[发明专利]基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法

摘要

本发明涉及一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，特点是包括第一及第二高速摄像机、一台高性能工作站及一只足球；在高性能工作站里面安装有Visiual Studio 2015、OpenCV及足球旋转速度检测系统三个软件，第一高速摄像机设在球门的侧面，第二高速摄像机设在球门和射门线的正上方；在足球的顶面及底面分别设有一个圆点，在足球的左面设有一个三角形点，在足球的右面设有一个方形点，在足球的前面设有一个三角形点，在足球的后面设有一个方形点；一个圆点与一个三角形点及一个方形点组成一组且颜色相同，在该组中三角形点及方形点为相邻点，另外一个圆点与一个三角形点及一个方形点组成另一组且颜色相同。其具有能检测足球旋转，还能检测足球飞行的弧线，成本更低，实用性强，检测结构更准确等优点。

主权项

1.一种基于对标志物捕抓的足球转速的检测方法，其特征在于包括第一高速摄像机（1）、第二高速摄像机（2）、一台高性能工作站（3）、一只足球（4）；在所述高性能工作站（3）里面安装有Visiual Studio 2015、OpenCV及足球旋转速度检测系统三个软件，所述第一高速摄像机（1）设在球门的侧面，所述第二高速摄像机（2）设在球门和射门线的正上方４m至６m处；在所述足球（4）的顶面及底面分别设有一个圆形点，两圆形点在过球心的Z轴线上；在足球（4）的左面设有一个三角形点，在足球（4）的右面设有一个方形点，足球（4）左面的三角形点与足球（4）右面的方形点在过球心的Y轴线上；在足球（4）的前面设有另一个三角形点，在足球（4）的后面设有另一个方形点，足球（4）前面的三角形点与足球（4）后面的方形点在过球心的X轴线上；所述Z轴线、Y轴线及X轴线互相垂直；一个圆形点与一个三角形点及一个方形点组成一组且颜色相同，在该组中三角形点及方形为点相邻点，另外一个圆形点与另一个三角形点及一个方形点组成另一组且颜色相同，这样就不会出现标识难以辨别的问题；检测步骤如下：步骤一所述第一高速摄像机（1）及第二高速摄像机（2）对场地进行监控，并将画面传输到高性能工作站（3）；步骤二输到高性能工作站（3）里的足球旋转速度检测系统基于Visiual Studio 2015和OpenCV进行处理，系统在通过霍夫梯度法HoughCircles，即调用erod及dilate函数进行腐蚀膨胀，去掉源图内标志物的影响，对画面HSV颜色空间转换，高斯滤波，Canny边缘检测、Sobel水平和垂直梯度对比检测足球的形状，并定位足球的圆心，通过圆心坐标（x,y）的移动，计算出足球实时的运动方向F和速度v1；步骤三通过TLD目标跟踪算法TrackerTLD，把足球（4）所在的局部图像提取出来，然后通过轮廓检测技术findContours对足球上的标志物进行识别，用handlecircle函数寻找足球上面的圆形点，用cvApproxPoly函数寻找足球上面的方形点，及用cvHoughLines2函数寻找足球上面的三角形点，并计算出它们的中心点在足球上的位置；步骤四足球的旋转可分解为水平方向的旋转以及垂直方向的旋转；第一高速摄像机（1）负责检测足球的水平方向转速v2，第二高速摄像机（2）负责检测足球的垂直方向转速v3；第一高速摄像机（1）在足球范围内识别一组颜色的圆形点、正方形点和三角形点，从多次识别结果中选出识别率最高的一个图形作为参考图形，把这个图形作为转速检测的参考图形，然后统计这个图形在Z轴上出现的频率，经计算得出水平方向转速v2，单位是r/s；第二高速摄像机（2）的检测过程类似，只不过识别目标另一组圆形点、正方形点和三角形点，经计算得出垂直方向方向转速v3, 单位是r/s；足球的总转速为：,单位是r/s。