CN112807654B - 竞走比赛电子化判决平台及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种竞走比赛电子化判决平台及方法，所述平台包括：现场计数机构，用于在每接收到一次竞走违规号码时，对所述竞走违规号码执行一次违规计数，并在对某一竞走违规号码的违规计数总和超过三时，发出罚出场外指令；内容判断设备，用于对判断发出脚体离地信号的成像区域执行运动员号码辨识以获得相应的竞走违规号码；现场俯拍机构，用于对进行竞走比赛的场地执行定时间隔的多次俯拍操作。本发明的竞走比赛电子化判决平台及方法结构紧凑、判决可靠。由于能够对竞走比赛运动员双脚离地的场景执行电子化违规判决，并在运动员违规计数总和超过三时，执行电子化的罚出场外的判决，从而有效解放了现场的裁判人员。

Description

竞走比赛电子化判决平台及方法
技术领域
本发明涉及竞走比赛领域，尤其涉及一种竞走比赛电子化判决平台及方法。
背景技术
竞走（RaceWalking），是从日常行走的基础上发展出来的运动，规则规定支撑腿必须伸直，从单脚支撑过渡到双脚支撑，在摆动腿的脚跟接触地面前，后蹬腿的脚尖不得离开地面，以确保没有出现“腾空”的现象，而这也是竞走与跑步的主要分别。
普通走步的速度，每小时约五公里左右，而竞走的速度则快得多。竞走比赛最先出现于1775年至1800年间的英国，男子竞走于1908年伦敦奥运会正式成为比赛项目；女子竞走比赛始于1932年的捷克，直至1992年的奥运会，女子10千米竞走才正式成为比赛项目。
竞走比赛通常在田径场或公路上进行。在奥运会和重大田径比赛中男子有20千米、50千米公路竞走、20千米田径场地竞走；女子有5千米田径场地竞走、10千米公路竞走。竞走与跑的根本区别在于走步时两脚必须与地面轮换接触，不能有腾空阶段。田径比赛规则规定：每步中，运动员在后脚离地之前，前脚必须着地。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种竞走比赛电子化判决平台，能够对竞走比赛运动员双脚离地的场景执行电子化违规判决，并在运动员违规计数总和超过三时，执行电子化的罚出场外的判决，从而有效解放了现场的裁判人员。
为此，本发明至少需要具备以下两处重要的发明点：
（1）当采用电子化检测机制判断存在竞走比赛运动员双脚离地的场景时，判断所述竞走比赛运动员违规一次；
（2）引入现场计数机构，用于在每接收到一次竞走违规号码时，对所述竞走违规号码执行一次违规计数，并在对某一竞走违规号码的违规计数总和超过三时，发出罚出场外指令。
根据本发明的一方面，提供了一种竞走比赛电子化判决平台，所述平台包括：
现场计数机构，与内容判断设备连接，用于在每接收到一次竞走违规号码时，对所述竞走违规号码执行一次违规计数，并在对某一竞走违规号码的违规计数总和超过三时，发出罚出场外指令；
现场俯拍机构，设置在无人飞行器上，用于对进行竞走比赛的场地执行定时间隔的多次俯拍操作，以获得连续的多个实时比赛图像；
第一处理机构，与所述现场俯拍机构连接，用于对接收到的每一个实时比赛图像执行无缩放变换模糊处理，以获得并输出相应的平滑处理图像；
第二处理机构，设置在无人飞行器上，与所述第一处理机构连接，用于对接收到的平滑处理图像执行空域微分法锐化处理，以获得并输出相应的当前锐化图像；
数据滤波设备，设置在所述现场俯拍机构的附近，与所述现场俯拍机构连接，用于对接收到的每一个实时比赛图像执行几何均值滤波处理，以获得对应的均值滤波图像；
信号切分机构，与所述数据滤波设备连接，用于基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素，将所述均值滤波图像中的各个人体像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域；
参数解析设备，与所述信号切分机构连接，用于对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作：识别所述成像区域中每一个像素的成像景深；
犯规辨识机构，与所述参数解析设备连接，用于对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作：当所述成像区域中成像景深在地面景深数值范围内的像素的数量低于等于预设数量阈值时，发出脚体离地信号；
