一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场制造技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,包括排球轨迹分析系统，球员定位系统，语音播报系统，在排球轨迹分析系统由安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机组成，FPGA控制器根据拍摄的排球图像完成排球在三维空间的轨迹分析和落点位置预测，球员定位系统由排球场正上方的高速摄像机和定位头盔组成，高速摄像机获取球员所在的位置区域，定位头盔中的陀螺仪获取球员的方向，语音播报系统集成在定位头盔中，向佩戴者实时提供排球轨迹和预计落点位置，并配合定位头盔中的陀螺仪传感器进行语音播报来调整击球方向，本发明专利技术定位精准，智能化程度高，为盲人排球运动项目提供了便利的场地条件。

A blind volleyball court based on intelligent recognition and location of visual information

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场
本专利技术涉及基于视觉信息和语言播报
，具体为一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场。
技术介绍
盲人排球是为盲人专门设计的排球活动，通常情况下排球中装有响铃，球飞行时或落地时会发出清脆悦耳的响铃声以便于盲人进行排球运动。然而，仅靠听觉判断排球的位置具有很大的局限性，如球员易受到环境噪声的影响产生误判等。研究表明，一般人获取的信息80％来自于视觉，因此针对上述问题，提出一种基于视觉信息和语音播报的盲人排球场设计，利用高速摄像机实时获取排球运动轨迹并通过语音播报的形式将视觉信息传递给盲人球员，可有效提高盲人球员的判断能力，增强盲人排球运动的娱乐性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,包括排球轨迹分析系统，球员定位系统，语音播报系统，所述排球轨迹分析系统，所述排球轨迹分析系统由安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机组成，FPGA控制器根据拍摄的排球图像完成排球在三维空间的轨迹分析和落点位置预测；球员定位系统，所述球员定位系统由排球场正上方的高速摄像机和定位头盔组成，高速摄像机获取球员所在球场的位置区域，定位头盔中的陀螺仪获取球员的方向；语音播报系统，所述语音播报系统集成在定位头盔中，向佩戴者实时提供排球轨迹和预计落点位置，并配合定位头盔中的陀螺仪传感器进行语音播报来调整击球方向。优选的，所述排球场各半区划分为6个区域，3个前场区域和3个后场区域，6名球员处于各自区域内，初始位姿均面向球网，身体与球网平行，排球轨迹分析系统提供排球的预计落点位置，并判断落点位置所处的排球场分区，由球员定位系统识别落点分区内的球员，通过语音播报系统实时提醒相应落点位置区域内的球员做好击球准备。优选的，所述排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机，FPGA控制器和Wi-Fi芯片，所述排球场正上方的高速摄像机获取排球运动的平面位置信息，所述排球场正侧方的高速摄像机获取排球运动的高度信息，所述的FPGA控制器分析摄像机拍摄的多帧排球图片，近似计算出排球三维空间的速度和位移，并估计出排球的预计落点位置，识别落点位置所处的排球场分区，同时FPGA控制器将落点位置信息通过Wi-Fi发送到落点区域球员佩戴的定位头盔中，由定位头盔中的语音播报系统提醒球员做好击球准备。优选的，所述球员定位系统上的STM32单片机控制器，陀螺仪传感器，Wi-Fi芯片和语音合成芯片，所述陀螺仪传感器获取球员当前的位置姿态来确保球员始终面向排球，所述Wi-Fi芯片接收排球轨迹分析系统发送的排球轨迹信息和落点位置信息，所述语音合成芯片将排球和球员的位置姿态信息转换成自然语言播报给球员，所述STM32单片机控制器处理陀螺仪的位置姿态信息并解析，所述Wi-Fi芯片接收的排球轨迹及落点信息，所述定位头盔还具有保护盲人球员的作用。优选的，一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场，其工作流程包括以下步骤：A、安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机快速拍摄排球图像；B、FPGA控制器处理图像信息，计算排球运动轨迹，并估计落点位置；C、排球轨迹和落点位置信息通过Wi-Fi发送给球员，提醒球员做好击球准备；D、为了减小排球轨迹和落点位置误差，高速摄像机实时拍摄排球图像，不断调整排球轨迹，当落点区域变化时及时通知球员；E、球员根据定位头盔提供的排球轨迹信息和球员方向信息，不断调整击球方向，同时当排球接近球员时，可通过排球内安装的响铃进一步判断排球的位置；F、当计算落点区域出界时，语音播报系统提醒球员不做出任何动作；当计算落点区域处于后场时，由落点区域球员垫球，相邻区域球员完成扣球动作，当落点位于前场区域时，前场球员进行拦网动作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用了两个高速摄像机拍摄盲人排球场中排球的图像，并利用FPGA控制器对图像进行处理，分析排球的运动轨迹和估计排球的落点位置区域；(2)本专利技术采用了高速摄像机和陀螺仪传感器实现盲人球员的定位；(3)本专利技术采用了语音播报的形式，将排球的运动轨迹和球员自身的位置姿态信息传递给盲人球员，弥补了盲人球员视觉信息的缺失；(4)本专利技术对排球场进行了合理的划分，避免了球员击球时产生的身体碰撞，同时球员佩戴定位头盔，有效的提高了盲人排球运动的安全性。