球的发球力度。当然，力度控制机构15的设置方式和类型选择都不应视为对本申请的限定。

当然，发球机内部可以有处理模块，其中可以预设有本申请实施例提供的基于双目视觉的发球控制方法的程序，用于处理数据和发送指令，以控制摄像机构12、发球仓13、角度控制机构14和力度控制机构15的协同配合，实现物品的投射。

当然，发球机10也可以通过与服务器或外部终端的配合实现对发球的控制，并不限定于发球机10本身来运行基于双目视觉的发球控制方法实现对发球的控制。

以下，将以发球机10为基于双目视觉的发球控制方法的执行主体，对基于双目视觉的发球控制方法进行说明。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种基于双目视觉的发球控制方法的流程图。在本实施例中，基于双目视觉的发球控制方法可以包括：步骤S10、步骤S20、步骤S30和步骤S40。

在本实施例中，在发球机10需要发球至发球目的地时，可以执行步骤S10。

步骤S10：获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，所述发球目的地为发球机发球的目标地。

在本实施例中，发球机可以通过双目视觉摄像机构对发球目的地进行拍摄。此处，双目视觉摄像机构的两个镜头以第一镜头和第二镜头为名称进行区分。其中，第一镜头和第二镜头可以在同一时段内(例如同时，或者在一定的时间间隔内，例如一秒时间间隔内)对发球目的地进行拍摄，第一镜头拍摄得到包含发球目的地的第一图像，第二镜头拍摄得到包含发球目的地的第二图像。

通过发球机的双目视觉摄像机构拍摄的第一图像和第二图像，具有较强的实时性，且这种获得第一图像和第二图像的方式比较方便。但这种方式并不是获得第一图像和第二图像的唯一方式，例如还可以是通过接收其他终端拍摄的第一图像和第二图像，或者，接收服务器发送的第一图像和第二图像，因此，此处不应视为对本申请的限定。

获得第一图像和第二图像后，发球机可以执行步骤S20。

步骤S20：根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地。

在本实施例中，发球机可以根据第一图像和第二图像确定出与发球目的地对应的图像目的地。

示例性的，可以采用预设的算法模型(例如神经网络模型)对第一图像和第二图像进行处理，以确定出第一图像和第二图像中图像目的地的轮廓。

此处以球门作为发球机的发球目的地为例，建立神经网络模型时，可以将从多种角度和/或距离对球门进行拍摄的第一图像和第二图像作为神经网络模型的训练集(第一图像和第二图像可以为配对形式，即一张第一图像对应一张第二图像，配对的第一图像和第二图像为第一镜头和第二镜头在同一时段内对发球目的地进行拍摄而得到的；不同角度和/或不同距离拍摄的图像中，球门的形状和/或大小不同)，对神经网络模型进行训练。训练好的神经网络模型，即可作为预设的算法模型，用于对第一图像和第二图像进行处理，以确定出第一图像和第二图像中图像目的地的轮廓。

示例性的，预设的算法模型可以通过对同一时段内拍摄发球目的地得到的第一图像和第二图像进行处理。例如，模型可以对第一图像进行轮廓检测，在第一图像中检测出球门的轮廓(即第一轮廓)，而检测出的第一轮廓，其在第一图像中对应的区域为发球目的地在第一图像中的区域(即第一图像目的地)。当然，采用同样的方式对第二图像进行处理，可以确定出第二轮廓，以确定出第二图像目的地。其中第一图像目的地和第二图像目的地即为图像目的地。

通过预设的算法模型对第一图像和第二图像进行处理，可以快速准确地得到第一图像目的地和第二图像目的地(即图像目的地)，从而提升方法的运行效率。

当然，通过模型检测轮廓的方式，并非确定图像目的地的唯一方式，例如，还可以通过在球门的门框上设置涂料(例如反光涂料、荧光涂料等)，以使双目视觉摄像机构拍摄的第一图像和第二图像，其门框部位相较于背景部分显示更加明显，从而利用图像处理的方法(例如对图像预处理后进行二值化、边缘检测等方式)，确定出门框的轮廓，进一步确定出图像目的地。因此，此处的方式，不应视为对本申请的限定。

确定与发球目的地对应的图像目的地后，发球机可以执行步骤S30。

步骤S30：根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离。

在本实施例中，发球机可以根据图像目的地和预设的双目视觉标定参数确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离。此处先对预设的双目视觉标定参数进行介绍，以便于理解。