在所述犯规辨识机构中，对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作还包括：当所述成像区域中成像景深在地面景深数值范围内的像素的数量大于所述预设数量阈值时，发出脚体接地信号；
内容判断设备，与所述犯规辨识机构连接，用于对判断发出脚体离地信号的成像区域执行运动员号码辨识以获得相应的竞走违规号码。
根据本发明的另一方面，还提供了一种竞走比赛电子化判决方法，所述方法包括使用如上述的竞走比赛电子化判决平台以采用电子化判决机制对竞走比赛现场的竞走违规行为进行检测和计数。
本发明的竞走比赛电子化判决平台及方法结构紧凑、判决可靠。由于能够对竞走比赛运动员双脚离地的场景执行电子化违规判决，并在运动员违规计数总和超过三时，执行电子化的罚出场外的判决，从而有效解放了现场的裁判人员。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的竞走比赛电子化判决平台的场景示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的竞走比赛电子化判决平台及方法的实施方案进行详细说明。
竞走比赛有两个核心规则。竞走运动员使用与众不同的步法，看起来很特别，但这种步法是规则规定的。
首先，一个竞走运动员必须始终保持有一直脚落再地面上。第二，从前进脚落地的一刻起直到腿部达到垂直的姿势，腿部必须保持直线，膝盖不能弯曲。有9名裁判分布在比赛线路上监督任何运动员的犯规动作。他们不使用电子设备帮助判断，因为规则规定参赛者要由裸眼监督。当裁判看到竞走运动员将要犯规时就提醒他一次。提醒一般是通过在道路两边向犯规者出示白色标志来表示的，此后裁判员会通知主裁判。如果三个裁判都警告了同一运动员，他(她)就会被罚出局。 比赛中裁判可以将推撞或者阻碍他人的运动员罚出。
跑道径赛中运动员自愿离开跑道的不可以继续比赛。跑道径赛过程中除了5000米以上长度的比赛以外，运动员不能接受帮助或者建议。5000米以上的比赛如果天气情况允许可以提供饮料和海绵。
当前，依赖裁判人工肉眼的违规监控模式明显不适应大规模的竞走赛事的需求，在大规模的竞走赛事中，例如奥运比赛或者世界锦标赛，存在来自各个国家和地区的大量竞走运动员采用竞走赛事，如果仍采用裁判人工肉眼的监控模式，很明显将力不从心，容易造成较多的误判或漏判。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种竞走比赛电子化判决平台及方法，能够有效解决相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的竞走比赛电子化判决平台的场景示意图，所述平台包括：
现场计数机构，与内容判断设备连接，用于在每接收到一次竞走违规号码时，对所述竞走违规号码执行一次违规计数，并在对某一竞走违规号码的违规计数总和超过三时，发出罚出场外指令；
现场俯拍机构，设置在无人飞行器上，用于对进行竞走比赛的场地执行定时间隔的多次俯拍操作，以获得连续的多个实时比赛图像；
第一处理机构，与所述现场俯拍机构连接，用于对接收到的每一个实时比赛图像执行无缩放变换模糊处理，以获得并输出相应的平滑处理图像；
第二处理机构，设置在无人飞行器上，与所述第一处理机构连接，用于对接收到的平滑处理图像执行空域微分法锐化处理，以获得并输出相应的当前锐化图像；
数据滤波设备，设置在所述现场俯拍机构的附近，与所述现场俯拍机构连接，用于对接收到的每一个实时比赛图像执行几何均值滤波处理，以获得对应的均值滤波图像；
信号切分机构，与所述数据滤波设备连接，用于基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素，将所述均值滤波图像中的各个人体像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域；
参数解析设备，与所述信号切分机构连接，用于对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作：识别所述成像区域中每一个像素的成像景深；
犯规辨识机构，与所述参数解析设备连接，用于对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作：当所述成像区域中成像景深在地面景深数值范围内的像素的数量低于等于预设数量阈值时，发出脚体离地信号；
