CN113538550A - 高尔夫球感测方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高尔夫球感测方法、系统及存储介质，属于感测技术领域。本发明的高尔夫球感测方法包括获取目标击球区域的击球图像；根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像；根据双目视觉算法对标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据；根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹。这种高尔夫球感测方法的感测准确性较高，能够精确模拟高尔夫球的运动状态。

Description

高尔夫球感测方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及感测技术领域，尤其涉及一种高尔夫球感测方法、系统及存储介质。

背景技术

目前，在对高尔夫球的运动状态进行感测时，常常是通过PC电脑来采集图像并对图像进行分析处理，这样往往存在着感测准确性不高的问题，因此，如何提供一种高尔夫球感测方法，提高感测准确性，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高尔夫球感测方法，感测准确性较高，能够精确模拟高尔夫球的运动状态。

本发明还提出一种具有上述高尔夫球感测方法的高尔夫球感测系统。

本发明还提出一种计算机可读存储介质。

根据本发明的第一方面实施例的高尔夫球感测方法，包括：

获取目标击球区域的击球图像；

根据图像深度算法对所述击球图像进行标准化处理，得到标准图像；

根据双目视觉算法对所述标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据；

根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹。

根据本发明实施例的高尔夫球感测方法，至少具有如下有益效果：这种高尔夫球感测方法通过获取目标击球区域的击球图像，进而根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像，再根据双目视觉算法对标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据，这样根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，能够方便地得到高尔夫球的运动轨迹，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

根据本发明的一些实施例，所述获取目标击球区域的击球图像，包括：

控制预设的红外光源处于开启状态；

在所述红外光源的照射下通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像。

根据本发明的一些实施例，所述根据双目视觉算法对所述标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据，包括：

根据双目视觉算法对所述标准图像进行分析，得到初步数据，其中，所述初步数据包括用于击打所述高尔夫球的球杆的杆面角度、所述球杆的运动路径以及所述高尔夫球被击打时的瞬间速度；

根据所述杆面角度、所述运动路径和所述瞬间速度，计算出所述运动数据。

根据本发明的一些实施例，所述运动数据包括所述高尔夫球的起飞角度、飞行速度、飞行偏差角度、旋转方向及旋转角度。

根据本发明的一些实施例，所述根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹，包括：

根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹数据；

根据预设的3D场景渲染算法对所述运动轨迹数据进行处理，得到所述高尔夫球的运动轨迹。

根据本发明的一些实施例，所述高尔夫球感测方法还包括：

根据预设的位姿数据，设置所述双目摄像机、所述红外光源。

根据本发明的一些实施例，所述双目摄像机包括第一摄像机和第二摄像机、所述红外光源包括第一红外光源和第二红外光源，所述根据预设的位姿数据，设置所述双目摄像机、所述红外光源，包括：

根据预设的位姿数据，将所述第一摄像机和所述第一红外光源设置在所述目标击球区域的第一位置；

根据预设的位姿数据，将所述第二摄像机和所述第二红外光源设置在所述目标击球区域的第二位置。

根据本发明的第二方面实施例的高尔夫球感测系统，包括：

双目摄像机，用于获取目标击球区域的击球图像；

控制模块，所述控制模块用于连接所述双目摄像机，所述控制模块用于接收所述双目摄像机获取到的击球图像，还用于根据所述击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，得到高尔夫球的运动数据；

PC电脑，所述PC电脑用于连接所述控制模块，所述PC电脑用于接收所述运动数据，还用于根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹。

根据本发明实施例的高尔夫球感测系统，至少具有如下有益效果：这种高尔夫球感测系统通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像，控制模块接收双目摄像机获取到的击球图像，根据击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，能够方便地得到高尔夫球的运动数据，进而PC电脑从控制模块接收运动数据，并根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹，这样能够实现图像采集、算法分析以及3D渲染的模块分离，提高了感测系统的图像采集能力，一定程度上可以保证图像的高清晰度，同时也可以减缓PC电脑的数据传输和处理的压力，从而实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块包括：

单片机，所述单片机用于分别连接所述双目摄像机和所述PC电脑，所述单片机用于接收所述双目摄像机获取到的击球图像，还用于根据所述击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，得到高尔夫球的运动数据；

光源控制板，所述光源控制板用于分别连接所述单片机和预设的红外光源，所述光源控制板用于接收所述单片机输出的控制指令，还用于根据所述控制指令控制所述红外光源处于开启状态。

