[發明專利]一種計算機輔助訓練自動傳球控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202010138341.0
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111369426A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 崔艷;王勇;曲揚;劉雪貞;王友軍
• 申請（專利權）人: 焦作大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T7/246;G06T7/62;G06T7/73;G06K9/62;A63B69/40;A63B69/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

1.一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，該傳球裝置可以連續跟蹤跑動中的球員，按照設定的時間間隔、圓周半徑及傳球方式，向以球員為圓心的圓周區域內隨機位點，連續投射出不同方式的空中來球，訓練球員在快速跑動中判斷來球、接球、停球并迅速完成射門的能力。

2.根據權利要求1所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，包括：

輸入模塊，用于設定傳球間隔時間、圓周區域半徑及傳球方式；

球員識別跟蹤模塊，用于鎖定跟蹤球員所在位置，并采集球員圖像信息；

分析控制模塊，根據分析計算球員識別跟蹤模塊采集的信息和輸入模塊的設定信息，發出信號控制球員識別跟蹤模塊及足球投射模塊；

足球投射模塊，接受分析控制模塊控制，將足球投射到指定區域內隨機位點。

3.根據權利要求2所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，所述輸入模塊設定的時間間隔是指足球每次投射時間間隔，圓周區域是指以球員為圓心的圓周區域，半徑是指該圓周區域半徑，所述傳球方式包括隨機、直射、左弧旋和右弧旋四種模式。

4.根據權利要求2所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，所述球員識別跟蹤模塊包括攝像頭、圖像采集卡和轉向云臺。

5.根據權利要求2所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，所述分析控制模塊可根據球員識別跟蹤模塊提供的視頻及采集的圖像信息，通過運動目標檢測與跟蹤，分析計算目標運動狀態得出位置信息，并依據位置信息控制攝像頭轉向云臺，使得目標始終保持在視野中心，同時根據位置信息確定足球投射模塊的投射區域，控制足球投射模塊的投射。

6.根據權利要求2所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，所述足球投射模塊包括儲球框、投射筒、電機、橡膠輪及機械推臂，投射模塊能接收分析控制模塊發出的投射信號，水平方向上調控投射筒投射方向，并控制投射速度，實現投射。

7.根據權利要求5所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，所述運動目標檢測和跟蹤包括以下步驟：

步驟1，背景模型選取，用仿射變換表示兩幀圖像之間的背景運動關系，建立仿射運動參數模型式；

步驟2，模型建立，采用塊匹配法建立模型參數，通過模型求解得到仿射模型式的參數；

步驟3，通過變換檢測,不符合背景運動特性的部分就會凸現出來,檢測出運動目標；

步驟4，目標跟蹤，采用mean-shift算法對目標進行跟蹤，利用目標圖像像素灰度距離中心點的距離和作為特征，將候選目標特征與模板特征進行比較,再通過mean-shift過程使得跟蹤算法收斂于平衡點，第一幀圖像中目標的位置坐標由目標檢測部分得到,以后的每幀圖像中目標的位置則均可由mean-shift跟蹤算法得到。

8.根據權利要求6所述的一種計算機輔助訓練自動傳球裝置，其特征在于，所述投射模塊投射過程包括以下步驟：

步驟1，根據球員需要設置投射筒豎直方向角度，通過不同角度的設置，可以射出低平球和高拋球；

步驟2，通過機械推臂將投射筒下部的足球推入投射筒出口處；

步驟3，出口處左右內側相對位置設有兩個凸起的橡膠輪，電機可按照分析控制模塊傳來的信號控制橡膠輪轉速；

步驟4，當足球被推到橡膠輪位置時，在擠壓狀態下，足球以橡膠輪旋轉的線速度射出，兩個凸起橡膠輪轉速有等速、左快和右快三種方式，兩側橡膠輪等速時，為直射方式，射出的球類似于外腳背大力傳球，球在空中基本無旋轉，兩側橡膠輪左快和右快兩種方式則可以傳出類似于左弧旋和右弧旋的弧旋傳球。