基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法、设备及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法、设备及系统，所述方法包括：划定测试场地，在所述测试场地内部署绕杆，并设置用于拍摄该测试场地内测试过程的摄像头，该摄像头与边缘智能化设备通讯连接，确保每一摄像头获取测试场地全区域范围，并对测试场地和绕杆进行标定；通过摄像头拍摄测试全过程的视频图像，并将视频图像实时传输给边缘智能化设备；在边缘智能化设备接收到视频图像后，利用目标检测算法对图像进行处理，判定被测人员是否完成绕杆操作，以及是否存在违规操作，并输出判断结果。本发明专利技术自动化测试方式可以覆盖撞倒杆、踩线、过线、抢跑、运球出界和抱球跑等多方面违规操作的测试，并提供分析结果输出，提高测试效率。高测试效率。高测试效率。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法、设备及系统


[0001]本专利技术涉及体育运动测试领域，特别涉及一种基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法、设备及系统。

技术介绍

[0002]篮球运球绕杆是初中生、高中生和大学生《国家学生体质健康标准》体质健康测试的测试项目，同时也是体育中考必考项目。通过篮球运球绕杆可以提高篮球控球水平，提高灵敏度，身体协调能力以及控球组合方面的能力。因此，篮球运球绕杆的自动化测试设备成了各个学校和体育测试服务机构的刚需。如何快速准确测量篮球运球绕杆的成绩是该测试设备的第一目标，同时为每位被测试人员做出动作分析，提出改进意见，也是重要的需求。
[0003]现有技术主要通过红外光电传感设备、激光传感器等传感设备实现计时、计次和犯规判断。例如现有的申请号为201510172029.2的中国专利技术专利——一种篮球运球绕杆测试装置，其公开了包括计时器、起终点测试杆和测试绕杆，计时器内安装有无线信号接收开关，起终点测试杆设置有两根，两根起终点测试杆之间形成一条起终点线，起终点测试杆上端安装有红外光电开关发射器，两根起终点测试杆上的红外光电开关发射器相对安装，测试绕杆设置有五根，从起终点线开始数第一根测试绕杆上端单方向安装有指向相邻测试绕杆的红外光电开关发射器，从起终点线开始数第五根测试绕杆上端单方向安装有指向相邻测试绕杆的红外光电开关发射器，余下的三根测试绕杆上端均双向安装有指向相邻测试绕杆的两个红外光电开关发射器；有益效果：实用，计时准确，效率高，有效的防止了绕杆过程中的漏杆现象。还有现有申请号为202021369061.2的中国专利——一种篮球运球绕杆测试仪，其公开了该篮球运球绕杆测试仪包括支撑组件、绕杆组件和固定组件。所述支撑组件包括底板和显示器，所述显示器固定在所述底板的上表面，所述绕杆组件包括滑杆、滑块、立杆、激光测距传感器和第一锁紧件，所述滑杆固定在所述底板内，所述滑块滑动在所述滑杆上，所述立杆固定在所述滑块的外表面，所述激光测距传感器固定在所述立杆上，所述第一锁紧件螺纹贯穿所述滑块，使用时，当测试者停止击打球时，显示器停止计数，显示器上的数字去掉一半，即为测试者运球绕杆的过程中篮球的击地次数，便于教练分析测试者的运球特点以便做出针对性辅导。以上专利存在以下不足：使用较多设备，安装部署难度大、价格昂贵，还无法进行测试过程回放与动作分析，若直接采用NVR(网络视频录像机)设备进行全场录像则无法快速检索，难以发挥视频的作用，且部分传感器设备直接安装在杆上面，导致撞杆、倒杆等犯规动作无法准确判断。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法、设备及系统，解决现有撞杆、倒杆等犯规动作无法准确判断的问题，同时简化设备部署，降低设备成本。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法，所述方法
包括：
[0006]步骤S1、划定测试场地，在所述测试场地内部署绕杆，并设置用于拍摄所述测试场地内测试过程的摄像头，所述摄像头与边缘智能化设备通讯连接，确保每一摄像头获取测试场地全区域范围，并对测试场地和绕杆进行标定；
[0007]步骤S2、通过所述摄像头拍摄测试全过程的视频图像，并将视频图像实时传输给边缘智能化设备；
[0008]步骤S3、在所述边缘智能化设备接收到视频图像后，利用目标检测算法对图像进行处理，判定被测人员是否完成绕杆操作，以及是否存在违规操作，并输出判断结果，所述违规操作包括撞倒杆、踩线、过线、抢跑、运球出界和抱球跑。
[0009]进一步的，所述方法还包括，支持对测试过程录像进行回播，以及输出测试过程分析。
[0010]进一步的，所述步骤S1具体包括：
[0011]划定一长边20米、短边为7米的长方形测试场地，起点线和终点线在同一短边上，在方形测试场地内沿长边方向间隔设置五排绕杆，相邻两排绕杆间距为均3米，离起点线最近的一排绕杆与起点线的距离为5米，每排绕杆由间隔为1米的两根绕杆组成，且每排绕杆到长方形测试场地的两侧长边的距离相等；
[0012]所述摄像头设置两个，一个设置于起点线所在短边一侧，另一个设置于另一短边一侧，有效从不同侧面获取测试全区域图像信息；
[0013]对两个摄像头分别标定四个顶点围成的长方形作为场地范围，并标定绕杆位置；
[0014]将所述摄像头与边缘智能化设备通讯连接。
[0015]进一步的，所述步骤S3具体包括：
[0016]步骤S31、在准备阶段，所述边缘智能化设备接收到视频图像后，对图像进行处理，获取目标人物，并获取其脚检测框与起始线的位置关系，结合起始时间判断是否存在踩线、过线或抢跑的违规操作；