根据本发明的第三方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面实施例所述的高尔夫球感测方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：这种计算机可读存储介质执行上述高尔夫球感测方法通过获取目标击球区域的击球图像，进而根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像，再根据双目视觉算法对标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据，这样根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，能够方便地得到高尔夫球的运动轨迹，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的高尔夫球感测方法的流程图；

图2为图1中步骤S100的流程图；

图3为图1中步骤S300的流程图；

图4为图1中步骤S400的流程图；

图5为本发明另一实施例的高尔夫球感测方法的部分流程图；

图6为本发明实施例的高尔夫球感测系统的结构示意图。

附图标记：610、第一摄像机；620、第二摄像机；630、第一红外光源；640、第二红外光源；650、控制模块；651、单片机；652、光源控制板；660、PC电脑。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

第一方面，参照图1，本发明实施例的高尔夫球感测方法包括：

S100，获取目标击球区域的击球图像；

S200，根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像；

S300，根据双目视觉算法对标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据；

S400，根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹。

在对高尔夫球的运动状态进行感测时，首先可以通过摄像机拍摄来获取目标击球区域的击球图像，例如，在目标击球区域设置双目摄像机，通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像，采用双目摄像机进行拍摄可以获取不同视角下的击球图像，这样能够通过击球图像捕捉到击球过程，进而可以根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像，其中标准图像主要为深度图像，需要解释的是，像深度图像也称为距离影像，是指将从图像采集器到场景中各点的距离(深度)作为像素值的图像，它直接反映了景物可见表面的几何形状。深度图像经过坐标转换可以计算为点云数据，有规则及必要信息的点云数据也可以反算为深度图像数据。这样可以更为准确地识别击球过程，从而根据双目视觉算法对标准图像进行分析，通过双目视觉算法对标准图像中的高尔夫球被击打过程进行分析，得到高尔夫球被击打过程的运动数据，其中，运动数据包括高尔夫球被击打后的起飞角度、飞行速度、飞行偏差角度等等，这样可以保证获取到的数据的全面性，进而根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹，从而根据高尔夫球的运动轨迹观察到高尔夫球被击打后的运动状态，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

需要解释的是，双目视觉算法是使用计算机被动感知距离的方法，从两个或者多个点观察一个物体，获取在不同视角下的图像，根据图像之间像素的匹配关系，通过三角测量原理计算出像素之间的偏移来获取物体的三维信息。这样得到了物体的景深信息，就可以计算出物体与相机之间的实际距离，物体的三维大小，两点之间的实际距离。

参照图2，在一些实施例中，步骤S100，包括：

S110，控制预设的红外光源处于开启状态；

S120，在红外光源的照射下通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像。

为了改善拍摄效果，在对高尔夫球的运动状态进行感测时，首先控制预设的红外光源处于开启状态，需要解释的是，预设的红外光源设置在双目摄像机所在位置，这样在红外光源的照射下通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像时，通过提高曝光速度来提高双目摄像机的帧率，在保持高帧率的同时，也能够保证高尔夫球和用于击打高尔夫球的球杆的图像清晰度在合理范围内，为后续的图像分析提供较为可靠的数据来源，从而提高感测准确性。

参照图3，在一些实施例中，步骤S300，包括：

S310，根据双目视觉算法对标准图像进行分析，得到初步数据，其中，初步数据包括用于击打高尔夫球的球杆的杆面角度、球杆的运动路径以及高尔夫球被击打时的瞬间速度；

S320，根据杆面角度、运动路径和瞬间速度，计算出运动数据。

在对标准图像进行分析时，需要根据双目视觉算法来对标准图像进行分析处理，即获取通过对不同视角下的图像之间的像素点的匹配关系进行分析，计算出像素点之间的偏移量来获取到高尔夫球以及用于击打高尔夫球的球杆的三维信息，从而得到初步数据，其中，初步数据包括击打高尔夫球的球杆的杆面角度、球杆的运动路径以及高尔夫球被击打时的瞬间速度等等，从而根据杆面角度、运动路径和瞬间速度，计算出高尔夫球被击打后的运动数据，需要说明的是，运动数据包括高尔夫球的起飞角度、飞行速度、飞行偏差角度、旋转方向及旋转角度，这样通过这一系列数据可以对高尔夫球被击打后的整个运动状态进行分析，感测数据较为全面，能够提高感测准确性，减小误差。

