一种电子定向打点器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电子定向打点器，包括摄像头、单片机和显示屏，其中，摄像头用于采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机，单片机对收集到的进行图像处理并进行计时处理，并将处理结果发送到显示屏上进行显示。本发明专利技术还提供了一种电子定向打点器的控制方法。本发明专利技术提供的电子定向打点器的生产成本低，使用更加方便快捷。

Electronic directional dotting device and its control method

The invention discloses an electronic directional RBI, including camera, MCU and display the camera for image acquisition of each point on the label, and the collected image is transmitted to the MCU, MCU to collect image processing and processing time, and the results will be sent to the display screen. The invention also provides a control method for the electronic directional dotting device. The electronic directional dotting device provided by the invention has the advantages of low production cost and convenient use.

【技术实现步骤摘要】
一种电子定向打点器及其控制方法
本专利技术属于智能电子设备领域，特别涉及一种电子定向打点器及其控制方法。
技术介绍
定向越野为一种新兴的竞技运动。参加竞技类定向运动除需要指北针和地图外，还需要电子打点器材。现有电子定向打点器材有两种，老式卡钳打卡器材和电子打点器材。电子打点器材的主体部分包括卡座、指卡，在成绩统计处有成绩打印机。老式卡钳打卡方式已经基本被淘汰，电子打点器材由于采用电磁感应原理记录点位和时间，主要具有如下缺点：价格昂贵：根据某定向器材企业报价，一个卡座售价1200元，一个指卡200元，一整套定向器材需要十万元左右乃至更多。灵活性差：卡座体积较大，若点位较多需要带着沉重的装备布点，难度较大。容易打不上点：定向比赛中常有因为器材问题导致打卡成绩无效的问题。维护困难：卡座需要时常更换电池，容易进水导致损坏，指卡难以甄别好坏。灵敏度低：指卡在刷卡过快的情况下容易导致卡座响铃表示打点成功，但是实际打点失败。不可升级：电子打点器材为全硬件实现，不智能，不可升级。难以私有化：面向定向企业、学校等单位，市场较狭窄，难以做到面向广大用户。所以现有的电子打点器材并不适合越野赛等比赛项目。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种结构简单，使用方便，灵活性高的电子定向打点器，还提供了一种打点结果更加准确的电子定向打点器控制方法。技术方案：本专利技术提供了一种电子定向打点器，包括摄像头、单片机和显示屏，其中，摄像头用于采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机，单片机对收集到的进行图像处理并进行计时处理，并将处理结果发送到显示屏上进行显示。进一步，还包括移动终端，其中移动终端与单片机通过数据线连接，移动终端用于接收每个单片机发送的数据，并根据接收到的数据进行成绩统计。本专利技术还提供了一种基于上述电子定向打点器的控制方法，包括以下步骤：步骤1：在单片机中输入起点和终点的编码；步骤2：摄像头采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机中；从输入第一张图像开始计时；步骤3：单片机将摄像头输入的图像转化为灰度矩阵并进行二值化处理，得到二值化图像；步骤4：单片机采用现有的图像边缘检测和边缘分割算法将单片机接收到的图像进行分割，得到分割图像；步骤5：对分割图像进行切变、伸缩变换，将分割图像变换成长宽固定的正方形图案，从而得到可用于识别的点位标签图像；步骤6：根据步骤5得到的可用于识别的点位标签图像，统计可用于识别的点位标签图像中每个图像分块中黑色像素点的数量，若黑色像素点的数量大于分块总大小的90％，则将该分块编码为1，若黑色像素点的数量小于分块总大小的10％，则编码为0；从而可以根据可用于识别的点位标签图像中图像分块的数量得到相应位数的点位标签编码；步骤7：将步骤6中获得的点位标签编码与步骤1中输入的终点编码进行比较；如果此时采集到的点位标签编码为终点编码，停止计时；如果不是终点编码，则继续计时，并将当前的记录点和用时通过显示屏进行显示。进一步，所述步骤4中图像边缘检测和边缘分割算法包括以下步骤：首先统计二值化图像中每一个黑色连通域中的像素点数量，得到多个像素点总数相近的连通域，其中相近的定义为像素点总数误差百分比不超过5％，得到的像素点总数相近的连通域即为虚线中的每个小线段；然后寻找所有连通域几何中心的像素点中相距最近且距离误差不超过5％的两个点，从而可得到分割边缘线；得到的分割边缘线为点位标签中虚线标识的三条边，最后连接首尾两点，得到分割图像。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、有效降低成本：不再需要卡座，只需要在点标旗上贴上点位对应的图案，运动员即可扫图打点。