一种网球比赛专用定位捡球系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种网球比赛专用定位捡球系统及其方法，包括：获取设置在赛场内多个摄像机采集现场图像；摄像机具有与其区域对应编号，拍摄视野覆盖整个赛场；调用训练好数据集库训练卷积神经网络；调用卷积神经网络对现场图像检测，识别预处理图像；调用训练好转换矩阵对预处理图像进行逆透视变换处理，生成网球位置参数；调用YOLO算法和卡尔曼滤波对图像视频进行跟踪，识别瞬时图像坐标，通过坐标转换计算特征数据；检测球状态，确定离球最近机器人；利用三边定位算法得机器人瞬时位置；利用A*算法和动态窗口算法对特征数据和瞬时位置进行处理，生成路径规划，并发给机器人。旨在实现在比赛过程中机器人可替代球童及时捡球，减轻球童负担。轻球童负担。轻球童负担。

【技术实现步骤摘要】
一种网球比赛专用定位捡球系统及其方法


[0001]本专利技术涉及竞技体育服务
，具体涉及一种网球比赛专用定位捡球系统及其方法。

技术介绍

[0002]网球是一种优雅而激烈的运动，在世界范围内有着非常高的关注度，每年的四大满贯赛事吸引了全球数亿人次的观看，因此网球被称为仅次于足球的世界上第二大球类运动。在大型公开的网球比赛中可以看到，为了不耽误比赛节奏，会专门邀请身体素质符合条件的志愿者做球童为比赛提供捡球服务，这些球童都必须通过选拔和测试的，因为需要在四个半小时内捡400多个球，除了健身和耐力外，集中注意力和保持警觉的能力也是必不可少的，这对球童的要求是很高的，且捡球的过程球童需要从静止状态立刻加速到很高的速度完成捡球作业，从体育健身上讲是非常不利于健康的运动方式。
[0003]现有技术中的网球捡球机及其捡球方法多适用于训练场地使用，能够识别地面散落的网球，对网球的收集是不特定的，按照算法随机捡球，而不是特定先捡哪个球，再捡哪个球，但是对于严肃紧张的比赛现场而言，没办法做到针对特定的球进行及时的捡取，不能够特别好的帮助赛事的进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网球比赛专用定位捡球方法,其特征在于，包括：获取设置在比赛场地内的多个摄像机采集的现场图像；其中，每个摄像机具有一个与其所在区域对应的编号，且所述多个摄像机的拍摄视野能够覆盖整个比赛场地；调用训练好的数据集库训练卷积神经网络，其中，所述数据集库包含各种光线下球场各种位置有网球和没有网球的图像集；调用训练好的卷积神经网络对每一所述现场图像进行检测，以识别出含有网球的预处理图像；调用训练好的转换矩阵对每一所述预处理图像进行逆透视变换处理，以生成对应的网球位置参数，以实现比赛中对网球的定位；调用YOLO算法和卡尔曼滤波对识别含有网球的图像视频进行网球跟踪，识别出网球的瞬时图像坐标，通过坐标转换以及计算得出网球特征数据，其中，所述网球特征数据包括网球瞬时位置坐标、速度、加速度、运动方向以及对应摄像机的编号；检测网球状态，并根据所述网球特征数据确定离网球最近的捡球机器人，其中，所述网球状态包括网球静止在球场或者网球在球场地面滚动；利用三边定位算法计算得到捡球机器人运动时候的瞬时位置；利用A*算法和动态窗口算法对所述网球特征数据以及所述捡球机器人的当前位置进行处理，以生成捡球机器人的路径规划；将所述路径规划发送给捡球机器人，以使得捡球机器人无限靠近网球，从而完成捡球，并回到原位置继续待命。2.根据权利要求1所述的一种网球比赛专用定位捡球方法，其特征在于，所述转换矩阵包括世界坐标系，相机坐标系，图像坐标系，像素坐标系；其中，所述世界坐标系，用于描述相机位置，有一中心点O
W
和X
W
、Y
W
、Z
W
三轴；所述相机坐标系，原点O
C
为相机光心,有X
C
、Y
C
、Z
C
三轴，Z
C
轴与相机光轴平行；所述图像坐标系，原点O在图像的中心，有x、y两轴；所述像素坐标系，原点o在图像左上角，有u、v两轴。3.根据权利要求2所述的一种网球比赛专用定位捡球方法，其特征在于，通过平移变换和旋转变换将所述预处理图像从所述世界坐标系转换到所述相机坐标；其中，所述转换公式为R、T矩阵为相机的外参矩阵，R为旋转矩阵，T为平移矩阵。4.根据权利要求2所述的一种网球比赛专用定位捡球方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兰，马玮城，宦智杰，郑运鸿，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：