JPH05159057A - Measuring instrument for moving object - Google Patents

Measuring instrument for moving object

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JPH05159057A
JPH05159057A JP3320594A JP32059491A JPH05159057A JP H05159057 A JPH05159057 A JP H05159057A JP 3320594 A JP3320594 A JP 3320594A JP 32059491 A JP32059491 A JP 32059491A JP H05159057 A JPH05159057 A JP H05159057A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gravity
center
centroid
distance
calculated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3320594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Naoi
聡 直井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3320594A priority Critical patent/JPH05159057A/en
Publication of JPH05159057A publication Critical patent/JPH05159057A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To remove the influence of noise and to measure the accurate position of a centroid by obtaining the time sequence of the centroid of the moving object and judging the centroid from a distance between adjacent centroids. CONSTITUTION:An object extraction means 1 extracts the object from a picture and a centroid calculation means 2 calculates the centroid of the object. An inter-centroid distance calculation means 3 calculates the distance of the adjacent centroids. A centroid judgement means 4 judges whether the centroid calculated afterward from the calculated distance of the centroids is the accurate centroid of the object or not and not the centroid of the object which is mistakenly obtained by noise. The centroid judgement means 4 sets it to be the centroid when the distance of the adjacent centroids is smaller than a prescribed judgement value. The moving speed of the object changes. Since the centroid is calculated at a prescribed interval, the distance between the adjacent centroids becomes large when speed is large. Thus, the accurate centroid can be judged by setting the judgement value to be a value corresponding to moving speed by considering the distance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、移動する物体の位置計
測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position measuring device for a moving object.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動検査、無人監視、運動解析な
どカメラで捉えた画像を処理する画像処理装置が普及し
つつある。画像から所望の物体を抽出し、物体の位置、
大きさ、色などの情報を捉えることができる。これによ
り、画像処理装置は、人手で行っていた作業を軽減する
ことができたり、人が立ち入ることのできない作業を実
現でき、さらに、人間が認識できない現象を捉えたりす
るなど人間の目以上の役割を果たす非接触なセンサーと
して着目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, image processing apparatuses for processing images captured by a camera such as automatic inspection, unmanned monitoring, and motion analysis are becoming popular. Extract the desired object from the image, position the object,
You can capture information such as size and color. As a result, the image processing apparatus can reduce the work manually performed, can realize the work that the person cannot enter, and can catch the phenomenon that the human cannot recognize. It is attracting attention as a non-contact sensor that plays a role.

【0003】図2は従来の動的物体の位置を計測するシ
ステムのブロック図である。基本的には(a)に示すよ
うに、画像から対象物体を抽出し、この対象物体の重心
を算出し、この重心を対象物体の位置の計測値とする。
FIG. 2 is a block diagram of a conventional system for measuring the position of a dynamic object. Basically, as shown in (a), the target object is extracted from the image, the center of gravity of the target object is calculated, and this center of gravity is used as the measured value of the position of the target object.

【0004】(b)は(a)の重心算出部の詳細構成を
示すブロック図である。まず、入力画像から雑音除去、
マスク演算などの種々の画像処理を行って対象物体を抽
出した画像から、画像の各行、各列の投影値を算出す
る。
FIG. 2B is a block diagram showing the detailed structure of the center of gravity calculating unit in FIG. First, remove noise from the input image,
Projection values of each row and each column of the image are calculated from the image in which the target object is extracted by performing various image processing such as mask calculation.

