[发明专利]一种基于视觉SLAM算法的运动员定位系统

说明书

本发明公开了一种基于视觉SLAM的运动员定位系统，包含以下模块：摄像模块、无线传输模块、图像处理模块。其中摄像模块包含相机以及MCU主控芯片，无线传输模块包含单片WIFI网络通讯芯片以及WIFI天线，供电模块包含锂电池管理芯片以及锂电池电芯。系统具体工作步骤如下：(1)对环境进行建图，使用视觉SLAM算法识别环境中的关键点并将其作为环境地图的路标点并建立由稀疏点云构成的地图；(2)根据每个运动员佩戴的摄像设备传回的画面进行特征点提取；(3)根据提取到的特征点进行特征点匹配；(4)根据特征点匹配结果计算相机位姿，得到球员在球场的定位信息。该系统对运动员基本无感且定位精度高，能够进行实时定位，可以大范围推广使用。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，特别涉及运动员定位技术。

背景技术

生命的真正意义在于运动，运动能让身体的细胞活动起来，可以让人拥有好气色并且更加健康，所以说运动和健康是正相关的关系，不过现代人却疏于运动的管理，体质逐渐变差、经常生病，所以为了更健康长寿，大家应该重视运动;运动可加速体内新陈代谢的速率、预防心脑血管疾病、提高大脑机能、增强肺功能;

随着大家的运动意识日益普及，参与运动的人也越来越多，大家对于获取自己运动数据的需求也日益增多，尤其是对于职业运动员而言，运动数据的获取更是提升自己运动表现的主要手段;

对于运动员在球场的定位是提取运动员运动数据信息的重要基础，目前使用的定位方法大多是基于2D图像加上手工标注的方法，这些方法定位精度一般且而需要人工进行标注，耗费人力及时间;

针对上述问题，本发明提出了一种基于视觉SLAM（Simultaneous Localizationand Mapping）算法的远动员定位系统，该系统的使用对运动员几乎无感且定位精度高，可以对运动员进行实时定位，对运动数据的获取与分析具有极大的帮助，可以大范围推广使用。

发明内容

本发明提出了一种基于视觉SLAM算法的远动员定位系统，该系统的使用对运动员几乎无感且定位精度高，可以对运动员进行实时定位，对运动数据的获取与分析具有极大的帮助，可以大范围推广使用;本发明公开了一种基于视觉SLAM的运动员定位系统，包含以下模块：摄像模块、无线传输模块、供电模块、图像处理模块，其中摄像模块包含小相机以及MCU主控芯片，无线传输模块包含单片WiFi网络通讯芯片cc3100以及WIFI天线，供电模块包含锂电池管理芯片STI6019以及锂电池电芯18650;

进一步地，摄像模块包含小相机以及MCU主控芯片;

进一步地，无线传输模块包含单片WiFi网络通讯芯片cc3100以及WIFI天线;

进一步地，供电模块包含锂电池管理芯片STI6019以及锂电池电芯18650;

进一步地，供电模块通过锂电池管理芯片ST16019，用于给摄像模块以及无线传输模块供电，同时控制锂电池电芯18650的充放电，摄像模块拍摄画面通过无线传输模块传输到图像处理模块;

进一步地，运动场的每位运动员都需要佩戴有摄像小模块以及无线传输模块;

进一步地，摄像小模块以及无线传输模块的佩戴位置位于颈部后方位置，不会产生遮挡，也不容易被对方运动员碰撞到;

进一步地，该系统包含以下步骤：

（1）首先对环境进行建图，使用视觉SLAM算法将环境中的关键点作为环境地图的路标点，这些用来表示环境信息的3D路标点对当前环境建立起了由稀疏点云构成的地图；

（2）根据每个运动员佩戴的摄像设备传回的画面进行特征点提取，当运动员佩戴的摄像设备传回的画面发生遮挡的时候就将这一帧画面舍弃，不进行特征点提取；

（3）根据提取到的特征点与地图中的特征点进行匹配；

（4）根据特征点匹配结果计算相机位姿，得到球员在球场的定位信息;