[发明专利]一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置

说明书

本发明公开了一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置，通过在篮筐水平面正下方5厘米处和30厘米处这两个地方各安装一个光电传感器，根据光电传感器发生信号的先后顺序来判断是否有篮球进球。这种装置无需对篮球架等进行改造，使用场景广泛，且计数准确可靠。该装置能实时记录篮球的进球时间与进球数量，便于篮球投篮训练与篮球科学研究提供数据支持。该装置将篮球进球计数进行了自动化与智能化，为提供体育科技水平贡献力量。

技术领域

体育教学，传感器，计算机视觉

背景技术

篮球运动中，目前主要依靠人工来对进球数量进行计数，非时与费力。特别是篮球投篮训练中，需要专门的人员来统计投篮命中情况有些得不偿失。针对篮球进球统计问题，通过双光电传感器技术，结合计算机视觉技术，对篮球计数进行智能化与自动化。通过在篮球框下方安装两个光电传感器，结合计算机视觉技术，对篮球进球进行智能计数。该装置一方面便于体育篮球训练，另一方面提高了体育运动科技水平。

发明内容

本发明一种采用双光电传感器的篮球进球计数装置，采用双传感器的方式来判断是否有进篮事件发生，再结合计算机视觉技术，通过分析进篮前60秒的视频，结合计算机视觉目标识别技术，识别篮球的轨迹，判断投篮人的投篮位置，从而确定是2分球还是3分球。

本发明的主要构成如图1所示，主要包括两个光电传感器，两个广角相机，控制计算机和显示屏。系统工作原理

1.光电传感器A安装下篮板下，在篮圈平面正下方2厘米处，用不干胶或其它方式固定在篮板上。

2.光电传感器B安装下篮板下，在篮圈平面正下方30厘米处，用不干胶或其它方式固定在篮板上。

3.光电传感器A和B与控制计算机相连，控制计算机实时监控传感器的信号变化。

4.当有进篮发生时，传感器A先被触发，接着B传感器被触发。控制可以判断有进球发生了。如果A有信号触发，B传感器没有信号触发，则表示假进球，很可能是篮球在篮圈上晃了一下却没有进球。

5.当进球发生后，控制计算机需要分析进篮前60秒的视频，以便确定投篮人的位置。

6.采用计算机视觉技术的目标检测方法，检测篮球的运动轨迹，结合图像分割技术，可以判断篮球离开人手的时间以及人站的位置。从而确定投篮人的位置。

7.根据投篮人的位置，确定得分是2分还是3分。

8.控制计算机更新进篮数量与得分情况。

技术要求

1.传感器是光电传感器，有遮挡时输出信号，传感器的覆盖距离是篮筐直径的2/3。覆盖范围太大容易导致误判。

2.相机要求是广角相机，能覆盖篮球场的半场范围。以便于采用目标检测与图像分割算法来定位投篮人的位置。

3.控制计算机需要支持深度学习，具有良好的计算能力。能实时进行图像分割与目标检测等计算。

4.相机需要具备录像功能，至少具备能录制10分钟的视频能力。

是否进篮判断

需要传感器A先被触发，然后传感器B再被触发，前后的间隔在1秒以内。

1)由于传感器的覆盖距离在篮筐直径的2/3，只有当篮球真正进入篮筐时传感器才被触发。在篮筐外的情况，传感器A不会被触发。

2)A传感器被触发后，如果篮球飞了出去，没有进篮，B传感器不会被触发。

3)当B传感器也被触发，说明篮球进篮了，并且掉落到了B的位置。

4)如果只有B被触发，A却没有被触发，说明篮球是从篮筐下面通过，不算进球。