【0005】投影値算出部21では、画像サイズを列方向
k、行方向m、i行,j列の画像データをM(i,j)
とすると、i行目の水平投影Ph〔i〕、j行目の垂直
投影Pv〔j〕、および、投影の総和Sumが次のよう
に算出される。
In the projection value calculation section 21, the image data of the image size in the column direction k, the row direction m, the i-th row and the j-th column is M (i, j).
Then, the horizontal projection Ph [i] of the i-th row, the vertical projection Pv [j] of the j-th row, and the total sum Sum of the projections are calculated as follows.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】投影区間決定部22では、画像処理の有効範
囲である画像処理対象領域を図3に示す破線のように細
分割する。図3の(a)は垂直投影より重心のX座標を
算出する場合の分割方法であり、(b)は、水平投影よ
り重心のY座標を算出する場合である。分割する理由
は、一画面中の全ての画素値を使用して重心を計算する
と、画像中の残存する対象物体以外の雑音の影響を受け
る。特に、雑音の投影値の累積と物体の投影値の累積を
比較して、雑音が無視できない状態(たとえば、物体が
微小で、雑音が存在する場合)において、正確な重心を
算出することは難しい。
The projection section determining unit 22 subdivides the image processing target area, which is the effective range of the image processing, as shown by the broken line in FIG. FIG. 3A shows a dividing method when the X coordinate of the center of gravity is calculated from the vertical projection, and FIG. 3B is a case where the Y coordinate of the center of gravity is calculated from the horizontal projection. The reason for the division is that when the center of gravity is calculated using all the pixel values in one screen, it is affected by noise other than the remaining target object in the image. In particular, it is difficult to calculate the accurate center of gravity in a state where noise cannot be ignored (for example, when the object is very small and noise is present) by comparing the accumulation of noise projection values with the accumulation of object projection values. ..

【0008】さらに、それぞれの区画を図4のように重
複させる。これは図4(a)のように任意区間を重複な
して等間隔でとると、対象物Aの場合は、区間内に位置
するため所望の重心を算出できるが、対象物Bの場合
は、区間にまたがり、それぞれの区間内で重心を計算す
るため、重心の誤差が大きくなってしまう。なお、区間
の,,の位置は、それぞれの区間の雑音を含めて
の物体の重心位置を表わす。
Further, each section is overlapped as shown in FIG. This is because when an arbitrary section is overlapped and taken at equal intervals as shown in FIG. 4A, in the case of the object A, the desired center of gravity can be calculated because it is located in the section, but in the case of the object B, Since the center of gravity is calculated in each section across the sections, the error of the center of gravity becomes large. The positions of, and in the section represent the center of gravity of the object including noise in each section.

【0009】そこで、図4(b)に示すように、任意区
間を半周期ずらしながら重複させる。これにより(a)
で正確に算出できなかった対象物Bの重心も区間で算
出できる。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the arbitrary sections are overlapped while being shifted by a half cycle. This results in (a)
The center of gravity of the target object B, which could not be calculated accurately with, can also be calculated in sections.

【0010】投影値累積部23では、,・・の各区間
で(1)式で算出した投影値の累積値を算出する。具体
的には、あるj列目の垂直投影値をPv〔j〕とする
と、区間j=L1〜L2の投影値の累積値は次式で算出
できる。
The projection value accumulating section 23 calculates the cumulative value of the projection values calculated by the equation (1) in each section of ... Specifically, if the vertical projection value of a certain j-th column is Pv [j], the cumulative value of the projection values in the section j = L1 to L2 can be calculated by the following formula.

【0011】[0011]

【数2】 [Equation 2]

【0012】これらを実現するのに、,,・・の
奇数区間の投影値の累積値を算出する演算部と、,
,,・・の偶数区間の投影値の累積値を算出する演
算部と2つ用意しておくことにより、各列、または、各
行の投影値のアクセスを一回に抑えることができ、テレ
ビの走査線に沿って逐次演算が可能になる。つまり、テ
レビの1画面は1/60秒であり、この時間内に重心位置
を計算してゆく。
In order to realize these, an arithmetic unit for calculating a cumulative value of projection values in odd-numbered sections of ,, ...
,, ··· By preparing two calculation units that calculate the cumulative value of the projection values in the even-numbered section, it is possible to suppress the access to the projection values of each column or each row at one time. Sequential operation becomes possible along the scan line. In other words, one screen of the television is 1/60 second, and the position of the center of gravity is calculated within this time.