[0017]步骤S32、出发后，通过摄像头持续监测绕杆位置，通过绕杆的宽高比例是否超过预设范围来判断是否存在绕杆被撞倒的现象；
[0018]步骤S33、在起跑后的第一阶段中，通过摄像头获取人体关节点检测判断是否正确绕过对应的绕杆，根据检测球坐标判断落点位置，进而判断第一阶段中是否出现球出界现象，根据目标人物的最外踝关节点位置判断是否出现人出界的现象，根据两次球落点间距离判断是否出现抱球跑现象，在正确通过最远排绕杆后，完成第一阶段测试；
[0019]步骤S34、在第二阶段中，通过摄像头获取人体关节点检测判断是否正确绕过对应的绕杆，根据检测球坐标判断落点位置，进而判断第二阶段中是否出现球出界现象，根据目标人物的最外踝关节点位置判断是否出现人出界的现象，根据两次球落点间距离判断是否出现抱球跑现象，在正确通过最近排绕杆后，再根据脚检测框判断是否过终点线，结束测试；
[0020]步骤S35、输出整个测试过程的测试结果，包括是否完成绕杆操作、是否存在违规现象，以及存在哪些违规现象。
[0021]进一步的，所述“判断是否正确绕过对应的绕杆”的具体方式如下：根据目标人物的左右踝关节点坐标，计算中直坐标，通过滤波算法处理得到目标人物位置坐标，结合前后
两帧图像中的目标人物位置与绕杆连线线性关系判断是否正确绕杆。
[0022]进一步的，所述脚检测框、目标人物、球的位置均采用YOLO目标检测算法计算得到，踝关节点坐标则通过HRNET姿态估计算法得到。
[0023]第二方面，本专利技术提供了一种边缘智能化设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如下步骤：
[0024]步骤1、在准备阶段，接收到视频图像后，对图像进行处理，获取目标人物，并获取其脚检测框与起始线的位置关系，结合起始时间判断是否存在踩线、过线或抢跑的违规操作；
[0025]步骤2、出发后，通过持续监测绕杆位置，通过绕杆的宽高比例是否超过预设范围来判断是否存在绕杆被撞倒的现象；
[0026]步骤3、在起跑后的第一阶段中，通过获取人体关节点检测判断是否正确绕过对应的绕杆，根据检测球坐标判断落点位置，进而判断第一阶段中是否出现球出界现象，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于视觉技术的篮球运球绕杆测试方法，其特征在于：所述方法包括：步骤S1、划定测试场地，在所述测试场地内部署绕杆，并设置用于拍摄所述测试场地内测试过程的摄像头，所述摄像头与边缘智能化设备通讯连接，确保每一摄像头获取测试场地全区域范围，并对测试场地和绕杆进行标定；步骤S2、通过所述摄像头拍摄测试全过程的视频图像，并将视频图像实时传输给边缘智能化设备；步骤S3、在所述边缘智能化设备接收到视频图像后，利用目标检测算法对图像进行处理，判定被测人员是否完成绕杆操作，以及是否存在违规操作，并输出判断结果，所述违规操作包括撞倒杆、踩线、过线、抢跑、运球出界和抱球跑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法还包括，支持对测试过程录像进行回播，以及输出测试过程分析。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：划定一长边20米、短边为7米的长方形测试场地，起点线和终点线在同一短边上，在方形测试场地内沿长边方向间隔设置五排绕杆，相邻两排绕杆间距为均3米，离起点线最近的一排绕杆与起点线的距离为5米，每排绕杆由间隔为1米的两根绕杆组成，且每排绕杆到长方形测试场地的两侧长边的距离相等；所述摄像头设置两个，一个设置于起点线所在短边一侧，另一个设置于另一短边一侧，有效从不同侧面获取测试全区域图像信息；对两个摄像头分别标定四个顶点围成的长方形作为场地范围，并标定绕杆位置；将所述摄像头与边缘智能化设备通讯连接。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：步骤S31、在准备阶段，所述边缘智能化设备接收到视频图像后，对图像进行处理，获取目标人物，并获取其脚检测框与起始线的位置关系，结合起始时间判断是否存在踩线、过线或抢跑的违规操作；步骤S32、出发后，通过摄像头持续监测绕杆位置，通过绕杆的宽高比例是否超过预设范围来判断是否存在绕杆被撞倒的现象；步骤S33、在起跑后的第一阶段中，通过摄像头获取人体关节点检测判断是否正确绕过对应的绕杆，根据检测球坐标判断落点位置，进而判断第一阶段中是否出现球出界现象，根据目标人物的最外踝关节点位置判断是否出现人出界的现象，根据两次球落点间距离判断是否出现抱球跑现象，在正确通过最远排绕杆后，完成第一阶段测试；步骤S34、在第二阶段中，通过摄像头获取人体关节点检测判断是否正确绕过对应的绕杆，根据检测球坐标判断落点位置，进而判断第二阶段中是否出现球出界现象，根据目标人物的最外踝关节点位置判断是否出现人出界的现象，根据两次球落点间距离判断是否出现抱球跑现象，在正确通过最近排绕杆后，再根据脚检测框判断是否过终点线，结束测试；步骤S35、输出整个测试过程的测试结果，包括是否完成绕杆操作、是否存在违规现象，以及存在哪些违规现象。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述“判断是否正确绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：章珠明，林世明，
申请(专利权)人：恒鸿达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：