在所述犯规辨识机构中，对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作还包括：当所述成像区域中成像景深在地面景深数值范围内的像素的数量大于所述预设数量阈值时，发出脚体接地信号；
内容判断设备，与所述犯规辨识机构连接，用于对判断发出脚体离地信号的成像区域执行运动员号码辨识以获得相应的竞走违规号码。
接着，继续对本发明的竞走比赛电子化判决平台的具体结构进行进一步的说明。
所述竞走比赛电子化判决平台中：
基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素包括：将所述均值滤波图像中灰度值在所述人体成像灰度数值范围内的像素作为人体像素。
所述竞走比赛电子化判决平台中：
基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素还包括：将所述均值滤波图像中灰度值在所述人体成像灰度数值范围外的像素作为非人体像素。
所述竞走比赛电子化判决平台中：
将所述均值滤波图像中的各个人体像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域包括：将所述均值滤波图像中的各个人体像素执行孤点去除操作并将剩余的像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域。
所述竞走比赛电子化判决平台中：
所述信号切分机构包括图像输入设备、孤点去除设备、像素组合设备和区域输出设备；
其中，在所述信号切分机构中，所述图像输入设备、所述孤点去除设备、所述像素组合设备和所述区域输出设备依次连接。
所述竞走比赛电子化判决平台中还可以包括：
电力供应设备，分别与所述犯规辨识机构和所述内容判断设备连接，用于根据所述犯规辨识机构和所述内容判断设备的输入电压的需求分别为所述犯规辨识机构和所述内容判断设备提供不同的输入电压；
其中，所述电力供应设备包括电源供应单元、电压转换单元和电压输出单元，所述电源供应单元与所述电压转换单元连接；
其中，所述电压转换单元中包括用户输入接口和电压转换电路，所述用户输入接口用于接收人工输入的各项需求电压数值；
其中，所述电压转换电路与所述用户输入接口连接，用于基于接收到的各项需求电压数值对所述电力供应设备提供的输入电压分别进行不同的降压转换操作；
其中，所述电力供应设备中还包括稳压电路，设置在所述电压转换单元的前端，用于为所述电压转换单元提供稳定的输入电压。
所述竞走比赛电子化判决平台中：
所述犯规辨识机构内置有省电控制单元，用于在接收到休眠控制命令时，将所述犯规辨识机构由工作状态切换到休眠状态。
所述竞走比赛电子化判决平台中：
所述省电控制单元还用于在接收到唤醒控制命令时，将所述犯规辨识机构由休眠状态切换到工作状态。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种竞走比赛电子化判决方法，所述方法包括使用如上述的竞走比赛电子化判决平台以采用电子化判决机制对竞走比赛现场的竞走违规行为进行检测和计数。
另外，在所述竞走比赛电子化判决平台中，所述犯规辨识机构为通用阵列逻辑器件GAL（Generic Array Logic）器件，GAL器件是LATTICE公司最先发明的可电擦除、可编程、可设置加密位的PLD。具有代表性的GAL芯片有GAL16V8、GAL20，这两种GAL几乎能够仿真所有类型的PAL器件。实际应用中，GAL器件对PAL器件仿真具有100%的兼容性，所以GAL几乎可以全代替PAL器件，并可取代大部分SSI、MSI数字集成电路，因而获得广泛应用。GAL和PAL的最大差别在于GAL的输出结构可由用户定义，是一种可编程的输出结构。GAL的两种基本型号GAL16V8（20引脚）GAL20V8（24引脚）可代替树十种PAL器件。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存（英文：Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取存储器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种竞走比赛电子化判决平台，其特征在于，所述平台包括：
现场计数机构，与内容判断设备连接，用于在每接收到一次竞走违规号码时，对所述竞走违规号码执行一次违规计数；
其中，所述现场计数机构还用于在对某一竞走违规号码的违规计数总和超过三时，发出罚出场外指令；