【0013】最大累積値算出部24では、(2)式および
(3)式で得られる投影の累積値より、それぞれ、最大
になる区間を選択する。それらを(MAXL1 ,MAXL2 ),
(MAXL1’,MAXL2 ’)とし、投影の累積値をそれぞ
れ、MAXPv,MAXPhとする。
The maximum cumulative value calculating unit 24 selects the maximum interval from the cumulative values of the projections obtained by the equations (2) and (3). They are (MAXL1, MAXL2),
(MAXL1 ′, MAXL2 ′), and the cumulative values of the projections are MAXPv and MAXPh, respectively.

【0014】重心算出部25では、累積値が最大になる区
間で重心を算出する。重心は次式で算出できる。
The center of gravity calculating section 25 calculates the center of gravity in the section where the cumulative value is maximum. The center of gravity can be calculated by the following formula.

【0015】[0015]

【数3】 [Equation 3]

【0016】(4),(5)式で算出した重心は、図4
(b)の任意区間の重複ありの場合であるが、図4
(a)の任意区間の重複なしの場合でも、まず、最大投
影区間を求めておき、後にその区間を拡張して再び重心
算出を行えば、(4),(5)式と同様な結果が得られ
る。これについては、実施例で詳述する。
The center of gravity calculated by the equations (4) and (5) is shown in FIG.
FIG. 4 shows a case where there is an overlap of arbitrary sections in (b).
Even in the case where there is no overlap of arbitrary sections in (a), first, if the maximum projection section is obtained, and then that section is expanded and the center of gravity is calculated again, the same results as in equations (4) and (5) are obtained. can get. This will be described in detail in Examples.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上述したような方法で
対象物体の重心を算出する場合、雑音のある区間では、
対象物体と雑音を合せたものの重心を算出することにな
る。雑音が少なければほぼ対象物体の重心を得ることが
できるが、雑音が対象物体と比べて多くなると、対象物
体の重心の位置を正しく算出することができなくなる。
When the center of gravity of the target object is calculated by the method as described above, in a noisy section,
The center of gravity of the combined target object and noise will be calculated. If the noise is small, the center of gravity of the target object can be obtained, but if the noise is larger than that of the target object, the position of the center of gravity of the target object cannot be correctly calculated.

【0018】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、雑音の影響を排除して対象物体の正しい重心位
置を計測する動的物体の位置計測装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a position measuring device for a dynamic object which eliminates the influence of noise and measures the correct position of the center of gravity of the target object. ..

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。同図において、1は画像から対象物体を抽出する
物体抽出手段、2はこの抽出した物体の重心を算出する
重心算出手段、3は算出した隣接する重心の距離を算出
する重心間距離算出手段、4は算出した重心間の距離よ
り正しい重心か否かを判定する重心判定手段である。
FIG. 1 shows the principle of the present invention. In the figure, 1 is an object extracting means for extracting a target object from an image, 2 is a center of gravity calculating means for calculating a center of gravity of the extracted object, 3 is a distance between center of gravity calculating means for calculating a distance between the calculated adjacent centers of gravity, Reference numeral 4 denotes a center-of-gravity determination unit that determines whether or not the center of gravity is correct based on the calculated distance between the centers of gravity.

【0020】また、前記重心判定手段4は算出した重心
間の距離が判定値より小さいとき正しい重心と判断す
る。
Further, the center of gravity determining means 4 determines that the center of gravity is correct when the calculated distance between the centers of gravity is smaller than the determination value.

【0021】また、隣接する重心間の重心の移動速度を
求める重心速度算出手段を設け、前記判定値をこの重心
速度に対応した値とする。
Further, a center-of-gravity velocity calculating means for determining the moving velocity of the center-of-gravity between adjacent centers of gravity is provided, and the judgment value is set to a value corresponding to this center-of-gravity velocity.

