[发明专利]基于雷达循迹捕捉落球点的羽毛球运动水平测试评分系统

说明书

基于雷达循迹捕捉落球点的羽毛球运动水平测试评分系统，发球机(1)位于羽毛球标准场地(5)上球网(51)的一侧半场上，一组雷达(2)分布设置在羽毛球标准场地(5)周界上，在羽毛球标准场地(5)上方设置摄像头(3)，发球机(1)、雷达(2)、摄像头(3)与系统主机(4)连接，摄像头(3)通过图像识别羽毛球，雷达(2)每秒反馈坐标发送到系统主机(4)计分终端，终端根据摄像头(3)的图像识别给出确认字符，在坐标面上画出羽毛球的轨迹点，把坐标信号发送到系统主机(4)，能精确捕捉到落球点，从而经济快捷实现羽毛球不同等级计分，用于辅助解决羽毛球教学中简便快捷记录羽毛球飞行轨迹和结合落点准确计分的技术问题。

技术领域

本发明涉及IPC分类中A63B71/06比赛或运动员用的指示装置或记分装置技术或G06T7/20运动分析技术，尤其是基于雷达循迹捕捉落球点的羽毛球运动水平测试评分系统。

背景技术

羽毛球是一项室内、室外都可以进行的体育运动。依据参与的人数，可以分为单打与双打，及新兴的3打3。从技术层面保证准确、公平、客观、稳定的进行羽毛球测试计分对于羽毛球教学十分重要。

已公开的相关技术文献较少。

电子科技大学提出的专利申请201510901374.5公开了一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法及系统，系统包括：两个激光雷达，设置在羽毛球机器人本体上，用于分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；激光雷达采集装置，设置在羽毛球机器人本体上，用于接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；主控装置，用于根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动。用于提高羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。所述雷达设备用于追踪控制机器人移动，未涉及羽毛球飞行轨迹以及落点检测技术，也因此无法进行计分，不适合用于辅助教学。

中国联合网络通信集团有限公司提出的专利申请201911348683.9提供一种羽毛球的判罚方法及装置，涉及物联网控制技术领域，用于解决判断羽毛球是否出界的技术问题。该方法还包括：服务器通过三维激光雷达获取羽毛球的位置数据；服务器根据羽毛球的位置数据，确定羽毛球的高度以及二维平面坐标，二维平面坐标用于指示羽毛球在二维平面坐标系中的位置，二维平面坐标系中第一坐标轴平行于羽毛球球场的底线，第二坐标轴平行于羽毛球球场的边线；当羽毛球的高度小于阈值时，服务器根据羽毛球的二维平面坐标，判断羽毛球是否出界。适用于羽毛球比赛的场景下。但是经试验发现无法排除干扰事件。

湖北工业大学提出的专利申请201810549488.1涉及基于计算机视觉的羽毛球落点位置预测方法，根据羽毛球比赛视频得到的视频帧图片，以场地中心为原点，计算出视频帧图片中羽毛球场地与模型场地之间的透视变换关系，确定羽毛球场地模型；然后由运动区域检测模块采用时间差分法区分出运动区域和背景部分；对差分图像进行二值化处理，图像分割，轮廓跟踪进而提取出羽毛球的特征信息；采用轨迹跟踪算法确定羽毛球的飞行轨迹；采用卡尔曼滤波算法对羽毛球的轨迹落点位置进行预测；根据轨迹落点位置，采用透视变换法转变到实际羽毛球场地的坐标，从而实现对羽毛球落点位置的预测。该技术尚在研发中，尚不能解决应用与教学之目的，尤其是适用于无法解决光照渐变、风速影响、气流影响或者羽毛球速度很快时的复杂场景下的羽毛球落点位置的预测。

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。从1935年英国罗伯特·沃特森·瓦特发明第一台实用雷达至今，民用或者军用雷达使用的波段从波长长达几百公里的，主要用于潜艇通讯和超远距离导航的VLF甚低频超长波，到波长仅为1毫米，主要用于航天器再入大气层时的导航和通讯的EHF极高频。以及近年来新出现的，使用微米波长不可见光脉冲精确测量物体距离、角度和速度的激光雷达。但是截止目前为止，全世界尚无一种雷达使用纳米波长的电磁波作为工作介质。