[发明专利]一种基于机器视觉的羽毛球边线越界判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器视觉与图像处理，特别是一种基于机器视觉的羽毛球边线越界判别方法。

背景技术

在羽毛球比赛中，对边线球的判定经常出现争议，即对边线球是好球还是坏球存在分歧。因为目前的裁判系统几乎完全是主观裁判系统，边线球的落点全由裁判员眼睛观察来判定，而通过人眼观察得到的结果是与观察者所处的位置与角度、观察者视力的好坏和眼睛的疲劳程度等因素密切相关。这样对于同一落点，不同位置的观察者可能给出完全相反的结论。另外，羽毛球落地速度快、与地面接触点小且隐蔽；裁判较长时间盯着边线容易出现眼睛疲劳造成视觉误差；人眼判断的主观性以及人眼分辨能力的有限性等，这些原因都会不同程度的引起比赛中边线球是好球还是坏球的误判甚至故意误判的状况，影响比赛的公正性。

目前国内外的研究与本项目所开发的羽毛球边线越界判别系统相类似的、可用于客观地执行球类比赛裁判任务的类似系统主要有：用于网球裁判辅助功能的“鹰眼技术”；羽毛球数字检测系统；球类比赛线审辅助装置等。这些装置使用成本太高，要通过改变球的颜色、质量、场地埋设绝缘材料等手段达到辅助裁判的目的，对于羽毛球比赛的推广应用有限，而且与羽毛球竞赛规则发生冲突。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供了一种基于机器视觉的羽毛球边线越界判别方法，实现对羽毛球落地瞬间是否压线做出客观、精确、快速的判断，对羽毛球比赛公平、公正、顺利进行有着重要意义。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于机器视觉的羽毛球边线越界判别方法，包括以下步骤：

（1）从比赛视频中提取多幅连续帧图像，将该图像由RGB空间转到灰度空间；

（2）从步骤（1）得到的灰度空间的图像中提取羽毛球场地的边界线位置，标定出羽毛球场地边界线的位置，然后根据边界线的位置得到羽毛球场特征点的位置，所述羽毛球场特征点指相邻边界线的交点；

（3）根据羽毛球场特征点的位置建立欧式坐标系与步骤（1）中采集的图像坐标系之间的投影矩阵，从而得到整个羽毛球场在欧式坐标系的平面坐标；

（4）根据羽毛球落地瞬间的位置判断羽毛球是否越界。

作为本发明的优选实施例，所述步骤（2）中，通过膨胀、闭合图像处理方法对图像中边界线进行加强，然后利用Canny边缘检测算法，检测出图像中羽毛球场的边界线。

作为本发明的优选实施例，所述步骤（2）中，所述羽毛球场特征点的位置确定方法为：利用Hough变换检测羽毛球场边界线的直线，得到直线方程，每条边界线表示为ay=bx+c，则四条边界线表示为：

a1y=b1x+c1a2y=b2x+c2a1y=b1x+c3a2y=b2x+c4]]>