[發明專利]一種基于人工智能的跑步智能計時方法

有效

• 申請號: 202110304604.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113011343B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 唐義平;汪斌;祖慈;楊盛世;李帷韜
• 申請（專利權）人: 安徽一視科技有限公司
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V40/70;G06T1/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于人工智能的跑步智能計時方法，其步驟包括：1攝像機采集跑步者的跑步視頻并統計跑步人數；2起點攝像頭對起點處的跑步者進行起跑檢測并判斷有無搶跑行為；3跑步者跑步過程中，攝像機對進入自身有效區域視野范圍內的所有跑步者進行人體追蹤和人體檢測；4跑步者跑步結束后，通過多種身份認證方式，包括：人臉識別、指紋識別、虹膜識別，支持現場靈活使用。本發明能利用人工智能實現對跑步時間的智能計時，省時省力，從而能保證成績公平的同時提高計時準確性。

技術領域

本發明屬于人工智能領域，具體的說是一種基于人工智能的跑步智能計時方法。

背景技術

近年來，隨著經濟取得的巨大發展，我國綜合國力有了極大的提高，人民的生活水平發生了翻天覆地的變化，同樣給人民的生活方式帶來了沖擊，人們在享受經濟帶來的現代化生活之外，也給人們的健康帶來了新的威脅，由于精神緊張、營養過剩、運動不足，人們身體健康情況越來越差。心肺耐力是指機體維持長時間運動或工作而不過早出現疲勞的能力，它是衡量人的體質健康狀況和勞動工作能力的基本生理指標之一，其表現為機體攝取、轉運、利用氧的能力，是反映個體心肺能力的重要指標。心肺耐力是學校體質監測的重要組成部分。目前，我國采用男子1000米跑，女子800米跑來監測學生心肺耐力水平。因此，一種針對跑步計時的方法就十分有意義。然而目前大多數針對跑步者成績測試都是采用人工計時，既費時間，也沒有更多的裁判。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種基于人工智能的跑步智能計時方法，以期實現快速、省時、省力、又準確還能防止學生作弊的跑步智能計時，從而能在保證成績公平的同時提高計時準確性。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種基于人工智能的跑步智能計時方法的特點是應用于在跑道上依次均勻布置有M個攝像頭，且在跑道外側設置有身份認證機器的場景中，并按如下步驟進行：

步驟1：跑步準備；

步驟1.1：計時開始，獲取起點處的攝像頭的第一幀圖片，并檢測第一幀圖片中n個跑步者腳的位置，以判斷是否超出起點直線，若超出直線，則判斷為搶跑并終止計時，發出搶跑警告，返回步驟1，否則，繼續計時，并記錄起點處的第一幀時間戳t₀；

步驟2：跑步過程；

步驟2.1：定義N表示所有攝像頭中跑步者的人數，并初始化人數N＝n；

步驟2.2：跑道中的M個攝像頭對進入自身有效區域視野范圍內的跑步者進行人體檢測，相應得到跑步者的人數為p1，p2，…，pm，…，pM，其中，pm表示第m個攝像頭統計到的跑步者人數；同時M個攝像頭對進入自身有效區域視野范圍內的所有跑步者進行人體追蹤，相應得到在一段時間內的跑步圖像并存儲，當任意一個跑步者離開自身有效區域視野范圍后，相應攝像頭在所存儲的跑步圖像中選取時間序列的中位數圖像及其時間點進行保存；

步驟3：終點檢測；

步驟3.1：當終點處的攝像頭檢測到第j個跑步者經過終點處時，對第j個跑步者進行人體軌跡跟蹤；若第j個跑步者的軌跡在跑道內消失，且消失超過時間閾值時，則對所跟蹤的軌跡圖像丟棄，并返回步驟2.2；若第j個跑步者的軌跡為走出跑道，且走向所述身份認證機器時，則記錄第j個跑步者從過終點時到所述身份認證機器前的人體移動軌跡；

步驟3.2：統計所有攝像頭所拍攝到的跑步人數為N＝p1+p2+…+pm+…+pM；

步驟4：身份認證；

步驟4.1：采集第j個跑步者的人臉圖像并進行人臉識別；

步驟4.1.1：使用面部特征點估計算法找出第j個跑步者的一張人臉圖像中的特征點，再將人臉圖像進行旋轉、縮放和錯切，得到對齊的人臉圖像；