一种用于长跑的光学测量方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于长跑的光学测量方法，该方法包括：运动员佩戴可反光的特定标识；在跑道的物理终点设置调制光源与图像拍摄装置；图像拍摄装置在调制光源交替发射第一强度与第二强度的光线下连续向物理终点处拍摄图像，进一步包括步骤：获取图像拍摄装置在第一强度的光线下拍摄的亮帧图像；紧接着获取图像拍摄装置在第二强度的光线下拍摄的暗帧图像；将亮帧图像与暗帧图像差分处理后获取差分图像；检测差分图像中是否出现特定标识，若是，经特定标识识别出运动员身份，同时标记用于判定出现特定标识的所在帧。本发明专利技术还提供对应的光学测量系统。本发明专利技术相对于其他拍照识别方法，具有抗环境光干扰强且识别成本低、精准性高、易操作等有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于长跑的光学测量方法及系统
本专利技术涉及体育测试领域，尤其涉及一种用于长跑的光学测量方法及系统。
技术介绍
目前，随着民众的生活水平的提高以及对身体健康的重视，体育锻炼成为民众所热衷的活动。其中，跑步是一种既训练人的体能又能增加人耐性的一种健身方式。长跑更是如此。长跑能够增加人体的呼吸系统和心血管系统功能，并且促使人保持长时间、有节奏的呼吸，有助于舒缓心情，利于身心健康。同时，由于长跑具有无需引入复杂的运动设备，运动场地也较易获取等特点，常被民众认为是一种可普遍实施的锻炼项目。此外，各地区部门也相应增加引导民众对长跑运动的关注并增大投入，例如在学校，增加长跑在学生活动中的比重；在军队，始终保障长跑在体能训练上的辅助作用；在社会，通过广泛举办大众化的中长跑及马拉松赛事，等等，据此全面提高长跑运动对全民健身促进的重要作用。以考试为例，比如在学校，对长跑成绩的测试通常还是采用比较传统的人工手段，比如人工计时，人工识别运动人员、手动录入成绩等。显然，如此的操作模式效率低，且容易出错。尤其当体育成绩在中考、高考中的比重得到提升后，长跑作为其中的可考项目之一，参考人员对长跑成绩的测试精度要求则越来越高，显然不允许出现人为的重大测试误差而影响其最终成绩。因此对于长跑项目，通过较为智能的测试手段来简化人工操作并提高测试精度是当下体育测试市场提出的必然需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于长跑的光学测量方法及系统，以解决在长跑运动中，对运动员及其测试成绩的自动识别需求。在本专利技术的第一方面，提供了一种用于长跑的光学测量方法，在上述方法中，运动员佩戴可反光的特定标识；在跑道的物理终点设置调制光源与图像拍摄装置，所述调制光源可交替发射第一强度和第二强度的光线，其中所述第一强度大于所述第二强度；所述图像拍摄装置连续在所述第一强度和所述第二强度的光线下向所述物理终点处拍摄图像，所述方法包括以下步骤：获取所述图像拍摄装置在所述第一强度的光线下拍摄的亮帧图像；紧接着获取所述图像拍摄装置在所述第二强度的光线下拍摄的暗帧图像；将所述亮帧图像与所述暗帧图像差分处理后获取差分图像；检测所述差分图像中是否出现所述特定标识，若是，则判定所述运动员通过所述物理终点，并经所述特定标识识别出所述运动员身份，同时标记用于判定出现所述特定标识的所述亮帧图像所在帧。在本专利技术第一方面的一种可能的实施方式中，所述运动员在肩部佩戴所述特定标识；所述特定标识采用红外光线反射材质；所述调制光源发射红外光线；在经所述特定标识识别出运动员的身份的步骤中：所述特定标识包括识别点阵，通过识别所述识别点阵中点的排列图案来识出所述运动员的编号。在本专利技术第一方面的一种可能的实施方式中，所述图像拍摄装置自起跑发令时开始拍摄，所述方法还包括：在判定所述运动员通过所述物理终点后，通过以下公式获取所述运动员的跑步时长：T＝N*t；其中，T表示跑步时长，N表示所述图像拍摄装置从开始拍摄到出现所述特定标识时的累计帧数，t表示所述图像拍摄装置拍摄一帧图像的时间。在本专利技术第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在判定所述运动员通过所述物理终点后，判断所述特定标识在所述运动员跑步全过程所累计通过所述物理终点的次数是否达到预设次数，若否，则提示所述运动员的剩余完成次数。在本专利技术第一方面的一种可能的实施方式中，在检测所述差分图像中是否出现所述特定标识的步骤中，还包括：若检测到的所述特定标识有多个，则在沿行进方向的反方向对该多个所述特定标识进行排序，同时结合跑道上所有的所述特定标识分别累计通过所述物理终点的次数及同等次数下的跑步时长来获取该多个所述运动员的名次信息。在本专利技术的第二方面中，提供了一种用于长跑的光学测量系统，包括：可反光的特定标识，其佩戴于运动员身上；调制光源，其设置在跑道的物理终点，其可交替发射第一强度和第二强度的光线，其中所述第一强度大于所述第二强度；图像拍摄装置，其设置在跑道的物理终点，其连续在所述第一强度和所述第二强度的光线下向所述物理终点处拍摄图像，其中，所述图像拍摄装置在所述第一强度的光线下拍摄得到亮帧图像，在所述第二强度的光线下拍摄得到暗帧图像；差分图像模块，其将所述亮帧图像与随后的所述暗帧图像作差分处理后得到差分图像；判定模块，其检测所述差分图像中是否出现所述特定标识，若是，则判定所述运动员通过所述物理终点，并经所述特定标识识别出所述运动员的身份，同时标记用于判定出现所述特定标识的所述亮帧图像所在帧。在本专利技术第二方面的一种可能的实施方式中，所述特定标识佩戴于运动员肩部，所述特定标识为红外光线反射材质；所述调制光源发射红外光线；所述特定标识进一步包括识别点阵，所述识别点阵为表示所述运动员的编号的点的排列图案。在本专利技术第二方面的一种可能的实施方式中，还包括：起跑信号接收模块，其控制所述图像拍摄装置自起跑发令时开始拍摄；时长计算模块，其在所述判定模块判定所述运动员通过所述物理终点后，通过以下公式获取所述运动员的跑步时长：T＝N*t；其中，T表示跑步时长，N表示从所述图像拍摄装置开始拍摄到出现所述特定标识时的累计帧数，t表示所述图像拍摄装置拍摄一帧图像的时间。在本专利技术第二方面的一种可能的实施方式中，还包括：次数模块，其在所述判定模块判定所述运动员通过物理终点后，计数一次；提示模块，其判断所述次数模块对所述特定标识在所述运动员跑步全过程所累计的次数是否达到预设次数，若否，则提示所述运动员的剩余完成次数。在本专利技术第二方面的一种可能的实施方式中，还包括：名次获取模块，其在当所述判定模块检测到的所述特定标识有多个，则在沿行进方向的反方向对该多个所述特定标识进行排序，同时结合跑道上所有的所述特定标识分别累计通过所述物理终点的次数及同等次数下的跑步时长来获取该多个所述运动员的名次信息。上述用于长跑的光学测量方法及系统的有益技术效果在于：一方面能够实现对运动员的身份信息、跑步过程的监督、跑步成绩等方面的自动识别与获取，由此快速且准确地录入测试数据；另一方面基于计算机视觉且采取亮暗帧图像的差分处理方案，相对于其他拍照识别方法，具有抗环境光干扰强且识别成本低、精准性高、易操作等有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例中用于长跑的光学测量方法的流程图；图2是本专利技术一实施例中用于长跑的光学测量方法的亮帧图像；图3是本专利技术一实施例中用于长跑的光学测量方法的暗帧图像；图4是本专利技术一实施例中用于长跑的光学测量方法的差分图像。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于长跑的光学测量方法，其特征在于，运动员佩戴可反光的特定标识；在跑道的物理终点设置调制光源与图像拍摄装置，所述调制光源可交替发射第一强度和第二强度的光线，其中所述第一强度大于所述第二强度；所述图像拍摄装置连续在所述第一强度和所述第二强度的光线下向所述物理终点处拍摄图像，所述方法包括以下步骤：/n获取所述图像拍摄装置在所述第一强度的光线下拍摄的亮帧图像；/n紧接着获取所述图像拍摄装置在所述第二强度的光线下拍摄的暗帧图像；/n将所述亮帧图像与所述暗帧图像差分处理后获取差分图像；/n检测所述差分图像中是否出现所述特定标识，若是，则判定所述运动员通过所述物理终点，并经所述特定标识识别出所述运动员的身份，同时标记用于判定出现所述特定标识的所述亮帧图像所在帧。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于长跑的光学测量方法，其特征在于，运动员佩戴可反光的特定标识；在跑道的物理终点设置调制光源与图像拍摄装置，所述调制光源可交替发射第一强度和第二强度的光线，其中所述第一强度大于所述第二强度；所述图像拍摄装置连续在所述第一强度和所述第二强度的光线下向所述物理终点处拍摄图像，所述方法包括以下步骤：
获取所述图像拍摄装置在所述第一强度的光线下拍摄的亮帧图像；
紧接着获取所述图像拍摄装置在所述第二强度的光线下拍摄的暗帧图像；
将所述亮帧图像与所述暗帧图像差分处理后获取差分图像；
检测所述差分图像中是否出现所述特定标识，若是，则判定所述运动员通过所述物理终点，并经所述特定标识识别出所述运动员的身份，同时标记用于判定出现所述特定标识的所述亮帧图像所在帧。


