[發明專利]基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法和系統

有效

• 申請號: 201910028345.0
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109847306B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 皮金晶;陳紀友;蔣鍵;趙輝煌;黃順;李志強;唐世清;張定宗;盧亮;魯澳宇;黎澳華
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: A63B69/00
• 分類號: A63B69/00;G06K9/00;H04N5/232;A63B102/04
• 代理公司: 衡陽雁城專利代理事務所(普通合伙) 43231
• 代理人: 龍騰;黃麗

1.基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法，其特征在于，包括：

訓練開始前：

步驟一、通過固定設置在羽毛球場地上方的攝像頭獲取羽毛球場地圖像，所述羽毛球場地上用單一顏色標記出多個步伐訓練的跑位目標區域，該在場地上標記出的跑位目標區域與羽毛球步伐輔助訓練器中的點位一一對應，所述跑位目標區域呈圓形且其顏色與場地其它區域顏色不同并形成明顯的對比；

步驟二、從所述羽毛球場地圖像中提取跑位目標區域，進而獲取各跑位目標區域在圖像中的坐標信息；

訓練過程中：

步驟三、通過與步驟一中固定設置在羽毛球場地上方的同一攝像頭獲取運動員在羽毛球場地進行步伐訓練的圖像，所述運動員進行步伐訓練時身著單一顏色的訓練服，所述訓練服的顏色與跑位目標區域的顏色不同并形成明顯的對比；

步驟四、對于步驟三中獲取的運動員在羽毛球場地進行步伐訓練的圖像，提取各跑位目標區域中的像素，并將當前幀中各跑位目標區域的像素與前一幀中各跑位目標區域的像素相減，若某個跑位目標區域的當前幀與前一幀像素差值超出給定閾值，則給該跑位目標區域的計數加1；

訓練結束后：

步驟五、統計各跑位目標區域的實際計數并用其除以羽毛球步伐輔助訓練器中對應點位的指令累積計數，即可得出運動員在各跑位目標區域的動作執行完成率。

2.根據權利要求1所述基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法，其特征在于，步驟二中獲取各跑位目標區域在圖像中的坐標信息的過程包括：

（21）利用顏色空間轉換算法，將圖像由RGB格式轉換為HSV格式；

（22）在HSV格式的圖像中將跑位目標區域的顏色分離出來 ，去掉其它顏色；

（23）將彩色圖像進行二值化處理，再利用霍夫圓變換檢測算法將各跑位目標區域所對應的標記圓檢測出來；

（24）提取各標記圓中心點的坐標和半徑，從而得到各跑位目標區域在圖像中的坐標信息。

3.根據權利要求1或2所述基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法，其特征在于：步驟二開始之前，先對羽毛球場地圖像進行預處理，對羽毛球場地圖像進行預處理的過程包括圖像對比度增強和直方圖修正處理。

4.根據權利要求1或2所述基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法，其特征在于：步驟四開始之前，先對運動員在羽毛球場地進行步伐訓練的圖像作預處理，對運動員在羽毛球場地進行步伐訓練的圖像作預處理的過程包括圖像矯正、配準、幾何變換以及平滑去噪處理。

5.基于圖像運算的羽毛球步伐訓練系統，其特征在于，包括：

攝像頭，固定設置于羽毛球場地上方，用于在運動員開始訓練前獲取羽毛球場地圖像，并且用于在訓練過程中獲取運動員在羽毛球場地進行步伐訓練的圖像；

訓練服，供運動員訓練時穿著，其顏色與跑位目標區域顏色不同并形成明顯的對比；

羽毛球步伐輔助訓練器，用于向運動員發出跑動至某一點位的指令，并提供各點位的指令累積計數；

標記部件，用于實現在羽毛球場地上用單一顏色標記出多個呈圓形且與羽毛球步伐輔助訓練器中點位一一對應的跑位目標區域，使得被標記的跑位目標區域的顏色與場地其它區域顏色不同并形成明顯的對比；

圖像處理與計算單元，與所述攝像頭及羽毛球步伐輔助訓練器通信，并用于按照權利要求1-4中任意一項所述的方法檢測運動員在各跑位目標區域的動作執行完成率。

6.根據權利要求5所述的基于圖像運算的羽毛球步伐訓練系統，其特征在于：

所述標記部件為多塊單一顏色的不干膠貼紙，所述不干膠貼紙可粘貼于羽毛球場地的地板上。