参照图4，在一些实施例中，步骤S400，包括：

S410，根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹数据；

S420，根据预设的3D场景渲染算法对运动轨迹数据进行处理，得到高尔夫球的运动轨迹。

在模拟高尔夫球被击打后的过程时，需要根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，计算出高尔夫球的运动轨迹数据，然后通过预设的3D场景渲染算法对运动轨迹数据进行处理，得到高尔夫球的运动轨迹，同时将运动轨迹数据渲染到虚拟的3D场景中，能够方便地在3D场景中模拟出高尔夫球的飞行过程，从而实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

在一些实施例中，本发明实施例的高尔夫球感测方法还包括：

根据预设的位姿数据，设置双目摄像机、红外光源。

为了提高感测准确性，在获取目标击球区域的击球图像之前，还需要根据预设的位姿数据设置双目摄像机以及红外光源，例如，可以将双目摄像机和红外光源设置在目标击球区域的正后方，当需要获取击球图像时，控制红外光源处于开启状态，在红外光源的照射下通过双目摄像机从正后方获取击球图像，这样可以提高获取到的击球图像的准确度，从而提高感测数据的准确性，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟。

参照图5，在一些实施例中，双目摄像机包括第一摄像机和第二摄像机、红外光源包括第一红外光源和第二红外光源，该方法还包括：

S500，根据预设的位姿数据，将第一摄像机和第一红外光源设置在目标击球区域的第一位置；

S600，根据预设的位姿数据，将第二摄像机和第二红外光源设置在目标击球区域的第二位置。

为了获取到不同视角的击球图像，可以根据预设的位姿数据将第一摄像机和第一红外光源设置在目标击球区域的第一位置，例如，目标击球区域的正后方；根据预设的位姿数据，将第二摄像机和第二红外光源设置在目标击球区域的第二位置，例如，目标击球区域的右侧方，这样当需要获取击球图像时，控制第一光源和第二光源处于开启状态，第一摄像机和第二摄像机同时采集包括击球过程的击球图像，进而对获取到的击球图像同步成对处理，即同一时刻的击球图像为一对，这样可以提高识别准确性，使得在对击球图像进行分析计算时，获取到更为准确的感测数据，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟。

需要说明的是，第一位置和第二位置可以根据实际需要进行调整，不限于此。

第二方面，参照图6，本发明实施例的高尔夫球感测系统包括双目摄像机、控制模块650、PC电脑660，双目摄像机用于获取目标击球区域的击球图像；控制模块650用于连接双目摄像机，控制模块650用于接收双目摄像机获取到的击球图像，还用于根据击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，得到高尔夫球的运动数据；PC电脑660用于连接控制模块650，PC电脑660用于接收运动数据，还用于根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹。这种高尔夫球感测系统通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像，控制模块650接收双目摄像机获取到的击球图像，根据击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，能够方便地得到高尔夫球的运动数据，即根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像，其中标准图像主要为深度图像，这样可以更为准确地识别击球过程，从而根据双目视觉算法和标准图像，通过双目视觉算法对标准图像中的高尔夫球被击打过程进行分析，得到高尔夫球被击打过程的运动数据，其中，运动数据包括高尔夫球被击打后的起飞角度、飞行速度、飞行偏差角度等等，这样可以保证获取到的数据的全面性，进而PC电脑660从控制模块650接收运动数据，并根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，得到高尔夫球的运动轨迹，具体地，根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，计算出高尔夫球的运动轨迹数据，然后通过预设的3D场景渲染算法对运动轨迹数据进行处理，得到高尔夫球的运动轨迹，同时将运动轨迹数据渲染到虚拟的3D场景中，能够方便地在3D场景中模拟出高尔夫球的飞行过程。这样能够实现图像采集、算法分析以及3D渲染的模块分离，提高了感测系统的图像采集能力，一定程度上可以保证图像的高清晰度，同时也可以减缓PC电脑660的数据传输和处理的压力，从而实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

参照图6，在一些实施例中，控制模块650包括单片机651和光源控制板652，单片机651用于分别连接双目摄像机和PC电脑660，单片机651用于接收双目摄像机获取到的击球图像，还用于根据击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，得到高尔夫球的运动数据；光源控制板652用于分别连接单片机651和预设的红外光源，光源控制板652用于接收单片机651输出的控制指令，还用于根据控制指令控制红外光源处于开启状态。需要说明的是，双目摄像机包括第一摄像机610和第二摄像机620，预设的红外光源包括第一红外光源630和第二红外光源640，为了获取到不同视角的击球图像，可以根据预设的位姿数据将第一摄像机610和第一红外光源630设置在目标击球区域的第一位置，例如，目标击球区域的正后方；根据预设的位姿数据，将第二摄像机620和第二红外光源640设置在目标击球区域的第二位置，例如，目标击球区域的右侧方，这样当需要获取击球图像时，控制第一光源和第二光源处于开启状态，第一摄像机610和第二摄像机620同时采集包括击球过程的击球图像，进而对获取到的击球图像同步成对处理，即同一时刻的击球图像为一对，这样可以提高识别准确性，使得在对击球图像进行分析计算时，获取到更为准确的感测数据，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟。

