CN209865244U - 一种进球视频捕捉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种进球视频捕捉装置，包括上位主机和摄像装置，其特征在于，所述摄像装置包括：两个篮下摄像机组和两个场中摄像机组，两个篮下摄像机组分别位于两个篮筐下方，且同一篮下摄像机组中的两个摄像机相对于两个篮筐的连线对称设置，两个场中摄像机组分别位于球场中线的两端，且同一场中摄像机组中的两个摄像机相对于球场中线对称设置。与现有技术相比，本实用新型通过在现场布置八个摄像机，可以对全场进行视频采集以及对于篮下进行重点视频采集，可以起到全面的视频采集效果，从而为非正式球赛的视频捕捉成为现实。
Description
技术领域
本发明涉及一种球场摄像装置，尤其是涉及一种进球视频捕捉装置。
背景技术
随着体育产业的发展，计算机科学越来越多地运用在篮球领域，例如实时跟踪球员，自动统计和分析比赛数据，预测比赛结果等等。在这些应用中，识别球员身份，跟踪球场上球员的移动，识别球员的动作是最重要的一些技术。近几年随着硬件软件的发展，这些技术已经变得更加成熟快速准确。
目前的篮球比赛中能够捕捉球员进球视频并且识别投篮球员身份的技术主要有以下几种类型：
1.篮球职业比赛中的依靠多台同步的工业级别的摄像机拍摄比赛画面，实时传输画面到处理器，通过球员的球衣号码识别球员身份，再用计算机图像处理技术收集比赛中的投篮画面，欧美的职业比赛中得到广泛应用。其缺点是整套设备价格昂贵，通常达到几十万美元，硬件设备要求比较高，更重要的是其只能用在球员都穿着球衣的正规比赛中，不能应用在普通大众篮球运动。
2.通过穿戴设备，例如手腕，手表，篮球装备上的芯片传感器识别球员的投篮动作或者根据球里面的芯片获取球的运动轨迹识别进球，其缺点是需要额外的硬件设备。
3.通过现场数据采集员、裁判人工记录。其缺点是需要大量人力成本，后续统计流程繁琐，只能在较为正规的赛事中使用。且很难获得出手位置、跑动距离、跑动范围等较为高阶的数据。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以对球场画面进行采集的进球视频捕捉装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种进球视频捕捉装置，包括上位主机和摄像装置，其特征在于，所述摄像装置包括：
两个篮下摄像机组和两个场中摄像机组，
两个篮下摄像机组分别位于两个篮筐下方，且同一篮下摄像机组中的两个摄像机相对于两个篮筐的连线对称设置，
两个场中摄像机组分别位于球场中线的两端，且同一场中摄像机组中的两个摄像机相对于球场中线对称设置。
同一篮下摄像机组中的两个摄像机的夹角为45度～90度。
同一篮下摄像机组中的两个摄像机的夹角为75度。
所述场中摄像机组中的摄像机与球场中线构成的角度为40～60度。
所述摄像机组中的摄像机与球场中线构成的角度为：
其中：α为摄像机组中的摄像机与球场中线构成的角度，L为球场的长度，W为球场的宽度。
所述上位主机为PC机。
所述装置还包括路由器，所述上位主机和所有摄像机均与路由器连接。
所述摄像机为POE供电摄像机。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)通过在现场布置八个摄像机，可以对全场进行视频采集以及对于篮下进行重点视频采集，可以起到全面的视频采集效果，从而为非正式球赛的视频捕捉成为现实。
2)设计了摄像机之间的角度布置，可以做到无死角。
3)摄像机为POE供电摄像机，可以通过以太网进行供电，这样在现场布置时可以不受电源插座现实，并减少了拖线板导致的线路凌乱，适用范围广。
附图说明
图1为本发明的场地设备布置示意图；
图2为本发明实施例中系统的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本申请实现的关键在于现场的摄像机硬件布置，如图1所示，一个完整系统包括摄像装置相互连接的上位主机，摄像装置包括两个篮下摄像机组和两个场中摄像机组，每个摄像机组含有两个摄像机，本实施例中采用POE摄像机，这样可以直接用以太网供电，更方便组装，不受场地的插座位置限制，除了八个普通POE监控摄像机和配有GPU的上位主机外，还有交换机，一台配有GPU的主机。两个篮下摄像机组分别位于两个篮筐下方，且同一篮下摄像机组中的两个摄像机相对于两个篮筐的连线对称设置，两个场中摄像机组分别位于球场中线的两端，且同一场中摄像机组中的两个摄像机相对于球场中线对称设置。图1中，同一篮筐下的一台c0和c1构成一个篮下摄像机组，两台c2构成一个场中摄像机组，两台c3构成另一个场中摄像机组，场中摄像机组可以从较远的角度拍摄完整的半场画面，摄像机架设好后，需要对摄像机的内部矩阵和外部矩阵进行标定。基于正常球场的尺寸，篮下的摄像机焦距为4mm，场中的摄像机焦距为6mm。所有摄像机连到交换机，通过交换机为摄像机供电并且把画面数据实时传输给上位主机，上位主机中的算法会识别投篮，跟踪球员，识别进球人的身份，生成分段视频，并且上传到云服务器中，然后推送至对应的用户手机应用上。
本实施例中，标准篮球场地的大小(长28m，宽15m)，c0,c1使用4mm焦距的4k，POE监控摄像机，像素调成3840*2160，c2,c3需要覆盖整个半场所以使用6mm焦距的1080p，POE监控摄像机，像素为1920*1080。所有相机都调成25帧/秒的速率，使用ntp服务器进行时间同步，网线同时供电和传输数据。
在布置完后就可以进行视频的捕捉了，各个摄像机进行各自的视频捕捉，由人工选出相应的画面或者利用现有的计算机程序采集提取。
此外，也采用采用以下程序进行进一步的采集提取，但是应当明确以下方式不是解决本申请所要解决的技术问题所需要的，仅是为了提高捕捉识别准确率的一种方式，如下：
当识别出进球后，获取所有时刻篮球的3D位置，并根据各时刻篮球的3D位置，以及篮筐位置、进球时刻、运动状态约束得到进球轨迹；
基于得到的进球轨迹得到确定本次进球的出手时刻和出手位置，并基于各时刻各球员的位置根据出手时间和出手位置确定进球球员，并输出进球视频。