【0022】[0022]

【作用】物体抽出手段1により画像から対象物体を抽出
し、重心算出手段2によりこの対象物体の重心を算出
し、重心間距離算出手段3により算出した重心の隣接す
る距離を算出する。重心判定手段4は、この算出した重
心間の距離により、後から算出した重心が雑音によって
誤って求めた物体の重心でなく、対象物体の正しい重心
であるか否かを判断する。
The object extracting means 1 extracts the target object from the image, the center of gravity calculating means 2 calculates the center of gravity of the target object, and the inter-center of gravity distance calculating means 3 calculates the distance between adjacent centers of gravity. The center-of-gravity determination unit 4 determines whether the center of gravity calculated later is not the center of gravity of the object erroneously obtained by noise but the correct center of gravity of the target object based on the calculated distance between the centers of gravity.

【0023】重心判定手段4は、隣接する重心間距離が
所定の判定値より小さいとき正しい重心とする。これ
は、移動している対象物体を一定時間ごとに把えてその
重心を算出しているので、重心の時系列の間隔は飛び離
れた値にならない。そこで適切な判定値を定め、この判
定値より小さければ正しい重心としたものである。
The center-of-gravity determining means 4 determines a correct center of gravity when the distance between adjacent centers of gravity is smaller than a predetermined determination value. This is because the moving target object is grasped at regular time intervals and its center of gravity is calculated, so that the time-series intervals of the centers of gravity do not become disjoint values. Therefore, an appropriate judgment value is set, and if it is smaller than this judgment value, the center of gravity is correct.

【0024】対象物体の移動速度は変化する。一方重心
は一定時間隔で算出するので移動速度が大きいと隣接す
る重心距離は大きくなる。これを考慮して判定値を移動
速度に対応した値とすることにより、より正しい重心を
判定することができる。
The moving speed of the target object changes. On the other hand, since the center of gravity is calculated at fixed time intervals, the distance between adjacent centers of gravity increases as the moving speed increases. By taking this into consideration and setting the determination value to a value corresponding to the moving speed, a more accurate center of gravity can be determined.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図5は本発明の一実施例のビデオレート位置計測
装置の構成図である。本装置はテニスやゴルフの運動解
析に用いることができる。例えばゴルフの場合、スイン
グ時のゴルフのクラブヘッドの位置やプレイヤーの身体
の各位置を1/60秒間隔で計測でき、このデータを用い
てフォームの解析などを行うことができる。つまりカメ
ラ31から入力した対象物体をDSP(Digital Signal P
rocessor)36までの処理により移動する対象物体の重心
を算出し、ホスト計算機において、対象物体の軌跡を算
出し、DSP36で算出した重心が正しいか否か判定し、
正しい重心のみ取り出してフォームの解析を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram of a video rate position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. This device can be used for motion analysis of tennis and golf. For example, in the case of golf, it is possible to measure the position of the golf club head during swing and each position of the player's body at 1/60 second intervals, and use this data to analyze the form. In other words, the target object input from the camera 31 is a DSP (Digital Signal P
The center of gravity of the moving target object is calculated by the processing up to 36, the trajectory of the target object is calculated in the host computer, and it is determined whether the center of gravity calculated by the DSP 36 is correct,
Take out only the correct center of gravity and analyze the form.

【0026】計測をするに当り、対象者の位置計測した
い部分に色マーカを付着する。例えば体の頭、肩、腰、
手、膝に色マーカを付ける。また、ゴルフクラブのヘッ
ドにも付ければヘッドの運動が解析できる。
In measuring, a color marker is attached to a portion of the subject whose position is to be measured. For example, head, shoulders, waist,
Put color markers on hands and knees. Also, if attached to the head of a golf club, the movement of the head can be analyzed.

