[發(fā)明專利]一種基于映射解析的乒乓球定位方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711072463.9
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107930084A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴軍榮;盧玉龍;陳彥琦
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州乾博科技有限公司
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;A63B67/04;A47B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能乒乓球運動技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于映射解析的乒乓球定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前對乒乓球運動定位的方案主要有兩類，一種是計算機視覺分析方法，一種是信號觸發(fā)判斷方法。

計算機視覺分析方法主要通過多臺高速高清攝像機實時采集乒乓球運動時的錄像，對錄像中的每個圖像進行目標識別和空間定位后形成數(shù)據(jù)，再通過濾波和跟蹤計算乒乓球的位置，該方法的缺點是計算復雜度高。

信號觸發(fā)判斷方法是通過安裝在乒乓球臺和球網(wǎng)的壓電傳感器獲取因受到乒乓球撞擊而產(chǎn)生的震動信號，比較多個震動信號的強度和產(chǎn)生時間，從而計算出乒乓球的撞擊位置和大致的運動軌跡，該方案的缺點是不能定位乒乓球在空中的位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是基于物聯(lián)網(wǎng)的乒乓球運動系統(tǒng)不能簡單有效地計算處于運動狀態(tài)的乒乓球的實時位置的問題，提出一種基于映射解析的乒乓球定位方法及系統(tǒng)。

映射解析定位是指用灰度相機以純色幕布為背景拍照獲取某物體在幕布上的圖像，確定該物體在幕布上的映射位置，根據(jù)多組相機的位置及其對應(yīng)的映射位置實現(xiàn)物體定位。本發(fā)明基于映射解析定位的乒乓球運動系統(tǒng)，如圖1所示，部署在乒乓球桌上方和側(cè)方的灰度相機拍攝乒乓球的映射圖像，，然后將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器存儲數(shù)據(jù)，然后計算乒乓球的實時位置。

本發(fā)明的前置基礎(chǔ)是已建立三維空間坐標系，三維空間坐標系原點為乒乓球桌正中心，x軸和y軸組成水平面，z軸垂直于桌面向上。正上方灰度相機和側(cè)方灰度相機分別記為相機1和相機2，記錄相機1和相機2的x-y-z三維空間坐標值為(X₁,Y₁,Z₁)和(X₂,Y₂,Z₂)。設(shè)置采樣時間間隔T，采樣時間間隔T小于乒乓球撞擊球桌的平均時間間隔(根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得)。

本發(fā)明的基于映射解析的乒乓球定位系統(tǒng)，包括獲取映射圖像數(shù)據(jù)及判斷乒乓球是否在映射區(qū)域內(nèi)模塊、計算乒乓球在映射圖像的位置及轉(zhuǎn)換坐標系模塊、計算乒乓球的空間位置模塊。

獲取映射圖像數(shù)據(jù)及判斷乒乓球是否在映射區(qū)域內(nèi)模塊：灰度相機按照事先設(shè)置的采樣時間間隔T拍攝灰度圖像，然后將圖像發(fā)送至服務(wù)器；服務(wù)器獲取圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)基于灰度匹配的圖像匹配算法判斷灰度圖像中是否存在乒乓球的灰度圖形，若存在則判定乒乓球在映射區(qū)域內(nèi)，進入計算乒乓球在映射圖像的位置及轉(zhuǎn)換坐標系模塊；否則判定乒乓球不在映射區(qū)域內(nèi)，返回獲取映射圖像數(shù)據(jù)及判斷乒乓球是否在映射區(qū)域內(nèi)模塊。

計算乒乓球在映射圖像的位置及轉(zhuǎn)換坐標系模塊：球桌正上方和側(cè)方的灰度相機記為相機1和相機2，兩個相機獲得的灰度圖像分別記為圖像1和圖像2；以圖像1所在平面為基準建立平面坐標系，記為m-n坐標系，根據(jù)灰度圖像匹配算法中的互相關(guān)度量標準計算圖像1中乒乓球中心點的坐標值為(m,n)；以圖像2所在平面為基準建立平面坐標系，記為j-k坐標系，根據(jù)灰度圖像匹配算法中的互相關(guān)度量標準計算圖像2中乒乓球中心點的坐標值為(j,k)；根據(jù)圖像1和圖像2所在平面在x-y-z三維空間系中的位置，將圖像1和圖像2中乒乓球中心點的坐標值(m,n)和(j,k)轉(zhuǎn)化為x-y-z三維空間坐標值(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)。