一种基于视觉监控视角下的体能评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于视觉监控视角下的体能评价方法及系统，涉及体能监测领域，包括：获取监控场景和标准场景模板中的关键点坐标；计算监控场景与标准场景模板间的映射矩阵；获取监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标，根据映射矩阵将各时刻的位置坐标映射至标准场景模板；计算监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值；根据真实场景和标准场景模板的尺寸，计算比例系数；计算监测对象运动的实际物理距离；根据监测对象的体重和监测对象运动的实际物理距离，计算监测对象的体能消耗量。本发明专利技术能够有效计算监测对象的体能消耗情况，且可以直接部署于相关场所的监控系统而无需额外装置。外装置。外装置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉监控视角下的体能评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及体能监测领域，具体涉及一种基于视觉监控视角下的体能评价方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]对运动员体能消耗情况的监测在增强运动员运动表现、制定相关运动计划与运动健康监测等领域都能起到十分重要的作用。现有方法通常采用佩戴各种传感器或运动监测设备来实现对运动人员体能消耗情况的分析。然而这种方式需要为每位运动员均配备运动监测设备，导致准备工作较为繁琐，并且还有可能对运动员的正常运动造成影响。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于视觉监控视角下的体能评价方法及系统，能够有效计算监测对象的体能消耗情况，且可以直接部署于相关场所的监控系统而无需额外的运动监测设备。
[0005]根据一些实施例，本专利技术的第一方面，提供了一种基于视觉监控视角下的体能评价方法，包括：
[0006]获取监控场景中的关键点坐标；
[0007]获取标准场景模板中对应的关键点坐标；
[0008]根据获取的监控场景中的关键点坐标和标准场景模板中对应的关键点坐标，基于透视变换方法计算监控场景与标准场景模板间的映射矩阵；
[0009]获取监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标，根据得到的映射矩阵将监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标映射至标准场景模板，得到各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标；
>[0010]根据得到的各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，计算监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值；
[0011]根据真实场景和标准场景模板的尺寸，计算比例系数；
[0012]根据得到的比例系数和监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值，计算监测对象运动的实际物理距离；
[0013]获取监测对象的体重，根据监测对象的体重和监测对象运动的实际物理距离，计算监测对象的体能消耗量。
[0014]优选的，所述监控场景中的关键点坐标的数量和标准场景模板中对应的关键点坐标的数量均为4个。
[0015]优选的，基于多目标跟踪算法获取监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标。
[0016]优选的，所述根据得到的映射矩阵将监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标映
射至标准场景模板，得到各时刻下的标准场景模板位置坐标的计算公式为：
[0017]p'
t
＝Wp
t
，
[0018]式中，p'
t
为t时刻下的标准场景模板位置坐标，W为映射矩阵，p
t
为监测对象在监控图像中t时刻的位置坐标。
[0019]优选的，所述根据得到的各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，计算监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值的计算公式为：
[0020][0021]式中，S为像素累计值，N为视频帧数，x'
t
、y'
t
分别为t时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，x'
t
‑1、y'
t
‑1分别为t
‑
1时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标。
[0022]优选的，所述根据真实场景和标准场景模板的尺寸，计算比例系数的计算公式为：
[0023][0024]式中，λ为比例系数，L为真实场景的尺寸，l为标准场景模板的尺寸。
[0025]优选的，监测对象运动的实际物理距离的计算公式为：
[0026]R＝λS，
[0027]式中，R为监测对象运动的实际物理距离，λ为比例系数，S为监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值。
[0028]优选的，所述根据监测对象的体重和监测对象运动的实际物理距离，计算监测对象的体能消耗量，包括：根据监测对象所受静摩擦力的大小和监测对象运动的实际物理距离，计算监测对象的运动做功；将监测对象的运动做功转换为卡路里消耗量，得到监测对象的体能消耗量。
[0029]优选的，监测对象的运动做功的计算公式为：
[0030]E＝fMgR，