【0027】A/D変換器32ではカラービデオカメラ31
から入力した画像信号をR(Red ),G(Green ),B
(Blue)デジタル信号に変換する。色抽出回路33はカラ
ービデオカメラ31の出力のR,G,Bの画像データに対
して、ルックアップテーブル(LUT)を使用してデー
タ変換を行い、複数の特定色の画像データのみ画素値を
その色に相当する特定値にして出力し、他の色に対して
は画素値を0にして出力する。
In the A / D converter 32, the color video camera 31
Image signals input from R (Red), G (Green), B
(Blue) Convert to digital signal. The color extraction circuit 33 performs data conversion on the R, G, B image data output from the color video camera 31 using a look-up table (LUT), and obtains pixel values only for image data of a plurality of specific colors. A specific value corresponding to that color is output, and a pixel value of 0 is output for other colors.

【0028】図6は色抽出の方法を示す図であり、LU
Tを用い、指定した特定色を1として表わし、他の色を
0として所望の色を抽出する。なお、詳細は特開昭63−
314988号公報「ビデオレート色抽出装置」に開示されて
いる。
FIG. 6 is a diagram showing a method of color extraction.
Using T, the designated specific color is represented as 1 and the other colors are represented as 0 to extract the desired color. For details, see JP-A-63-
No. 314988, "Video Rate Color Extraction Device".

【0029】雑音除去回路34は、3×3の論理フィルタ
を用いて孤立点除去を行い、4連結などドット連続する
連結パターンを抽出する。図7は3×3の入力パターン
に対する出力値のテーブルの例を示す。
The noise removing circuit 34 removes isolated points by using a 3 × 3 logical filter to extract a continuous pattern of dots, such as four connections. FIG. 7 shows an example of a table of output values for a 3 × 3 input pattern.

【0030】投影算出回路35は図8に示すように雑音が
除去された2値パターンに対して各行ごとの水平投影、
各列ごとにの垂直投影を求める。投影算出回路35は識別
する色の数だけ用意する。投影値の算出については、例
えば、特開昭63−140381号公報「ビデオレート投影算出
回路」に詳細に記述されている。
The projection calculation circuit 35, as shown in FIG. 8, is a horizontal projection for each row for a binary pattern from which noise has been removed,
Determine the vertical projection for each column. The projection calculation circuit 35 is prepared by the number of colors to be identified. The calculation of the projection value is described in detail, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-140381, "Video Rate Projection Calculation Circuit".

【0031】重心算出はDSP36を使って実現する。図
9にDSP36の外部RAMとプログラムの処理ブロック
を示す。図8の処理で得られた水平投影、垂直投影の結
果をDSP36の外部RAMに格納する。ホスト計算機か
ら物体の移動領域の最大値と最少値を投影有効区間とし
て外部RAMに格納しておく。さらに、対象物体の大き
さの2倍程度の値を区間幅として外部RAMの任意区間
幅の領域に格納しておく。水平投影、垂直投影、投影有
効区間、任意区間幅の値を使って順々に各区間の投影値
の累積値を算出する。
The calculation of the center of gravity is realized by using the DSP 36. FIG. 9 shows the external RAM of the DSP 36 and the program processing block. The horizontal and vertical projection results obtained by the processing of FIG. 8 are stored in the external RAM of the DSP 36. The maximum value and the minimum value of the moving area of the object from the host computer are stored in the external RAM as the projection effective section. Further, a value about twice the size of the target object is stored in the area of the arbitrary section width of the external RAM as the section width. Using the values of horizontal projection, vertical projection, projection effective section, and arbitrary section width, the cumulative value of the projection values of each section is calculated in sequence.

【0032】次々に算出される区間投影値は、前に算出
された最大の区間投影値と比較して、もしそれ以上であ
ればその区間投影値を新たな区間最大投影値とする。同
時にその区間の開始点と終了点を記憶する。この処理の
繰り返しにより、投影値が最大の区間、その区間の開始
点、終了点が得られ、外部RAMに格納する。
The section projection values calculated one after another are compared with the maximum section projection value calculated previously, and if larger than that, the section projection value is set as a new section maximum projection value. At the same time, the starting point and the ending point of the section are stored. By repeating this process, the section having the maximum projection value, the start point and the end point of the section are obtained, and are stored in the external RAM.