为便于描述，以简单的平视双目立体成像为例进行说明，从理想的情况开始分析：假设左右两个相机位于同一平面(光轴平行)，且相机参数(例如焦距f)一致(可以推广到一般情况)。双目视觉摄像机构的两个镜头(第一镜头和第二镜头)设置在发球机的主体的同一侧面上，且位于同一水平上。此时，两个镜头的投影中心连线的距离为B，两摄像机同时拍摄同一特征点P(x_c,y_c,z_c)，根据双目视觉的基本原理，有：

其中(X_left,Y_left)为P(x_c,y_c,z_c)在左镜头(即第一镜头)的坐标，(X_right,Y_right)为P(x_c,y_c,z_c)在右镜头(即第二镜头)的坐标，Disparity＝X_left-X_right；Y_{rig t}＝Y_left＝Y，f表示双目视觉摄像机构的镜头焦距(两个镜头的相机标定参数一致，镜头焦距均为f，当然，在第一镜头与第二镜头的镜头焦距不一致时，可以代入对应的镜头焦距，此处不作限定)。

以上，即为预设的双目视觉标定参数。

为了准确地确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离，发球机可以确定出发球目的地的顶点在三维空间中的三维坐标。请参阅图3，图3为以球门为发球目的地，确定出球门顶点的示意图。其中，球门的顶点包括顶点A、顶点B、顶点C和顶点D。

示例性的，发球机可以确定出第一图像目的地的多个第一顶点(以顶点A1、顶点B1、顶点C1和顶点D1指代)，以及，确定出第二图像目的地的多个第二顶点(以顶点A2、顶点B2、顶点C2和顶点D2指代)。

而发球机确定第一顶点和第二顶点的方式，此处以确定多个第一顶点为例进行说明。发球机可以对第一图像中确定出的第一图像目的地进行线段的检测，确定出线段的起止点，结合每条线段的起止点可以确定出线段的交汇点，从而可以确定出多个第一顶点(此处球门为三条边，顶点为四个，即顶点A1、顶点B1、顶点C1和顶点D1)。以及，发球机可以确定出每个第一顶点的图像坐标(即第一顶点在第一图像中的坐标，可以以像素表示)。确定出顶点A1、顶点B1、顶点C1和顶点D1的坐标分别为：(X_{left A1}，Y_{left A1})，(X_{left B1}，Y_{left B1})，(X_{left C1}，Y_{left C1})和(X_{left D1}，Y_{left D1})。

当然，确定第二图像目的地的多个第二顶点的方式也是类似的，此处不再赘述，确定出的多个第二顶点为顶点A2、顶点B2、顶点C2和顶点D2，对应的坐标分别为：(X_{left A2}，Y_{left A2})，(X_{left B2}，Y_{left B2})，(X_{left C2}，Y_{left C2})和(X_{left D2}，Y_{left D2})。

确定出多个第一顶点和多个第二顶点后，发球机可以将多个第一顶点与多个第二顶点匹配，并根据预设的双目视觉标定参数，确定出发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标。

示例性的，发球机可以将多个第一顶点与多个第二顶点匹配，确定出多组匹配点对，其中，每组匹配点对包括与图像目的地上同一点对应的第一顶点和第二顶点。例如，匹配点对为顶点A1和顶点A2，顶点A1和顶点A2都与图像目的地中的顶点A(即发球目的地的顶点A)相对应。此处以四组匹配点对(即顶点A1和顶点A2；顶点B1和顶点B2；顶点C1和顶点C2；顶点D1和顶点D2)为例，但不作限定。

确定出匹配点对后，发球机可以进一步根据每组匹配点对和预设的双目视觉标定参数，确定出发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标。

示例性的，可以将每组匹配点对代入式(1)中，即可得到发球目的地的每个顶点在三维空间中的三维坐标。其中，顶点A在三维空间中的坐标为：W₁(x₁,y₁,z₁)，顶点B在三维空间中的坐标为：W₂(x₂,y₂,z₂)，顶点C在三维空间中的坐标为：W₃(x₃,y₃,z₃)，顶点D在三维空间中的坐标为：W₄(x₄,y₄,z₄)。

通过这样的方式，可以快速且准确地确定出发球目的地在三维空间中的位置，从而有利于准确确定出发球机与发球目的地之间的距离和角度。

确定出发球目的地的每个顶点在三维空间中的三维坐标后，发球机可以根据每个顶点的三维坐标，确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离。

示例性的，发球机可以确定出其在三维空间中的位置坐标(发球机在三维空间中的位置坐标为已知量，例如，可以取发球机的位置为三维空间的坐标原点，也可以是通过坐标原点确定出的三维坐标，此处不作限定)，记为W₀(x₀,y₀,z₀)。

