[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

基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法和系統，其中，基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法包括：先通過攝像頭獲取羽毛球場地圖像；再從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；然后通過攝像頭獲取運動員在羽毛球場地進行步伐訓練的圖像；再從進行步伐訓練的圖像中提取各跑位目標區域的像素，并將當前幀中各跑位目標區域像素與前一幀中各跑位目標區域像素相減，若像素差值超出給定閾值，則給該跑位目標區域的計數加1；最后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。

技術領域

本發明涉及計算機圖像運算與體育訓練交叉領域，特別涉及一種基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法和系統。

背景技術

步伐訓練是羽毛球訓練中非常重要的一項。傳統步伐訓練的方式是由教練在球場旁邊發出指令，運動員根據教練指令跑到對應的點位（即跑位目標區域）。這種訓練方式只能一對一進行，對于羽毛球訓練場館來說，由于教練數量有限，一對一訓練教學的方式難以滿足需求。

為減輕教練工作壓力，一些球館購買了羽毛球步伐輔助訓練器，這類步伐輔助訓練器的結構大多與中國專利文獻CN201419001Y類似，運動員做步伐訓練時，先將步伐輔助訓練器掛到羽毛球網上，訓練過程中根據步伐輔助訓練器燈亮的點位跑到球場所對應的跑位目標區域，這類步伐輔助訓練器通過單片機控制對應點位的燈珠點亮來給運動員發送跑位指令，使用這種步伐輔助訓練器后，教練員不用再守在球場邊通過口頭對一個學員發指令，而可以同時兼顧多個學員的訓練，在學員訓練的過程中，教練只需巡回查看學員動作執行是否到位即可。由于教練采用來回巡視的方式來觀察學員的訓練過程，對于訓練動作（例如要求跑到的點位）執行完成率是多少無法量化，而只能感性判斷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法，通過該方法可以量化檢測出學員在步伐訓練過程中的動作執行完成率。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種基于圖像運算的羽毛球步伐訓練檢測方法，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。

其中，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；