CN114917564A - 一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置，通过在篮筐水平面正下方5厘米处和30厘米处这两个地方各安装一个光电传感器，根据光电传感器发生信号的先后顺序来判断是否有篮球进球。这种装置无需对篮球架等进行改造，使用场景广泛，且计数准确可靠。该装置能实时记录篮球的进球时间与进球数量，便于篮球投篮训练与篮球科学研究提供数据支持。该装置将篮球进球计数进行了自动化与智能化，为提供体育科技水平贡献力量。
Description
技术领域
体育教学，传感器，计算机视觉
背景技术
篮球运动中，目前主要依靠人工来对进球数量进行计数，非时与费力。特别是篮球投篮训练中，需要专门的人员来统计投篮命中情况有些得不偿失。针对篮球进球统计问题，通过双光电传感器技术，结合计算机视觉技术，对篮球计数进行智能化与自动化。通过在篮球框下方安装两个光电传感器，结合计算机视觉技术，对篮球进球进行智能计数。该装置一方面便于体育篮球训练，另一方面提高了体育运动科技水平。
发明内容
本发明一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置，采用双传感器的方式来判断是否有进篮事件发生，再结合计算机视觉技术，通过分析进篮前60秒的视频，结合计算机视觉目标识别技术，识别篮球的轨迹，判断投篮人的投篮位置，从而确定是2分球还是3分球。
本发明的主要构成如图1所示，主要包括两个光电传感器，两个广角相机，控制计算机和显示屏。系统工作原理
1.光电传感器A安装下篮板下，在篮圈平面正下方2厘米处，用不干胶或其它方式固定在篮板上。
2.光电传感器B安装下篮板下，在篮圈平面正下方30厘米处，用不干胶或其它方式固定在篮板上。
3.光电传感器A和B与控制计算机相连，控制计算机实时监控传感器的信号变化。
4.当有进篮发生时，传感器A先被触发，接着B传感器被触发。控制可以判断有进球发生了。如果A有信号触发，B传感器没有信号触发，则表示假进球，很可能是篮球在篮圈上晃了一下却没有进球。
5.当进球发生后，控制计算机需要分析进篮前60秒的视频，以便确定投篮人的位置。
6.采用计算机视觉技术的目标检测方法，检测篮球的运动轨迹，结合图像分割技术，可以判断篮球离开人手的时间以及人站的位置。从而确定投篮人的位置。
7.根据投篮人的位置，确定得分是2分还是3分。
8.控制计算机更新进篮数量与得分情况。
技术要求
1.传感器是光电传感器，有遮挡时输出信号，传感器的覆盖距离是篮筐直径的2/3。覆盖范围太大容易导致误判。
2.相机要求是广角相机，能覆盖篮球场的半场范围。以便于采用目标检测与图像分割算法来定位投篮人的位置。
3.控制计算机需要支持深度学习，具有良好的计算能力。能实时进行图像分割与目标检测等计算。
4.相机需要具备录像功能，至少具备能录制10分钟的视频能力。
是否进篮判断
需要传感器A先被触发，然后传感器B再被触发，前后的间隔在1秒以内。
1)由于传感器的覆盖距离在篮筐直径的2/3，只有当篮球真正进入篮筐时传感器才被触发。在篮筐外的情况，传感器A不会被触发。
2)A传感器被触发后，如果篮球飞了出去，没有进篮，B传感器不会被触发。
3)当B传感器也被触发，说明篮球进篮了，并且掉落到了B的位置。
4)如果只有B被触发，A却没有被触发，说明篮球是从篮筐下面通过，不算进球。
篮球飞行轨迹计算
可以采用YOLO，SSD等目标检测算法，对篮球进行目标检测，从而确定篮球的飞行轨迹。
投篮位置判断
通过图像分割的方式，判断篮球离开手的瞬间，以及在同一时刻投篮人的位置。本方案采用了两个相机，从两个角度来判断，增加判断的可靠性。
附图说明
附图1是智能篮球进篮计数装置功能图，描述了系统的主要构成、主要原理和主要方法。
具体实施方式
1)将光电传感器A安装在篮筐正下方2厘米处，用不干胶等固定在篮板上。
2)将光电传感器B安装在篮筐正下方30米粒出，用不干胶等固定在篮板上。
3)在篮球场的半场两侧分别安装一个广角摄像机，能覆盖整个半场。
4)将两个光电传感器与两个相机连接到控制计算机。
5)在篮球场旁边防止一个计数显示器，用于显示篮球的进篮数量与得分情况。
6)在训练开始前，先对计数器进行清零。
7)控制计算机监控两个传感器的信号变化，A传感器先有信号，B传感器再有信号，表示有篮球进篮。其它情况表示异常，不用进行计数处理。
8)当篮球有进篮发生后，通过相机录制的视频，分析进篮前60秒到进篮这段时间的篮球飞行轨迹，确定投篮人的位置。
9)根据投篮人的位置，判断得分情况。
10)将得分情况更新到显示屏上。
Claims (5)
1.一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置，通过安装下篮筐下的两个光电传感器A和B来判断是否发生了进球，并结合计算机视觉技术，计算篮球的飞行轨迹与投篮人的位置，根据投篮人的位置来确定是2分球还是3分球。通过显示屏来实时显示进篮个数与得分信息。
2.根据权利要求1所述的智能篮球计数装置，其特征在于，采用双光电传感器来判断篮球是否进篮。
3.根据权利要求1所述的智能篮球计数装置，其特征在于，采用计算机视觉的目标检测技术来计算篮球飞行轨迹。
4.根据权利要求1所述的智能篮球计数装置，其特征在于，采用计算机视觉的图像分割技术来计算投篮时间以及确定投篮人站的位置。
5.根据权利要求1所述的智能篮球计数装置，其特征在于，自动统计进篮数量与计算得分情况。
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2021
- 2021-09-30 CN CN202111157836.9A patent/CN114917564A/zh active Pending
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