确定出发球机在三维空间中的位置坐标后，可以根据位置坐标(W₀(x₀,y₀,z₀))和每个顶点的三维坐标(W₁(x₁,y₁,z₁)，W₂(x₂,y₂,z₂)，W₃(x₃,y₃,z₃)，W₄(x₄,y₄,z₄))，确定出发球机与发球目的地之间的距离。

示例性的，发球机可以基于式(2)确定出发球机与发球目的地之间的距离：

d＝1/4(d₁+d₂+d₃+d₄)，················(2)

其中，d为发球机到发球目的地的距离，d₁为发球机到顶点A的距离(可通过W₀(x₀,y₀,z₀)和W₁(x₁,y₁,z₁)确定)，d₂为发球机到顶点B的距离(可通过W₀(x₀,y₀,z₀)和W₂(x₂,y₂,z₂)确定)，d₃为发球机到顶点C的距离(可通过W₀(x₀,y₀,z₀)和W₃(x₃,y₃,z₃)确定)，d₄为发球机到顶点D的距离(可通过W₀(x₀,y₀,z₀)和W₄(x₄,y₄,z₄)确定)。

这样选取发球机到每个顶点的距离的平均值作为发球机到发球目的地的距离，可以减小误差。

当然，确定发球机与发球目的地之间的距离的方式，并不限定于此，还可以选取其他的确定方式，例如，取发球机到每个顶点的距离的范围值来确定发球机与发球目的地之间的距离，此处不作限定。

以及，发球机还可以根据位置坐标和每个顶点的三维坐标，确定出发球机向发球目的地发球的水平发球角度范围和垂直发球角度范围，水平发球角度范围和垂直发球角度范围表示发球机与发球目的地之间的角度。

示例性的，发球机可以根据W₀(x₀,y₀,z₀)、W₁(x₁,y₁,z₁)、W₂(x₂,y₂,z₂)、W₃(x₃,y₃,z₃)、W₄(x₄,y₄,z₄)确定发球目的地与发球机之间的角度。

例如，根据W₁(x₁,y₁,z₁)、W₂(x₂,y₂,z₂)和W₀(x₀,y₀,z₀)，可以确定发球机与发球目的地之间的仰角；根据W₁(x₁,y₁,z₁)、W₃(x₃,y₃,z₃)和W₀(x₀,y₀,z₀)，可以确定发球机与发球目的地之间的左偏角；根据W₂(x₂,y₂,z₂)、W₄(x₄,y₄,z₄)和W₀(x₀,y₀,z₀)，可以确定发球机与发球目的地之间的右偏角；根据W₃(x₃,y₃,z₃)、W₄(x₄,y₄,z₄)和W₀(x₀,y₀,z₀)，可以确定发球机与发球目的地之间的俯角。其中，发球机基于左偏角和右偏角可以确定出水平发球角度范围，基于仰角和俯角可以确定出垂直发球角度范围。

当然，还可以通过其他方式确定出发球机到发球目的地之间的角度，例如，发球机还可以根据W₁(x₁,y₁,z₁)、W₂(x₂,y₂,z₂)、W₃(x₃,y₃,z₃)、W₄(x₄,y₄,z₄)确定出发球目的地的中心坐标W_c(通过求均值得到)，并根据W_c与W₀(x₀,y₀,z₀)确定出发球机与发球目的地之间的角度。

这样可以高效准确地确定出发球机与发球目的地之间的角度。

确定出发球机与发球目的地之间的距离和角度后，发球机可以执行步骤S40。

步骤S40：根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整所述发球机向所述发球目的地发球的发球角度和发球力度。

在本实施例中，发球机可以根据其与发球目的地之间的距离和预设的第一对应关系，确定出发球至发球目的地的发球力度参数，其中，第一对应关系为距离与发球力度参数之间的对应关系。

例如，预设的第一对应关系可以通过二维表的方式预设在发球机内，在发球机确定出其与发球目的地之间的距离后，即可通过查表的方式确定出发球力度参数。

在本实施例中，发球机也可以根据发球机与发球目的地之间的角度，确定出发球至发球目的地的发球角度参数。而发球机还可以根据发球角度参数，通过控制角度控制机构，调整发球角度参数。

示例性的，发球机可以根据确定出的垂直发球角度范围，确定出合适的垂直发球角度参数，根据水平发球角度范围，确定出合适的水平发球角度参数。

当然，在发球机确定发球角度参数和发球力度参数时，还可以考虑到物品的性质与发球的影响，以确定出更加合适的发球角度参数和发球力度参数(例如足球，投射会受到空气阻力和重力的影响，可以适当增加垂直发球角度和发球力度)。这样可以使得发球机向发球目的地发球时更加精准。

