[實用新型]基于線陣CCD的徑賽分段計時系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920176192.6
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN201532660U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 王培勇
• 申請（專利權）人: 王培勇
• 主分類號: G07C1/24
• 分類號: G07C1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種計時系統(tǒng)，尤指一種基于線陣CCD技術的競技體育徑賽分段計時系統(tǒng)。

背景技術

分段計時是指在體育徑賽中完成一段特定距離所用的時間，它是與終點計時相對應的概念。任何的終點成績都可以看成是其無數個分段成績的累加，在其他狀態(tài)保持不變的情況下，任何分段成績的提高必將導致終點成績的提高。因此，在現代運動訓練學中尤其是在徑賽類項目中，各國教練員都十分重視分段計時成績的研究。

目前國內外分段計時使用的手段，主要有以下四種方式：秒表計時、紅外線計時、無線射頻計時以及高速圖像分段計時。秒表計時，這種方法成本低、使用簡單方便，因而得到了最廣泛的應用；紅外線計時，對于固定外觀的物體具有很高的檢出率，但對于運動中的人體，其計時的準確度和可靠性就存在著一些重大的問題，當有多個運動員同時或相繼通過該線時，它不能很好地判讀到每個運動員的成績；隨著射頻技術的發(fā)展，人們又逐漸將基于射頻通訊原理的計時系統(tǒng)應用到了運動訓練中，最為典型的就是馬拉松計時芯片和用于計圈的RFID系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠很容易的實現分段計時的功能，但計時、計圈的精度存在很大誤差，且其系統(tǒng)配置也很復雜，不適合于實際運動訓練，同前面兩種方法一樣，還存著一個共同的缺陷----那就是不能對運動過程的狀態(tài)細節(jié)進行觀察研究。

當前發(fā)展最為迅速的當屬基于高速攝像原理的電子攝影、攝像計時系統(tǒng)。高速攝像技術在現代運動訓練中被普遍用于運動員動作的解析與分析，伴隨著近些年來誕生的一系列圖像解析軟件，它又被廣泛用于到短距離的分段計時當中。這種方式在現有設備條件下能夠實現對運動訓練過程中進行分段計時研究和視覺反饋，但其中的一些不足還是顯而易見的。首先，就其計時精度的問題而言，按照通用25幀/秒的采集速度，則只能達到40毫秒的時間分辨率，遠低于短距離高水平運動的賽事分辨率(高于1000幀以上的設備價格極其昂貴)；其次就是實時反饋問題，圖像獲取以后要經過專門的圖像處理軟件才能獲取其運動信息，想要做到對運動訓練過程的長期連續(xù)實時監(jiān)控其難度可想而知；第三，不具有實時遠程評價診斷的能力，其效率或資源的利用就顯得不是特別突出；第四，數據量大，信息冗余度高；第五，不便于起跑反應時的強化；最后就是其成本問題，一套專業(yè)軟件和攝像機并不是每一個運動隊所能負擔的。

實用新型內容

基于線陣CCD的徑賽分段計時系統(tǒng)是為了解決降低購置成本、提高計時精度、實現多分段計時以及能夠操作簡便和實時反饋的問題。

本實用新型的結構是在短距離徑賽起跑反應時判讀系統(tǒng)(專利號200820127128.4)和基于線陣CCD的終點計時系統(tǒng)(專利號200820127127.X)的基礎上，加上信號同步模塊整合組成多分段計時系統(tǒng)(如圖1所示的三分段計時系統(tǒng))，其特征是將起跑檢測模塊、信號同步模塊、環(huán)境參數檢測模塊以及起跑信息顯示牌驅動模塊集成在中央控制器內，由單片機控制指令分配，中央控制器設置有十個視頻采集模塊的接口，以及聲音傳感器和起跑報警器插口各一個，所述中央控制器還有一個與微型計算機連接的USB接口。系統(tǒng)工作時，聲音傳感器啟動起跑檢測模塊，同時啟動信號同步模塊和起跑信息顯示牌驅動模塊，如果有違例信息檢出，則起跑檢測模塊向起跑報警器發(fā)出啟動信號，同時向信號同步模塊發(fā)出系統(tǒng)中斷信號，向起跑信息顯示牌驅動模塊發(fā)送起跑信息。如果沒有違例信息檢出，起跑檢測模塊則向起跑信息顯示牌驅動模塊發(fā)送起跑信息，然后停止工作。隨即，視頻采集模塊將采集到的視頻信號，傳到中央控制器，由中央控制器將處理后的信息傳到微型計算機，由微型計算機再對數據作進一步的分析和處理。

本實用新型的創(chuàng)新點在于：多個同步信號的實時采集與協(xié)調，由于本系統(tǒng)要實現高精度的計時功能，因而涉及到一個參考時間信號源的問題，或者說是同步信號的問題，它的精度基本上決定了系統(tǒng)所能達到的精度；高速計算機接口數據通訊底層軟件編程，當數據傳輸速率要求比較高時，對于編寫的底層驅動就是一個嚴峻的考驗，其代碼效率就必須精確考慮；計算機的多任務實時處理；對運動項目、運動過程分段模型的建立，它的正確與否，直接決定了對于運動訓練規(guī)律的研究結果，因而也就直接決定了以此作為參考依據的訓練計劃的制定與評估，從而直接影響到運動成績的提高；各子段間影響因素的確定，對于一個動態(tài)過程確定其相互間的聯動關系，不僅需要大量的運動訓練經驗總結，更需要高度的抽象思維能力。

附圖說明

圖1基于線陣CCD的徑賽分段計時系統(tǒng)工作示意圖

1線陣CCD攝像機??2視頻采集模塊??3發(fā)令槍??4同步信號器

具體實施方式

進一步說明基于線陣CCD的徑賽分段計時系統(tǒng)的工作流程，如圖1所示，首先將成像裝置放置在需要對運動員進行計時觀察的位置，然后使用數據連接線與視頻采集模塊連接，視頻采集模塊與中央控制器連接。通過聲音傳感器通知同步信號模塊啟動圖像采集模塊準備采集和開始計時，當被測試者到達時，圖像采集模塊啟動，數據采集并將成像數據不斷的傳入計算機保存，當比賽或者訓練結束時，通過微型計算機或中央控制器停止采集。對于采集到的數據，通過計算機進行重建分析和成績判讀。如果需要同時對多個分段進行實時分析，則可以通過局域網將數據匯攏到數據終端處理器進行實施處理或成績發(fā)布。