[发明专利]一种自动判断网球出界的方法及系统

说明书

本发明公开了一种自动判断网球出界的方法及系统，该方法包括：利用摄像头拍摄比赛画面；对摄像头拍摄的比赛画面中的网球进行识别与定位，得到网球定位结果M1；利用网球定位结果M1的网球运动曲线预测网球落地点的二维坐标；根据网球落地点的二维坐标与网球线的空间关系判断网球是否出界。该系统包括：摄像头、网球识别与定位模块、网球落地点预测模块以及网球是否出界判断模块。本发明的自动判断网球出界的方法及系统，通过单目视觉，仅需一个摄像头，且不需要对摄像头进行标定，节省了人力物力，大大降低了成本。

技术领域

本发明涉及体育设备技术领域，特别涉及一种自动判断网球出界的方法及系统。

背景技术

自动判断网球出界技术一般称为网球“鹰眼技术”，传统鹰眼一般在场地上布置的每一个照相机上都会包含两个摄像头(双目视觉)来确定物体(网球)在图像上的深度信息，以便到时候在三维坐标系上拟合曲线，所以不需要参照物来判断距离，所以在开始识别之前，需要对双目视觉的摄像头进行摄像机的标定，使得它适应这个球场的环境，成本极高。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种自动判断网球出界的方法及系统，通过单目视觉，仅需一个摄像头，且不需要对摄像头进行标定，节省了人力物力，大大降低了成本。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种自动判断网球出界的方法，其包括以下步骤：

S11：利用摄像头拍摄比赛画面；

S12：对所述S11中摄像头拍摄的比赛画面中的网球进行识别与定位，得到网球定位结果M1；

S13：利用所述S12中网球定位结果M1的网球运动曲线预测网球落地点的二维坐标；

S14：根据所述S13中网球落地点的二维坐标与网球线的空间关系判断网球是否出界。

较佳地，所述S12进一步包括：

S121：利用帧差法得到所述比赛画面中的网球的候选区域A；

S122：利用颜色定位算法得到所述比赛画面中的网球的候选区域B；

S123：对所述候选区域A以及候选区域B求交集得到网球定位结果M1。

较佳地，所述S123之后还包括：

S124：根据所述网球定位结果M1，通过最小二乘法拟合运动轨迹曲线，并扩展得到网球轨迹区域D，计算所述网球定位结果M1中网球平均面积C；

S125：重新判断所述候选区域A中的每个定位结果，如果定位结果不在M1，但在D中，并且面积和C的误差在预设范围内，则将该定位结果加到M1中。

较佳地，所述S13进一步包括：

S131：将所述S12中网球定位结果中的网球分为下降期、不确定期以及上升期；

S132：对于所述不确定期的网球点，通过轮询迭代的方法分别归为下降期以及上升期，并通过最小二乘法计算每次迭代的误差，找到误差最小的两条曲线；

S133：所述S132中误差最小的两条曲线的交点即为预测的网球落地点。

较佳地，所述S131进一步包括：

设定经验阈值M，计算所述网球定位结果M1的网球曲线斜率，再计算M1与前一个M1的差值为D1，D1的绝对值小于M为不确定期，否则D1为负则为下降期，D1为正则为上升期。

较佳地，所述经验阈值M为0.2。