需要说明的是，红外光源的工作状态包括开启状态、节能状态以及关闭状态，当需要获取目标击球区域的击球图像时，光源控制板652接收单片机651输出的控制指令，根据控制指令控制红外光源处于开启状态；当间隔预定时间段之后，光源控制板652会控制红外光源从开启状态切换到节能状态，这样能够降低能耗。

第三方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面实施例的高尔夫球感测方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：这种计算机可读存储介质执行上述高尔夫球感测方法通过获取目标击球区域的击球图像，进而根据图像深度算法对击球图像进行标准化处理，得到标准图像，再根据双目视觉算法对标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据，这样根据预设的轨迹算法对运动数据进行计算，能够方便地得到高尔夫球的运动轨迹，实现对高尔夫球的运动状态的精确模拟，感测准确性较高。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.高尔夫球感测方法，其特征在于，包括：

获取目标击球区域的击球图像；

根据图像深度算法对所述击球图像进行标准化处理，得到标准图像；

根据双目视觉算法对所述标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据；

根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的高尔夫球感测方法，其特征在于，所述获取目标击球区域的击球图像，包括：

控制预设的红外光源处于开启状态；

在所述红外光源的照射下通过双目摄像机获取目标击球区域的击球图像。

3.根据权利要求1所述的高尔夫球感测方法，其特征在于，所述根据双目视觉算法对所述标准图像进行分析，得到高尔夫球的运动数据，包括：

根据双目视觉算法对所述标准图像进行分析，得到初步数据，其中，所述初步数据包括用于击打所述高尔夫球的球杆的杆面角度、所述球杆的运动路径以及所述高尔夫球被击打时的瞬间速度；

根据所述杆面角度、所述运动路径和所述瞬间速度，计算出所述运动数据。

4.根据权利要求3所述的高尔夫球感测方法，其特征在于，所述运动数据包括所述高尔夫球的起飞角度、飞行速度、飞行偏差角度、旋转方向及旋转角度。

5.根据权利要求1所述的高尔夫球感测方法，其特征在于，所述根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹，包括：

根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹数据；

根据预设的3D场景渲染算法对所述运动轨迹数据进行处理，得到所述高尔夫球的运动轨迹。

6.根据权利要求2所述的高尔夫球感测方法，其特征在于，所述高尔夫球感测方法还包括：

根据预设的位姿数据，设置所述双目摄像机、所述红外光源。

7.根据权利要求6所述的高尔夫球感测方法，其特征在于，所述双目摄像机包括第一摄像机和第二摄像机、所述红外光源包括第一红外光源和第二红外光源，所述根据预设的位姿数据，设置所述双目摄像机、所述红外光源，包括：

根据预设的位姿数据，将所述第一摄像机和所述第一红外光源设置在所述目标击球区域的第一位置；

根据预设的位姿数据，将所述第二摄像机和所述第二红外光源设置在所述目标击球区域的第二位置。

8.高尔夫球感测系统，其特征在于，包括：

双目摄像机，用于获取目标击球区域的击球图像；

控制模块，所述控制模块用于连接所述双目摄像机，所述控制模块用于接收所述双目摄像机获取到的击球图像，还用于根据所述击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，得到高尔夫球的运动数据；

PC电脑，所述PC电脑用于连接所述控制模块，所述PC电脑用于接收所述运动数据，还用于根据预设的轨迹算法对所述运动数据进行计算，得到所述高尔夫球的运动轨迹。

9.根据权利要求8所述的高尔夫球感测系统，其特征在于，所述控制模块包括：

单片机，所述单片机用于分别连接所述双目摄像机和所述PC电脑，所述单片机用于接收所述双目摄像机获取到的击球图像，还用于根据所述击球图像、图像深度算法以及双目视觉算法，得到高尔夫球的运动数据；

光源控制板，所述光源控制板用于分别连接所述单片机和预设的红外光源，所述光源控制板用于接收所述单片机输出的控制指令，还用于根据所述控制指令控制所述红外光源处于开启状态。

10.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至7任一项所述的高尔夫球感测方法。

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