现场俯拍机构，设置在无人飞行器上，用于对进行竞走比赛的场地执行定时间隔的多次俯拍操作，以获得连续的多个实时比赛图像；
第一处理机构，与所述现场俯拍机构连接，用于对接收到的每一个实时比赛图像执行无缩放变换模糊处理，以获得并输出相应的平滑处理图像；
第二处理机构，设置在无人飞行器上，与所述第一处理机构连接，用于对接收到的平滑处理图像执行空域微分法锐化处理，以获得并输出相应的当前锐化图像；
数据滤波设备，设置在所述现场俯拍机构的附近，与所述第二处理机构连接，用于对接收到的当前锐化图像执行几何均值滤波处理，以获得对应的均值滤波图像；
信号切分机构，与所述数据滤波设备连接，用于基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素，将所述均值滤波图像中的各个人体像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域；
参数解析设备，与所述信号切分机构连接，用于对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作：识别所述成像区域中每一个像素的成像景深；
犯规辨识机构，与所述参数解析设备连接，用于对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作：当所述成像区域中成像景深在地面景深数值范围内的像素的数量低于等于预设数量阈值时，发出脚体离地信号；
在所述犯规辨识机构中，对每一个运动员对象所在的成像区域执行以下操作还包括：当所述成像区域中成像景深在地面景深数值范围内的像素的数量大于所述预设数量阈值时，发出脚体接地信号；
内容判断设备，与所述犯规辨识机构连接，用于对判断发出脚体离地信号的成像区域执行运动员号码辨识以获得相应的竞走违规号码；
其中，基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素包括：将所述均值滤波图像中灰度值在所述人体成像灰度数值范围内的像素作为人体像素；
其中，基于人体成像灰度数值范围从所述均值滤波图像中识别出每一个人体像素还包括：将所述均值滤波图像中灰度值在所述人体成像灰度数值范围外的像素作为非人体像素。
2.如权利要求1所述的竞走比赛电子化判决平台，其特征在于：
将所述均值滤波图像中的各个人体像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域包括：将所述均值滤波图像中的各个人体像素执行孤点去除操作并将剩余的像素组合成多个运动员对象分别所在的多个成像区域。
3.如权利要求2所述的竞走比赛电子化判决平台，其特征在于：
所述信号切分机构包括图像输入设备、孤点去除设备、像素组合设备和区域输出设备；
其中，在所述信号切分机构中，所述图像输入设备、所述孤点去除设备、所述像素组合设备和所述区域输出设备依次连接。
4.如权利要求3所述的竞走比赛电子化判决平台，其特征在于，所述平台还包括：
电力供应设备，分别与所述犯规辨识机构和所述内容判断设备连接，用于根据所述犯规辨识机构和所述内容判断设备的输入电压的需求分别为所述犯规辨识机构和所述内容判断设备提供不同的输入电压；
其中，所述电力供应设备包括电源供应单元、电压转换单元和电压输出单元，所述电源供应单元与所述电压转换单元连接；
其中，所述电压转换单元中包括用户输入接口和电压转换电路，所述用户输入接口用于接收人工输入的各项需求电压数值；
其中，所述电压转换电路与所述用户输入接口连接，用于基于接收到的各项需求电压数值对所述电力供应设备提供的输入电压分别进行不同的降压转换操作；
其中，所述电力供应设备中还包括稳压电路，设置在所述电压转换单元的前端，用于为所述电压转换单元提供稳定的输入电压。
5.如权利要求4所述的竞走比赛电子化判决平台，其特征在于：
所述犯规辨识机构内置有省电控制单元，用于在接收到休眠控制命令时，将所述犯规辨识机构由工作状态切换到休眠状态。
6.如权利要求5所述的竞走比赛电子化判决平台，其特征在于：
所述省电控制单元还用于在接收到唤醒控制命令时，将所述犯规辨识机构由休眠状态切换到工作状态。
7.一种竞走比赛电子化判决方法，所述方法包括使用如权利要求1-6任一所述的竞走比赛电子化判决平台以采用电子化判决机制对竞走比赛现场的竞走违规行为进行检测和计数。
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