[發明專利]一種提高斯諾克臺球擊中率的方法

有效

• 申請號: 201310075349.7
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN103143158A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 毋立芳;張娟娟;范國強;顏鳳輝;王紅;馮澤猛;張靜文;高原
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A63D15/00
• 分類號: A63D15/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及應用于體育運動領域的計算機輔助對臺球進行用力分析的方法，更具體的說，是涉及一種提高斯諾克臺球擊中率的方法。

背景技術

斯諾克（Snooker）臺球和美式臺球是深受人們廣泛歡迎的一項體育運動，國際上經常舉行各種大賽。而在比賽時，為了提高運動員的水平，經常要對運動員擊出的球做一些技術數據的統計，特別是對擊球方向和擊打力度的判斷，因為有時，當人們擊球，如果球桿擊打臺球的邊緣部位，由于角度過斜，并且力度掌握不當，便會發生“滑桿”現象，說明主球的球面上不都是可以用球桿擊打的位置，而是有一定范圍限制的，存在安全擊球區，所以，在打球的時候，擊球方向和力度的掌握相當重要，因此，找到一種估計擊球位置和擊打力度的方法非常必要，這些對指導人們如何擊球、掌握和提高臺球的技能有著重要的意義。而且，目前開發了一種通用體育訓練考評系統，利用該系統可以精確的跟蹤球的運動位置，為該方法的實現提供了保障。

發明內容

本發明的目的是要提出一種提高斯諾克臺球擊中率的方法，該方法解決了當球桿沿水平方向、在過球心的垂直面擊打時，擊球力度和擊打位置的判斷，并且統計目標球落袋時估計的擊球位置和擊打力度，將其輸入桌球機，進球率達到97%以上。該方法首先根據相鄰幀離散的臺球位置，分析母球以及目標球碰撞前后的運動狀態，再對母球和目標球碰撞前后的運動速度進行比較、判斷，給出比賽中關注的一些數據，包括：運動員的擊球位置和擊打力度，并且統計目標球落袋時估計的擊球位置和擊打力度，將其輸入桌球機，進球率達到97%以上。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種提高斯諾克臺球擊中率的方法，該方法基于一個通用體育考評系統，包括攝像頭、斯諾克臺球桌、視頻采集器、計算機以及桌球機；所述攝像頭安裝于斯諾克臺球桌臺面中心的上方，攝像頭最大視角涵蓋臺球桌臺面，攝像頭連接至視頻采集器，視頻采集器連接至計算機，設定臺球桌臺面長邊為X軸、短邊為Y軸。該方法的步驟包括：

a.獲取一桿斯諾克臺球運動的連續幀圖像，可以確定各幀圖像中各臺球的臺面平面坐標位置，以及臺球的運動軌跡；其中，臺球坐標是臺球的球心點坐標；

b.確定各幀圖像中各個臺球的坐標位置點的特征值，所述特征值包括：各個臺球當前幀坐標點與前一幀坐標點構成的直線針對X軸的斜率、兩坐標點的X坐標之間的差值、Y坐標之間的差值、兩坐標點的直線距離、直線與X軸正方向的夾角；

c.在連續幀中，依據各個臺球的位置坐標變化，計算母球碰撞前的運動路程和運動時間、母球碰撞后到落袋前以及母球碰撞后到下一次碰撞前的運動路程和運動時間、目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前的運動路程和運動時間；

所述計算母球、目標球碰撞前后的運動路程和運動時間是：

c1.根據各幀圖像中各個臺球的坐標位置點的特征值：兩坐標點的X坐標之間的差值和Y坐標之間的差值，使用分段求和得出母球碰撞前的運動路程、母球碰撞后到落袋前以及母球碰撞后到下一次碰撞前的運動路程、目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前的運動路程；

c2.在c1步驟中計算臺球運動路程時，同時計算母球碰撞前的幀數、母球碰撞后到落袋前以及母球碰撞后到下一次碰撞前的幀數、目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前的幀數。由于系統采用的是攝像頭取景技術，因此，將幀數除以攝像頭每秒采集的幀數，即得母球碰撞前的運動時間、母球碰撞后到落袋前以及母球碰撞后到下一次碰撞前的運動時間、目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前的運動時間；

d.計算目標球碰撞后的質心初速度；

所述計算目標球碰撞后的質心初速度是：

d1.判斷目標球碰撞后是否發生純滾動，也就是判斷目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前其質心是否發生勻速滾動；

所述判斷目標球碰撞后是否發生純滾動是：

d11.判斷是否成立；公式中S₂為目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前的運動路程、t₂為目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前的運動時間、u為球桌的摩擦系數、g為重力加速度；如果成立，目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前不發生純滾運動；否則，目標球發生純滾運動；

d2.根據目標球碰撞后到落袋前以及目標球碰撞后到下一次碰撞前是否發生純滾動，得出目標碰撞后的質心運動初速度；

所述計算目標球碰撞后的質心運動初速度是：