[發(fā)明專利]一種基于視覺SLAM算法的運(yùn)動(dòng)員定位系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN112950716A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何賽靈
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州竺星信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;H04N5/247;H04W4/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于視覺SLAM的運(yùn)動(dòng)員定位系統(tǒng)，包含以下模塊：攝像模塊、無線傳輸模塊、圖像處理模塊。其中攝像模塊包含相機(jī)以及MCU主控芯片，無線傳輸模塊包含單片WIFI網(wǎng)絡(luò)通訊芯片以及WIFI天線，供電模塊包含鋰電池管理芯片以及鋰電池電芯。系統(tǒng)具體工作步驟如下：(1)對環(huán)境進(jìn)行建圖，使用視覺SLAM算法識(shí)別環(huán)境中的關(guān)鍵點(diǎn)并將其作為環(huán)境地圖的路標(biāo)點(diǎn)并建立由稀疏點(diǎn)云構(gòu)成的地圖；(2)根據(jù)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員佩戴的攝像設(shè)備傳回的畫面進(jìn)行特征點(diǎn)提??；(3)根據(jù)提取到的特征點(diǎn)進(jìn)行特征點(diǎn)匹配；(4)根據(jù)特征點(diǎn)匹配結(jié)果計(jì)算相機(jī)位姿，得到球員在球場的定位信息。該系統(tǒng)對運(yùn)動(dòng)員基本無感且定位精度高，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，可以大范圍推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及運(yùn)動(dòng)員定位技術(shù)。

背景技術(shù)

生命的真正意義在于運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)能讓身體的細(xì)胞活動(dòng)起來，可以讓人擁有好氣色并且更加健康，所以說運(yùn)動(dòng)和健康是正相關(guān)的關(guān)系，不過現(xiàn)代人卻疏于運(yùn)動(dòng)的管理，體質(zhì)逐漸變差、經(jīng)常生病，所以為了更健康長壽，大家應(yīng)該重視運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)可加速體內(nèi)新陳代謝的速率、預(yù)防心腦血管疾病、提高大腦機(jī)能、增強(qiáng)肺功能;

隨著大家的運(yùn)動(dòng)意識(shí)日益普及，參與運(yùn)動(dòng)的人也越來越多，大家對于獲取自己運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的需求也日益增多，尤其是對于職業(yè)運(yùn)動(dòng)員而言，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取更是提升自己運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的主要手段;

對于運(yùn)動(dòng)員在球場的定位是提取運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)信息的重要基礎(chǔ)，目前使用的定位方法大多是基于2D圖像加上手工標(biāo)注的方法，這些方法定位精度一般且而需要人工進(jìn)行標(biāo)注，耗費(fèi)人力及時(shí)間;

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種基于視覺SLAM（Simultaneous Localizationand Mapping）算法的遠(yuǎn)動(dòng)員定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)的使用對運(yùn)動(dòng)員幾乎無感且定位精度高，可以對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取與分析具有極大的幫助，可以大范圍推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于視覺SLAM算法的遠(yuǎn)動(dòng)員定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)的使用對運(yùn)動(dòng)員幾乎無感且定位精度高，可以對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取與分析具有極大的幫助，可以大范圍推廣使用;本發(fā)明公開了一種基于視覺SLAM的運(yùn)動(dòng)員定位系統(tǒng)，包含以下模塊：攝像模塊、無線傳輸模塊、供電模塊、圖像處理模塊，其中攝像模塊包含小相機(jī)以及MCU主控芯片，無線傳輸模塊包含單片WiFi網(wǎng)絡(luò)通訊芯片cc3100以及WIFI天線，供電模塊包含鋰電池管理芯片STI6019以及鋰電池電芯18650;

進(jìn)一步地，攝像模塊包含小相機(jī)以及MCU主控芯片;

進(jìn)一步地，無線傳輸模塊包含單片WiFi網(wǎng)絡(luò)通訊芯片cc3100以及WIFI天線;

進(jìn)一步地，供電模塊包含鋰電池管理芯片STI6019以及鋰電池電芯18650;

進(jìn)一步地，供電模塊通過鋰電池管理芯片ST16019，用于給攝像模塊以及無線傳輸模塊供電，同時(shí)控制鋰電池電芯18650的充放電，攝像模塊拍攝畫面通過無線傳輸模塊傳輸?shù)綀D像處理模塊;

進(jìn)一步地，運(yùn)動(dòng)場的每位運(yùn)動(dòng)員都需要佩戴有攝像小模塊以及無線傳輸模塊;

進(jìn)一步地，攝像小模塊以及無線傳輸模塊的佩戴位置位于頸部后方位置，不會(huì)產(chǎn)生遮擋，也不容易被對方運(yùn)動(dòng)員碰撞到;

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)包含以下步驟：

（1）首先對環(huán)境進(jìn)行建圖，使用視覺SLAM算法將環(huán)境中的關(guān)鍵點(diǎn)作為環(huán)境地圖的路標(biāo)點(diǎn)，這些用來表示環(huán)境信息的3D路標(biāo)點(diǎn)對當(dāng)前環(huán)境建立起了由稀疏點(diǎn)云構(gòu)成的地圖；

（2）根據(jù)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員佩戴的攝像設(shè)備傳回的畫面進(jìn)行特征點(diǎn)提取，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員佩戴的攝像設(shè)備傳回的畫面發(fā)生遮擋的時(shí)候就將這一幀畫面舍棄，不進(jìn)行特征點(diǎn)提取；

（3）根據(jù)提取到的特征點(diǎn)與地圖中的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配；

（4）根據(jù)特征點(diǎn)匹配結(jié)果計(jì)算相機(jī)位姿，得到球員在球場的定位信息;