附图说明图1为本专利技术的盲人排球场主视图；图2为本专利技术高速摄像机一，高速摄像机二，排球场地，定位头盔的位置示意图；图3为本专利技术盲人排球场分区示意图；图4为本专利技术定位头盔硬件结构示意图；图5为本专利技术监控系统的工作流程示意图。图中：1、高速摄像机一；2、高速摄像机二；3、排球场地；4、定位头盔；5、FPGA控制器；6、Wi-Fi芯片；7、STM32单片机控制器；8、陀螺仪传感器；9、语音合成芯片；10、Wi-Fi芯片。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-5,本专利技术提供一种技术方案：一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,包括排球轨迹分析系统，球员定位系统，语音播报系统。排球轨迹分析系统由安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机组成，FPGA控制器根据拍摄的排球图像完成排球在三维空间的轨迹分析和落点位置预测,将排球场各半区划分为6个区域，3个前场区域和3个后场区域，6名球员处于各自区域内，初始位姿均面向球网，身体与球网平行，排球轨迹分析系统提供排球的预计落点位置，并判断落点位置所处的排球场分区，由球员定位系统识别落点分区内的球员，通过语音播报系统实时提醒相应落点位置区域内的球员做好击球准备。球员定位系统由排球场正上方的高速摄像机和定位头盔组成，高速摄像机获取球员所在球场的位置区域，定位头盔中的陀螺仪获取球员的方向,排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机，FPGA控制器和Wi-Fi芯片,排球场正上方的高速摄像机获取排球运动的平面位置信息,排球场正侧方的高速摄像机获取排球运动的高度信息,FPGA控制器分析摄像机拍摄的多帧排球图片，近似计算出排球三维空间的速度和位移，并估计出排球的预计落点位置，识别落点位置所处的排球场分区，同时FPGA控制器将落点位置信息通过Wi-Fi发送到落点区域球员佩戴的定位头盔中，由定位头盔中的语音播报系统提醒球员做好击球准备。语音播报系统集成在定位头盔中，向佩戴者实时提供排球轨迹和预计落点位置，并配合定位头盔中的陀螺仪传感器进行语音播报来调整击球方向,球员定位系统上的S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,包括排球轨迹分析系统，球员定位系统，语音播报系统，其特征在于：所述/n排球轨迹分析系统，所述排球轨迹分析系统由安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机组成，FPGA控制器根据拍摄的排球图像完成排球在三维空间的轨迹分析和落点位置预测；/n球员定位系统，所述球员定位系统由排球场正上方的高速摄像机和定位头盔组成，高速摄像机获取球员所在球场的位置区域，定位头盔中的陀螺仪获取球员的方向；/n语音播报系统，所述语音播报系统集成在定位头盔中，向佩戴者实时提供排球轨迹和预计落点位置，并配合定位头盔中的陀螺仪传感器进行语音播报来调整击球方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,包括排球轨迹分析系统，球员定位系统，语音播报系统，其特征在于：所述
排球轨迹分析系统，所述排球轨迹分析系统由安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机组成，FPGA控制器根据拍摄的排球图像完成排球在三维空间的轨迹分析和落点位置预测；
球员定位系统，所述球员定位系统由排球场正上方的高速摄像机和定位头盔组成，高速摄像机获取球员所在球场的位置区域，定位头盔中的陀螺仪获取球员的方向；
语音播报系统，所述语音播报系统集成在定位头盔中，向佩戴者实时提供排球轨迹和预计落点位置，并配合定位头盔中的陀螺仪传感器进行语音播报来调整击球方向。


2.根据权利要求1所述的一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场，其特征在于：所述排球场各半区划分为6个区域，3个前场区域和3个后场区域，6名球员处于各自区域内，初始位姿均面向球网，身体与球网平行，排球轨迹分析系统提供排球的预计落点位置，并判断落点位置所处的排球场分区，由球员定位系统识别落点分区内的球员，通过语音播报系统实时提醒相应落点位置区域内的球员做好击球准备。


3.根据权利要求1所述的一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场，其特征在于：所述排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机，FPGA控制器和Wi-Fi芯片，所述排球场正上方的高速摄像机获取排球运动的平面位置信息，所述排球场正侧方的高速摄像机获取排球运动的高度信息，所述的FPGA控制器分析摄像机拍摄的多帧排球图片，近似计算出排球三维空间的速度和位移，并估计出排球的预计落点位置，识别落点位置所处的排球场分区，同时FPGA控制器将落...

【专利技术属性】
技术研发人员：华亮，曹礼勇，陆平，黄弈晟，葛雨暄，苏文博，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32