确定出发球角度参数和发球力度参数后，发球机可以将其发球角度调整至发球角度参数对应的目标发球角度，以及，可以将其发球力度调整至发球力度参数对应的目标发球力度。

例如，在垂直发球角度范围内和水平发球角度范围内，确定出随机的垂直发球角度参数和水平发球角度参数，进一步确定出控制其角度控制机构的控制指令，以将角度控制机构的发球角度调整至与发球角度参数对应的目标发球角度，从而调整发球机向发球目的地发球的发球角度。以及，发球机可以进一步确定出控制其力度控制机构的控制指令，以将力度控制机构的发球力度调整至与发球力度参数对应的目标发球力度，从而调整发球机向发球目的地发球的发球力度。

另外，在本实施例中，为了提升发球机对运动员的训练效果，发球机还可以获取设定的接球难度系数(例如接球难度的等级)，并确定出与接球难度系数对应的角度调整参数，并将发球机的发球角度调整为：在垂直发球角度范围和水平发球角度范围内，确定出随机的垂直和水平发球角度参数；以发球角度参数对应的发球角度为中心，以角度调整参数对应的范围值为半径的随机发球角度范围。以及/或者，发球机也可以确定出与接球难度系数对应的力度调整参数；并将发球机的发球力度调整为：以发球力度参数对应的发球力度为基础，以力度调整参数对应的范围值为界限的随机发球力度范围。

当然，还可以采用连续随机发球的方式发球。由于不改变发球机的位置时，发球机与发球目的地的角度和距离是未发生变化的。因此，发球机还可以在确定出的在最大仰角和最大俯角，以及最大左偏角和最大右偏角之间，确定出随机的垂直发球角度参数和水平发球角度参数，使得发球机在一次投射完成后，不改变发球机的位置，确定出另一随机的垂直发球角度参数和水平发球角度参数(仍是在确定出的垂直发球角度范围和水平发球角度范围内)，继续投射。

发球机通过这样的方式发球，可以在一定范围内增加发球的随机性，模拟更真实投射场景，以便于增加运动员的训练难度，有利于提升运动员的能力。

请参阅图4，基于同一发明构思，本申请实施例中还提供一种基于双目视觉的发球控制装置20，所述装置20包括：

图像单元21，用于获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，所述发球目的地为发球机发球的目标地。

第一处理单元22，用于根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地。

第二处理单元23，用于根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离。

第三处理单元24，用于根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整所述发球机向所述发球目的地发球的发球角度和发球力度。

在本实施例中，所述图像目的地包括第一图像目的地和第二图像目的地，所述第一处理单元22，还用于从所述第一图像中检测所述发球目的地的第一轮廓，确定所述第一轮廓对应的区域为所述第一图像目的地；以及，从所述第二图像中检测所述发球目的地的第二轮廓，确定所述第二轮廓对应的区域为所述第二图像目的地。

在本实施例中，所述第二处理单元23，还用于确定出所述第一图像目的地的多个第一顶点，以及，确定出所述第二图像目的地的多个第二顶点；将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，并根据预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标；根据所述每个顶点的三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离。

在本实施例中，所述第二处理单元23，还用于将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，确定出多组匹配点对，其中，每组所述匹配点对包括与所述图像目的地上同一点对应的第一顶点和第二顶点；根据所述每组匹配点对和预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标。

在本实施例中，所述第二处理单元23，还用于确定出所述发球机在所述三维空间中的位置坐标；根据所述位置坐标和每个顶点的所述三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的距离；根据所述位置坐标和每个顶点的所述三维坐标，确定出所述发球机向所述发球目的地发球的水平发球角度范围和垂直发球角度范围，所述水平发球角度范围和所述垂直发球角度范围表示所述发球机与所述发球目的地之间的角度。

在本实施例中，所述第三处理单元24，还用于根据所述发球机与所述发球目的地之间的距离和预设的第一对应关系，确定出发球至所述发球目的地的发球力度参数，其中，所述第一对应关系为距离与发球力度参数之间的对应关系；根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度，确定出发球至所述发球目的地的发球角度参数。

在本实施例中，应用于发球机的装置20，还包括难度调节单元，用于在所述第三处理单元24确定出发球角度参数和发球力度参数之后，获取设定的接球难度系数，并确定出与所述接球难度系数对应的角度调整参数；将所述发球机的发球角度调整为：以所述发球角度参数对应的发球角度为中心，以所述角度调整参数对应的范围值为半径的随机发球角度范围；以及/或者，获取设定的接球难度系数，并确定出与所述接球难度系数对应的力度调整参数；将所述发球机的发球力度调整为：以所述发球力度参数对应的发球力度为基础，以所述力度调整参数对应的范围值为界限的随机发球力度范围。