【0033】図10は区間最大投影値の算出を説明する図
である。投影有効区間としてホスト計算機で開始点を10
行、終了点を97行、各区間幅を4行と設定する。各区間
の各行の投影値の累積が最大の値を求めると14行から17
行の区間で区間最大投影値は312 となる。これにより対
象物体はこの区間またはこの区間と隣接区間内にあるこ
とがわかる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the calculation of the maximum projection value in the section. Set 10 as the starting point on the host computer as the effective projection area.
Set the line, end point to 97 lines, and each section width to 4 lines. From the 14th row to the 17th row, the maximum projection value of each row in each section is calculated.
The maximum projection value for a section of a line is 312. From this, it can be seen that the target object is in this section or in an area adjacent to this section.

【0034】重心算出区間の決定は、図4に示した区間
重複方法でもよいが、図11に示すように区間拡張方法を
用いてもよい。区間拡張方法は、図11に示すように、投
影値の累積が最大である最大投影区間の情報をもとに、
あらかじめ登録しておく任意区間修正幅(例えば区間幅
の半分の幅)を任意区間幅の前後に加算して区間幅を拡
張する。もし、投影有効区間を越える場合は、投影有効
区間の開始点、あるいは終了点を重心算出区間の端点と
する。
The center of gravity calculation section may be determined by the section overlapping method shown in FIG. 4, or by the section expansion method as shown in FIG. The interval expansion method is, as shown in FIG. 11, based on the information of the maximum projection interval in which the accumulation of projection values is maximum,
An arbitrary section correction width (for example, half the width of the section width) registered in advance is added before and after the arbitrary section width to expand the section width. If the projection effective section is exceeded, the start point or the end point of the projection effective section is set as the end point of the centroid calculation section.

【0035】このように重心算出区間を決定することに
より、図11の(a)ではの区間内だけで対象物Aの重
心算出を行うので重心の精度が悪くなる。しかし、
(b)のようにの区間を拡大し、対象物Aを重心算出
区間に収まるようにすると精度よく重心を算出すること
ができる。
By determining the center of gravity calculation section in this way, the center of gravity of the object A is calculated only within the section of (a) of FIG. 11, so the accuracy of the center of gravity deteriorates. But,
By expanding the section as in (b) so that the object A falls within the center of gravity calculation section, the center of gravity can be calculated accurately.

【0036】次に、重心算出部では、上記のように決定
した重心算出区間で重心を算出する。水平投影において
重心算出区間の開始点をsth、終了点をedhとし、
垂直投影において重心算出区間の開始点をstv、終了
点edvとし、また、各区間の投影値の累積値をそれぞ
れSUMv、SUMhとすると、重心は次式で算出でき
る。
Next, the center of gravity calculating section calculates the center of gravity in the center of gravity calculation section determined as described above. In horizontal projection, the start point of the center of gravity calculation section is sth and the end point is edh,
In vertical projection, if the start point of the centroid calculation section is stv and the end point edv, and the cumulative values of the projection values of each section are SUMv and SUMh, the centroid can be calculated by the following equation.

【0037】[0037]

【数4】 [Equation 4]

【0038】このようにして移動物体の重心が1秒間に
60点逐次算出されるが、ホスト計算機では、これらの重
心を格納し、重心間の距離を基に移動物体の軌跡を算出
し、軌跡から外れる重心を除去する。
In this way, the center of gravity of the moving object is
60 points are calculated sequentially, but the host computer stores these centroids, calculates the trajectory of the moving object based on the distance between the centroids, and removes the centroids that deviate from the trajectory.

【0039】図12は正しい重心を判定する重心判定手順
を示す。重心格納手段41では次式のようにDSP36で算
出したXcenter,Ycenterを時系列で記憶する。
FIG. 12 shows a gravity center determination procedure for determining a correct center of gravity. The center-of-gravity storage means 41 stores Xcenter and Ycenter calculated by the DSP 36 in time series as in the following equation.