2、灵活性强：布点时只需要带着点标旗，将点位标签图像贴在点标旗上即可，使用也更加方便。3、打点情况实时反馈：不会有没打上却以为打上的情况，所有已打点都会在OLED显示屏上面进行显示。4、维护容易：比赛前运动员自行负责充电，主办方不担责任。5、灵敏度高：扫描成功后，响应时间可以控制在1us以下，完全可以忽略，而且只需要点位标签进入摄像框就可以打点成功。6、可升级：由于使用了可编程逻辑器件，所以该设备可以不断更新。7、市场广阔：每个设备具有唯一的ID，因此完全可以面向用户，做到私有化。附图说明图1为本专利技术提供的电子定向打点器的结构示意图；图2为本专利技术中单片机的工作原理；图3为本专利技术中单片机中点位记录算法流程图。图4为编码是100010001的点位标签的图示；图5为编码是100010101的点位标签的图示。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。如图1所示，一种电子定向打点器包括摄像头1、单片机2、显示屏3和终端4，其中，摄像头用于采集每个点位标签5上的图像，并将采集到的图像传输到单片机2，其中，摄像头1可以采用OV7620等灰度摄像头，点位标签5可采用3×3或4×4的黑白方块作为图案；单片机2对收集到的进行图像处理并进行计时处理，并将处理结果发送到显示屏3上进行显示，单片机2可采用K60等单片机；显示屏3实时显示单片机2发送过来的数据，向运动员提供时间和已打点信息。比赛结束后，通过数据线、或者无线传输可以将每个单片机2里面存储的数据发送到终端4，终端4根据接收到的所有数据进行成绩的统计。如图2所示，单片机2中包括计时模块21、图像处理模块22和存储模块23；其中，存储模块23用于存储相关信息，同时，存储模块23中存储着唯一的电子定向打点器的ID；计时模块21从打起始点开始计时，每打一个赛程中的点位标签5进行一次时间的存储和显示，打到最后一个点位标签5时结束计时。图像处理模块22主要用于处理摄像机获取的点位标签的图像，并根据摄像机获取的图像得到相应的点位标签的编码。如图3所示，本专利技术公开的电子定向打点器的控制方法，包括以下步骤：步骤1：在单片机中的存储器中输入起点和终点的编码；步骤2：摄像头采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机中的图像处理模块中；计时模块从输入第一张图像开始计时；步骤3：图像处理模块将摄像头输入的图像转化为灰度矩阵并进行二值化处理，得到二值化图像；步骤4：图像处理模块采用图像边缘检测和边缘分割算法将接收到的图像进行识别和分割，得到分割图像；采用图像边缘检测和边缘分割算法识别点位标签周围的长宽比例固定的虚线边框，确认是否包含完整点位标签。若包含点位标签，则沿虚线和实线组成的边框边缘取出图像，其中，实线所在的那条边用于图像方向的定位，实线所在的那条边表示上方。其中，先对采集到的图像中需要的部分的边缘进行识别，然后再根据识别的结果对图像进行分割。具体方法为：首先统计该二值化图像中每一个黑色连通域中的像素点数量，得到n个像素点总数相近的连通域，其中相近的定义为像素点总数误差百分比不超过5％，得到的像素点总数相近的连通域即为虚线中的每个小线段；将这n连通域几何中心的像素点分别编号为1,2,3，…i…,n，任取其中一点i，从点i开始寻找这些点中相距最近且距离误差不超过5％的两个点，即可得到分割边缘线。该分割边缘线为点位标签中虚线标识的三条边，最后连接首尾两点，即可分割图像。最后连接的那条边为图像的上方，也就是图中的实线部分。步骤5：对分割图像进行切变、伸缩变换，将分割图像变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子定向打点器，其特征在于：包括摄像头、单片机和显示屏，其中，摄像头用于采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机，单片机对收集到的进行图像处理并进行计时处理，并将处理结果发送到显示屏上进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种电子定向打点器，其特征在于：包括摄像头、单片机和显示屏，其中，摄像头用于采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机，单片机对收集到的进行图像处理并进行计时处理，并将处理结果发送到显示屏上进行显示。2.根据权利要求1所述的电子定向打点器，其特征在于：还包括移动终端，其中移动终端与单片机通过数据线连接，移动终端用于接收每个单片机发送的数据，并根据接收到的数据进行成绩统计。3.一种基于权利要求1所述的电子定向打点器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在单片机中输入起点和终点的编码；步骤2：摄像头采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机中；从输入第一张图像开始计时；步骤3：单片机将摄像头输入的图像转化为灰度矩阵并进行二值化处理，得到二值化图像；步骤4：单片机采用现有的图像边缘检测和边缘分割算法将单片机接收到的图像进行分割，得到分割图像；步骤5：对分割图像进行切变、伸缩变换，将分割图像变换成长宽固定的正方形图案，从而得到可用于识别的点位标签图像；步骤6：根据步骤5得到的可用于识别的点位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迪威，赵涤燹，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32