[0031]式中，E为监测对象的运动做功，f为静摩擦系数，M为监测对象的体重，g为重力系数，R为监测对象运动的实际物理距离。
[0032]本专利技术的第二方面，提供了一种基于视觉监控视角下的体能评价系统，包括：
[0033]监控场景关键点坐标获取模块，被配置为获取监控场景中的关键点坐标；
[0034]标准场景模板关键点坐标获取模块，被配置为获取标准场景模板中对应的关键点坐标；
[0035]映射矩阵计算模块，被配置为根据获取的监控场景中的关键点坐标和标准场景模板中对应的关键点坐标，基于透视变换方法计算监控场景与标准场景模板间的映射矩阵；
[0036]位置坐标映射模块模块，被配置为获取监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标，根据得到的映射矩阵将监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标映射至标准场景模板，得到各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标；
[0037]像素累计值计算模块，被配置为根据得到的各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，计算监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值；
[0038]比例系数计算模块，被配置为根据真实场景和标准场景模板的尺寸，计算比例系数；
[0039]运动距离计算模块，被配置为根据得到的比例系数和监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值，计算监测对象运动的实际物理距离；
[0040]体能消耗评价模块，被配置为获取监测对象的体重，根据监测对象的体重和监测对象运动的实际物理距离，计算监测对象的体能消耗量。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0042]本专利技术基于视觉监控视角，可在不佩戴额外传感器或运动监测设备的前提下实现无感监测。通过引入透视变换方法，一方面可以矫正监控视角带来的场景畸变，并基于此设计了运动距离的量化计算方法；另一方面可以有效建模视频监控场景与真实场景间的映射关系，可以较好地解决各种标准场地中(如各种运动场所)的监测对象位置映射与运动距离计算问题，并实现对监测对象体能消耗情况的计算。
[0043]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0044]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0045]图1为实施例一中方法的整体流程图；
[0046]图2(a)为监控场景中关键点选取的示意图；
[0047]图2(b)为标准场景模板中对应的关键点示意图；
[0048]图3为多目标跟踪算法的示意图。
具体实施方式
[0049]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉监控视角下的体能评价方法，其特征在于，包括：获取监控场景中的关键点坐标；获取标准场景模板中对应的关键点坐标；根据获取的监控场景中的关键点坐标和标准场景模板中对应的关键点坐标，基于透视变换方法计算监控场景与标准场景模板间的映射矩阵；获取监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标，根据得到的映射矩阵将监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标映射至标准场景模板，得到各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标；根据得到的各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，计算监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值；根据真实场景和标准场景模板的尺寸，计算比例系数；根据得到的比例系数和监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值，计算监测对象运动的实际物理距离；获取监测对象的体重，根据监测对象的体重和监测对象运动的实际物理距离，计算监测对象的体能消耗量。2.如权利要求1所述的一种基于视觉监控视角下的体能评价方法，其特征在于，所述监控场景中的关键点坐标的数量和标准场景模板中对应的关键点坐标的数量均为4个。3.如权利要求1所述的一种基于视觉监控视角下的体能评价方法，其特征在于，基于多目标跟踪算法获取监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标。4.如权利要求1所述的一种基于视觉监控视角下的体能评价方法，其特征在于，所述根据得到的映射矩阵将监测对象在监控图像中各时刻的位置坐标映射至标准场景模板，得到各时刻下的标准场景模板位置坐标的计算公式为：p
′
t
＝Wp
t
，式中，p
′
t
为t时刻下的标准场景模板位置坐标，W为映射矩阵，p
t
为监测对象在监控图像中t时刻的位置坐标。5.如权利要求1所述的一种基于视觉监控视角下的体能评价方法，其特征在于，所述根据得到的各时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，计算监测对象在标准场景模板中运动的像素累计值的计算公式为：式中，S为像素累计值，N为视频帧数，x
′
t
、y
′
t
分别为t时刻下监测对象在标准场景模板中的位置坐标，x
′
t
‑1、y
′
t
‑1分别为t
‑
1时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海滨，纪文峰，李凯，姜丽莉，
申请(专利权)人：中科人工智能创新技术研究院青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：