【0040】[0040]

【数5】 [Equation 5]

【0041】重心間距離算出手段42では隣り合う重心間
の距離Dを次のように求める。
The center-of-gravity distance calculation means 42 calculates the distance D between adjacent center of gravity as follows.

【0042】[0042]

【数6】 [Equation 6]

【0043】速度算出手段43では、隣り合う重心間の距
離Dより次のようにして移動物体の速度Vを求める。 V=D/dt ここで、dtは重心算出のサンプリング間隔であり、本
実施例ではビデオレートで重心算出ができるのでdt=
1/60秒である。
The velocity calculating means 43 determines the velocity V of the moving object from the distance D between the adjacent centers of gravity as follows. V = D / dt where dt is the sampling interval for calculating the center of gravity, and in the present embodiment, the center of gravity can be calculated at the video rate, so dt =
It is 1/60 second.

【0044】重心判定手段44では、隣り合う重心間の許
容距離をDthとして、if D < Dthのとき 重心
(X[i],Y[i])を正しいと判断する。else
のとき重心(X[i],Y[i])を誤りと判断する。
The center-of-gravity determining means 44 determines that the center of gravity (X [i], Y [i]) is correct when if D <D th , with the allowable distance between adjacent centers of gravity being D th . else
When, the center of gravity (X [i], Y [i]) is determined as an error.

【0045】許容距離Dthは、物体の移動速度の変化が
少ない場合にあらかじめ算出し固定値としてシステムで
使用すればよい。この場合には、速度算出手段43は不要
である。物体の移動速度の変化が大きい場合は、物体の
移動最大速度を使用することもできるが、移動最大速度
が大きく物体の移動速度が遅い場合には、許容距離D th
が大きくなり誤った重心をピックアップする場合があ
る。そこで、次のように物体の移動速度を常に監視して
移動速度に応じて許容距離Dthを逐次変更する。
Allowable distance DthChanges the moving speed of an object
If it is small, calculate it in advance and use the system as a fixed value.
You can use it. In this case, the speed calculation means 43 is unnecessary
Is. If there is a large change in the moving speed of the object,
Maximum speed of movement, although you can also use maximum speed of movement
Is large and the moving speed of the object is slow, the allowable distance D th
May become large and pick up the wrong center of gravity.
It Therefore, always monitor the moving speed of the object as follows.
Allowable distance D depending on the moving speedthIs changed sequentially.

【0046】[0046]

【数7】 [Equation 7]

【0047】i−1番目の重心が誤りの場合、i番目の
重心が正しいかどうか判定するときにはi−2番目の重
心を用いて行う。このとき、距離Dは2倍になるので次
式のように計算する。
When the i-1th centroid is incorrect, the i-2th centroid is used to determine whether the ith centroid is correct. At this time, the distance D is doubled, and therefore the following formula is used for calculation.

【0048】[0048]

【数8】 [Equation 8]

【0049】一般的には、i番目の重心の確かさをj番
目の重心を用いて判定するとき、その重心間の距離は下
記の式で算出する。
Generally, when the reliability of the i-th center of gravity is determined using the j-th center of gravity, the distance between the centers of gravity is calculated by the following formula.

【0050】[0050]

【数9】 [Equation 9]

【0051】このようにして移動物体の重心軌跡を求
め、この軌跡より運動の解析ができる。図13に本実施例
で得られたゴルフフォームの解析結果の一例を示す。図
13は、体の各部に付けた色マーカの座標値を1/60秒ご
とに算出した結果に基づいて、アドレスからインパクト
までの各部の垂直方向の変動量を求めた結果である。
In this way, the locus of the center of gravity of the moving object is obtained, and the motion can be analyzed from this locus. FIG. 13 shows an example of analysis results of the golf foam obtained in this example. Figure
13 is the result of obtaining the amount of vertical variation of each part from the address to the impact based on the result of calculating the coordinate value of the color marker attached to each part of the body every 1/60 seconds.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、重心の時系列を求め、隣接する重心間の距離により
重心を判定するので雑音に影響されず正しい判定を行う
ことができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the time series of the centers of gravity are obtained, and the centers of gravity are determined based on the distance between adjacent centers of gravity, so that correct determination can be performed without being affected by noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of the present invention.