当识别出进球后，获取所有时刻篮球的3D位置，具体为：通过两个场中摄像机组采集的画面识别出进球后，根据场中摄像机组采集的画面，根据标定的相机矩阵，通过三角定位识别出篮球的3D位置。
其中，运动状态约束包括一下四项：篮球的运动速度小于设定最大速度；篮球的进球轨迹的最大高度大于设定最低高度；篮球的竖直方向加速度为设定的重力加速度；进球时刻篮球的3D位置与篮筐距离小于设定最大距离。
本实施例中，具体为：球运动速度<8.0m/s，球运动轨迹最大高度>3.0m，球垂直方向加速度约等于9.8m/s2，进球时刻球的位置与篮筐距离<0.2m。
上述的基于得到的进球轨迹得到确定本次进球的出手时刻和出手位置，并基于各时刻各球员的位置根据出手时间和出手位置确定进球球员，具体包括：
A1：获取出手时刻在出手位置处的球员，具体为：基于根据进球的球框对应的篮下摄像机组采集的画面，得到进球球员在篮下摄像机采集的画面中的位置，并获取出手时刻在出手位置处的球员；
A2：选择一名球员，通过包含人体关键点检测的神经网络算法，识别出盖球员在出手时刻之前初始设定时段内视频流得到对应的姿态轨迹，
具体的，本实施例中利用Tensorflow,version 1.2.0搭建神经网络识别球员的25个身体关键点，关键点包括：1.鼻子，2.颈部，3.右肩，4.右肘，5.右腕，6.左肩，7左肘，8.左腕，9.股沟，10.右臀，11.右膝盖，12.右脚踝，13左臀，14.左膝盖，15.左脚踝，16.右眼，17.左眼，18.右耳，19.左耳，20.左脚大脚趾，21.左脚小脚趾，22.左脚后跟，23.右脚大脚趾，24.右脚小脚趾，25.右脚后跟,识别出盖球员在出手时刻之前初始设定时段内视频流得到对应的姿态轨迹；
A3：将得到的姿态轨迹输入含有卷积运算的长短期记忆网络，若输出结果为上篮或者投篮，则识别当前球员为进球球员，反之则选择另一名球员后返回步骤A2。
具体的，本实施例利用Tensorflow,version 1.2.0，搭建一个含有32层卷积运算的长短期记忆网络。
如图2所示，本申请方法还包括：
(1)将得到的进球视频发送至对应与该进球球员的用户，具体为通过APP和小程序等方式。
(2)用户身份识别，包括：
用户首次注册时需要上传头像，用于人脸比对；
球员需要扫码进场、离场，这样可以用于球员身份的识别。
Claims (8)
1.一种进球视频捕捉装置，包括上位主机和摄像装置，其特征在于，所述摄像装置包括：
两个篮下摄像机组和两个场中摄像机组，
两个篮下摄像机组分别位于两个篮筐下方，且同一篮下摄像机组中的两个摄像机相对于两个篮筐的连线对称设置，
两个场中摄像机组分别位于球场中线的两端，且同一场中摄像机组中的两个摄像机相对于球场中线对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，同一篮下摄像机组中的两个摄像机的夹角为45度～90度。
3.根据权利要求2所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，同一篮下摄像机组中的两个摄像机的夹角为75度。
4.根据权利要求1所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，所述场中摄像机组中的摄像机与球场中线构成的角度为40～60度。
5.根据权利要求4所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，所述摄像机组中的摄像机与球场中线构成的角度为：
其中：α为摄像机组中的摄像机与球场中线构成的角度，L为球场的长度，W为球场的宽度。
6.根据权利要求1所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，所述上位主机为PC机。
7.根据权利要求1所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，所述装置还包括路由器，所述上位主机和所有摄像机均与路由器连接。
8.根据权利要求7所述的一种进球视频捕捉装置，其特征在于，所述摄像机为POE供电摄像机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920357976.2U CN209865244U (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 一种进球视频捕捉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920357976.2U CN209865244U (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 一种进球视频捕捉装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209865244U true CN209865244U (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=68955954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920357976.2U Active CN209865244U (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 一种进球视频捕捉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209865244U (zh) |
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2019
- 2019-03-20 CN CN201920357976.2U patent/CN209865244U/zh active Active
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