2.根据权利要求1所述的光学测量方法，其特征在于，所述运动员在肩部佩戴所述特定标识；所述特定标识采用红外光线反射材质；所述调制光源发射红外光线；在经所述特定标识识别出运动员的身份的步骤中：所述特定标识包括识别点阵，通过识别所述识别点阵中点的排列图案来识出所述运动员的编号。


3.根据权利要求1所述的光学测量方法，其特征在于，所述图像拍摄装置自起跑发令时开始拍摄，所述方法还包括：在判定所述运动员通过所述物理终点后，通过以下公式获取所述运动员的跑步时长：
T＝N*t；
其中，T表示跑步时长，N表示所述图像拍摄装置从开始拍摄到出现所述特定标识时的累计帧数，t表示所述图像拍摄装置拍摄一帧图像的时间。


4.根据权利要求3所述的光学测量方法，其特征在于，所述方法还包括：在判定所述运动员通过所述物理终点后，判断所述特定标识在所述运动员跑步全过程所累计通过所述物理终点的次数是否达到预设次数，若否，则提示所述运动员的剩余完成次数。


5.根据权利要求4所述的光学测量方法，其特征在于，在检测所述差分图像中是否出现所述特定标识的步骤中，还包括：若检测到的所述特定标识有多个，则在沿行进方向的反方向对该多个所述特定标识进行排序，同时结合跑道上所有的所述特定标识分别累计通过所述物理终点的次数及同等次数下的跑步时长来获取该多个所述运动员的名次信息。


6.一种用于长跑的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传兵，
申请(专利权)人：深圳泰山体育科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44