【図2】従来の物体位置計測ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a conventional object position measurement.

【図3】画像処理対象領域の細分割の例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of subdivision of an image processing target area.

【図4】対象物の重心を算出するための任意区間の設定
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for setting an arbitrary section for calculating the center of gravity of an object.

【図5】本実施の位置計測システムの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a position measuring system of the present embodiment.

【図6】画像より所望の色を抽出する方法を説明する図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of extracting a desired color from an image.

【図7】3×3の論理フィルタを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a 3 × 3 logical filter.

【図8】色マーカの投影算出方法を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a color marker projection calculation method.

【図9】重心算出処理の手順を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a procedure of a centroid calculation process.

【図10】区間最大投影値を算出する方法を説明する図
である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a method of calculating a maximum projection value in a section.

【図11】最大投影区間を拡大して重心算出区間を決定
する方法を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of enlarging a maximum projection section to determine a centroid calculation section.

【図12】重心判定手順を説明するブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating a gravity center determination procedure.

【図13】本実施例によるゴルフスイングの解析例を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of golf swing analysis according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 投影値算出部 22 投影区間決定部 23 投影値累積部 24 最大累積値算出部 25 重心算出部 31 TVカメラ 32 A/D変換器 33 色抽出回路 34 雑音除去回路 35 投影算出回路 36 DSP 41 重心格納手段 42 重心間距離算出手段 43 速度算出手段 44 重心判定手段 21 Projection value calculation unit 22 Projection section determination unit 23 Projection value accumulation unit 24 Maximum accumulated value calculation unit 25 Centroid calculation unit 31 TV camera 32 A / D converter 33 Color extraction circuit 34 Noise elimination circuit 35 Projection calculation circuit 36 DSP 41 Centroid Storage means 42 Distance between center of gravity calculation means 43 Speed calculation means 44 Center of gravity determination means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像から対象物体を抽出する物体抽出手
段(1)と、この抽出した物体の重心を算出する重心算
出手段(2)と、算出した隣接する重心の距離を算出す
る重心間距離算出手段(3)と、算出した重心間の距離
より正しい重心か否かを判定する重心判定手段(4)と
を備えたことを特徴とする動的物体の計測装置。
1. An object extracting means (1) for extracting a target object from an image, a center of gravity calculating means (2) for calculating a center of gravity of the extracted object, and a distance between center of gravity for calculating a distance between the calculated adjacent centers of gravity. A measuring device for a dynamic object, comprising: a calculating means (3); and a center of gravity determining means (4) for determining whether or not the calculated center of gravity is a correct center of gravity.
【請求項2】 前記重心判定手段(4)は算出した重心
間の距離が判定値より小さいとき正しい重心と判断する
ことを特徴とする請求項1記載の動的物体の計測装置。
2. The apparatus for measuring a dynamic object according to claim 1, wherein the center of gravity determining means (4) determines that the center of gravity is correct when the calculated distance between the centers of gravity is smaller than a determination value.
【請求項3】 隣接する重心間の重心の移動速度を求め
る重心速度算出手段を設け、前記判定値をこの重心速度
に対応した値としたことを特徴とする請求項2記載の動
的物体の計測装置。
3. The dynamic object according to claim 2, further comprising a center-of-gravity velocity calculating means for determining a moving velocity of the center of gravity between adjacent center of gravity, and the determination value is a value corresponding to the center-of-gravity velocity. Measuring device.
JP3320594A 1991-12-04 1991-12-04 Measuring instrument for moving object Withdrawn JPH05159057A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141435A (en) * 1993-03-31 2000-10-31 Fujitsu Limited Image processing apparatus
US6430303B1 (en) 1993-03-31 2002-08-06 Fujitsu Limited Image processing apparatus

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