本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本申请实施例提供的基于双目视觉的发球控制方法。

综上所述，本申请实施例提供一种基于双目视觉的发球控制方法、装置、存储介质及发球机，通过处理在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，得到与发球目的地对应的图像目的地，采用双目视觉的方式确定出发球机与发球目的地之间的角度和距离，进一步确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整发球机向发球目的地发球的发球角度和发球力度。这样可以实现对发球机发球的自动控制，提高了发球精度和发球力度的准确性，有利于对运动员的训练。另外，采用双目视觉的方式，可以实现对发球目的地的准确定位，从而简单快捷地确定出更加准确的发球角度参数和发球力度参数，有利于提高发球的准确性。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作进行区分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，所述发球目的地为发球机发球的目标地；

根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地；

根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离；

根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整所述发球机向所述发球目的地发球的发球角度和发球力度。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，所述图像目的地包括第一图像目的地和第二图像目的地，所述根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地，包括：

从所述第一图像中检测所述发球目的地的第一轮廓，确定所述第一轮廓对应的区域为所述第一图像目的地；以及，

从所述第二图像中检测所述发球目的地的第二轮廓，确定所述第二轮廓对应的区域为所述第二图像目的地。

3.根据权利要求2所述的基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，所述根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，包括：

确定出所述第一图像目的地的多个第一顶点，以及，确定出所述第二图像目的地的多个第二顶点；

将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，并根据预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标；

根据所述每个顶点的三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离。

4.根据权利要求3所述的基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，所述将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，并根据预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标，包括：

将所述多个第一顶点与所述多个第二顶点匹配，确定出多组匹配点对，其中，每组所述匹配点对包括与所述图像目的地上同一点对应的第一顶点和第二顶点；

根据所述每组匹配点对和预设的双目视觉标定参数，确定出所述发球目的地在三维空间中每个顶点的三维坐标。

5.根据权利要求3所述的基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，所述根据所述每个顶点的三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，包括：

确定出所述发球机在所述三维空间中的位置坐标；

根据所述位置坐标和每个顶点的所述三维坐标，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的距离；

根据所述位置坐标和每个顶点的所述三维坐标，确定出所述发球机向所述发球目的地发球的水平发球角度范围和垂直发球角度范围，所述水平发球角度范围和所述垂直发球角度范围表示所述发球机与所述发球目的地之间的角度。

6.根据权利要求1所述的基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，包括：

根据所述发球机与所述发球目的地之间的距离和预设的第一对应关系，确定出发球至所述发球目的地的发球力度参数，其中，所述第一对应关系为距离与发球力度参数之间的对应关系；

根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度，确定出发球至所述发球目的地的发球角度参数。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的基于双目视觉的发球控制方法，其特征在于，在所述方法应用于所述发球机时，在所述确定出发球角度参数和发球力度参数之后，所述方法还包括：

获取设定的接球难度系数，并确定出与所述接球难度系数对应的角度调整参数；

将所述发球机的发球角度调整为：以所述发球角度参数对应的发球角度为中心，以所述角度调整参数对应的范围值为半径的随机发球角度范围；以及/或者，

获取设定的接球难度系数，并确定出与所述接球难度系数对应的力度调整参数；

将所述发球机的发球力度调整为：以所述发球力度参数对应的发球力度为基础，以所述力度调整参数对应的范围值为界限的随机发球力度范围。

8.一种基于双目视觉的发球控制装置，其特征在于，所述装置包括：

图像单元，用于获得在同一时段内对发球目的地拍摄的第一图像和第二图像，其中，所述发球目的地为发球机发球的目标地；

第一处理单元，用于根据所述第一图像和所述第二图像，确定出与所述发球目的地对应的图像目的地；

第二处理单元，用于根据预设的双目视觉标定参数和所述图像目的地，确定出所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离；

第三处理单元，用于根据所述发球机与所述发球目的地之间的角度和距离，确定出发球角度参数和发球力度参数，以调整所述发球机向所述发球目的地发球的发球角度和发球力度。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至7中任一项所述的基于双目视觉的发球控制方法。

10.一种发球机，其特征在于，包括本体、双目视觉摄像机构和发球机构，所述双目视觉摄像机构用于拍摄包含发球目的地的双目视觉图像，所述本体用于执行如权利要求1至7中任一项所述的基于双目视觉的发球控制方法，以及，根据运行所述发球控制方法而确定出的所述发球角度参数和所述发球力度参数控制所述发球机构发球。

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