[发明专利]一种基于机器视觉的球类比赛球出界自动裁判系统

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的球类比赛球出界自动裁判系统，涉及生活用品技术领域，包括以下步骤：通过设置在场地边上的摄像设备采集数据信息，其中包括场地边界信息和场地空间信息；基于采集的数据信息进行场地图像分割，获取场地边界特征信息；进行采集球类数据信息并进行识别；进行对处理后的球类数据信息拟合并找出图像中球运动的曲线方程，确定初次地面碰撞点，确定初次地面碰撞点位置信息；对初次地面碰撞点位置信息进行呈现。本发明实现较低成本的环境部署，而且对硬件设施规格要求较低，且识别精准度高，自动裁判公正度高，适应性强，满足不同场景的应用需求。

技术领域

本发明涉及生活用品技术领域，具体来说，涉及一种基于机器视觉的球类比赛球出界自动裁判系统。

背景技术

目前，球类运动如网球、羽毛球、排球等的高水平比赛中普遍运用即时回放系统以便修正比赛中裁判员由于球体积小、速度快、距离远等原因出现的错误，保障比赛的公平性。

现有的即时回放系统依赖多台高速摄像机通过计算机将比赛场地空间分割成小单元，利用高速摄像头从不同角度同时捕捉球飞行轨迹的基本数据；再通过电脑计算，将这些由多个摄像头记录的数据生成三维图像；最后利用成像技术，由大屏幕清晰地呈现出球的运动路线及落点，其存在以下缺点：

1、该方法成本高昂，高速摄像机以及处理由多台高速摄像机产生数据流的计算设备价格昂贵、繁多且不易部署，每个场地部署费用都需要大量资金。

2、该方法运算时间长，高速摄像机每秒产生上百兆字节的数据，计算系统计算处理并得到最终结果超过十秒，无法持续实时使用，影响比赛节奏。

检索中国发明专利CN108568086B公开了一种基于物联网的羽毛球比赛自动裁判平台，包括比赛地面上端安装有球网，球网一侧设置有主裁判椅，比赛地面一侧安装有轨道，轨道上端安装有移动装置，移动装置上端安装有摄像装置，比赛地面一侧安装有底板，底板通过支撑固定装置与液晶显示屏相连；本发明通过设置的羽毛球轨迹运动模块和判分处理模块，可以通过羽毛球的轨迹运动的最终位置是否出界或者掉在地面等情况，而对情况进行物联网预处理，对标识的羽毛球进行识别地理位置，通过视频信息的取证，最终通过判分处理模块对胜利方或者失败方进行自动判分，整体有序进行，通过物联网技术只需要在裁判的监督观察下便可进行，省去不要的人员麻烦。但其存在一定局限性，其球轨迹运动中并未提出任何具体的球轨迹自动计算方法，且误差较大，另外铺设成本较大。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于机器视觉的球类比赛球出界自动裁判系统，通过较低成本的环境部署，而且对硬件设施规格要求较低，且识别精准度高，自动裁判公正度高，适应性强，满足不同场景的应用需求，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于机器视觉的球类比赛球出界自动裁判系统，包括以下步骤：

通过设置在场地边上的摄像设备采集数据信息，其中包括场地边界信息和场地空间信息；

基于采集的数据信息进行场地图像分割，获取场地边界特征信息；

进行采集球类数据信息并进行识别，包括确定当前采集图像数据的摄像设备是否处于固定状态；

进行对处理后的球类数据信息拟合并找出图像中球运动的曲线方程，确定初次地面碰撞点；

基于场地边界特征信息对获取的初次地面碰撞点进行判断，确定初次地面碰撞点位置信息；

对初次地面碰撞点位置信息进行呈现。

进一步的，所述基于采集的数据信息进行场地图像分割，包括以下步骤：