[发明专利]基于手腕姿态检测的篮球动作识别方法和系统

权利要求书

1.一种基于手腕姿态检测的篮球动作识别方法，其特征在于步骤包括：

1）通过预先佩戴在球员手腕上包含角度传感器的检测设备获取球员打篮球时手腕运动的角度和角速度数据；

2）根据得到的角度和角速度数据识别球员的投篮动作。

2.根据权利要求1所述的基于手腕姿态检测的篮球动作识别方法，其特征在于，所述步骤2）根据得到的角度和角速度数据识别球员的投篮动作的步骤包括：

2.1）根据得到的角度和角速度数据识别球员的举手投篮准备动作，当且仅当判定球员进行了举手投篮准备动作后跳转执行下一步；

2.2）当判定球员进行了举手投篮准备动作后，在指定的时间内根据得到的角度和角速度数据识别球员的投篮出手动作，如果球员完成了投篮出手动作，则判定球员完成了一个完整的投篮动作；如果超过指定的时间球员仍未完成投篮出手动作，则跳转执行步骤2.1）。

3.根据权利要求2所述的基于手腕姿态检测的篮球动作识别方法，其特征在于，所述步骤2.1）中识别球员的举手投篮准备动作的方式为方式④或⑤或⑥，方式④～⑥中角度传感器的朝向统一为：X轴指向球员的手腕右侧、Y轴指向球员的手指方向：

方式④：检测是否存在角度传感器的X轴旋转角度Cx增大并超过第一指定角度阈值、且时间窗口长度位于给定时间长度区间内的时间窗口，如果存在该时间窗口且该时间窗口内角度传感器的Y轴旋转角度Cy减小并超过第二指定角度阈值，则判定球员在该时间窗口发生了举手投篮准备动作；

方式⑤：检测是否存在角度传感器的X轴旋转角速度Wx大于0且Wx最大值大于第一指定角速度阈值、且时间窗口长度位于给定时间长度区间内的时间窗口，如果存在该时间窗口且该时间窗口内角度传感器的Y轴旋转角速度Wy小于0且Wy最小值小于第二指定角速度阈值，则判定球员在该时间窗口发生了举手投篮准备动作；

方式⑥：结合角度和角速度，若方式④和方式⑤均判定球员在某一时间窗口发生了举手投篮准备动作，则判定球员发生了举手投篮准备动作。

4.根据权利要求2所述的基于手腕姿态检测的篮球动作识别方法，其特征在于，所述步骤2.2）识别球员的投篮出手动作的方式为方式⑦或⑧或⑨，方式⑦～⑨中角度传感器的朝向统一为：X轴指向球员的手腕右侧、Y轴指向球员的手指方向：

方式⑦：检测是否存在角度传感器的X轴旋转角度Cx减小且超过第三指定角度阈值、且时间窗口长度位于给定时间长度区间内的时间窗口，如果存在该时间窗口，则判定球员在该时间窗口发生了投篮出手动作；

方式⑧：检测是否存在角度传感器的X轴旋转角速度Wx小于0、且Wx最小值小于第三指定角速度阈值、且时间窗口长度位于给定时间长度区间内的时间窗口，如果存在该时间窗口，则判定球员在该时间窗口发生了投篮出手动作；

方式⑨：结合角度和角速度，若方式⑦和方式⑧均判定球员在某一时间窗口发生了投篮出手动作，则判定球员发生了投篮出手动作。

5.根据权利要求1所述的基于手腕姿态检测的篮球动作识别方法，其特征在于，所述步骤2）识别球员的投篮动作后还包括基于图像处理进行篮球进球判定的步骤：

S1）通过摄像头采集篮板及其四周区域的图像帧；

S2）从图像帧中检测篮板上篮筐的空间位置；

S3）检测球员的投篮动作后的指定时间区域内的图像帧中是否出现篮球，如果未出现篮球则判定为投篮未命中；否则跳转执行下一步；

S4）根据上述图像帧中出现篮球的图像帧开始，从图像帧中检测篮球的空间位置，且根据各个图像帧中篮球的空间位置的连线确定篮球的运动轨迹；

S5）根据篮球的运动轨迹是否经过篮筐的空间位置判断球员投篮是否进球，如果篮球的运动轨迹经过篮筐的空间位置，则判定球员投篮进球；否则判定球员投篮未进球；

S6）将投篮是否进球的判定结果发送给完成投篮动作的球员所佩戴的检测设备，所述检测设备为球员保存投篮动作的篮球进球判定结果。