基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置及方法，属于计算机视觉技术领域，本发明专利技术要解决的技术问题为如何能够快捷方便的获取坐位体前屈测试过程的准确成绩，同时达到节省人力的目的，采用的技术方案为：该装置包括底座，底座的一端处设置有脚踩板，脚踩板下端安装在底座上，脚踩板上端设置有背景板，背景板与底座平行设置；背景板一端处设置有摄像头，摄像头倾斜设置在背景板上方

【技术实现步骤摘要】
基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉
，具体地说是一种基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置及方法
。

技术介绍

[0002]通过对成年人进行体质测定，评价体质状况和体育锻炼效果，健全并督促成年人参加体育锻炼的有效机制，科学地指导成年人开展体育活动，从而不断地增强成年人的体质，特别是学生的体能测试，是各级院校培养学生体育素质成果的体现之一
。
但是各个学校
、
用人单位开展体能测试耗费大量人力，并且由于部分测试人员缺乏训练，许多项目成绩记录不准确，坐位体前屈就是其中之一，因此自动化的体育测试设备也就变得尤为重要
。
[0003]常见的坐位体前屈测试设备由于设计上的原因，总是存在这样那样的缺陷，例如人工读数不准确，更难以判别学生单手推动推板等违规行为
。
[0004]传统方法测试可能会出现的单手推动推板或最后猛力将推板推出一段距离等影响误判
。
[0005]故如何能够快捷方便的获取坐位体前屈测试过程的准确成绩，同时达到节省人力的目的是目前亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的技术任务是提供一种基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置及方法，来解决如何能够快捷方便的获取坐位体前屈测试过程的准确成绩，同时达到节省人力的目的的问题
。
[0007]本专利技术的技术任务是按以下方式实现的，一种基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，该装置包括底座，底座的一端处设置有脚踩板，脚踩板下端安装在底座上，脚踩板上端设置有背景板，背景板与底座平行设置；背景板一端处设置有摄像头，摄像头倾斜设置在背景板上方
。
[0008]作为优选，所述背景板与底座之间设置有支架，支架上端固定在背景板上，支架下端位于底座上
。
[0009]更优地，所述脚踩板一侧处设置有安装架，安装架一端固定在脚踩板的侧面上，安装架另一端从背景板一侧延伸至背景板上方且安装架另一端固定连接摄像头
。
[0010]更优地，所述摄像头电连接有服务器，服务器内部署有通信模块
、
图像处理模块及成绩获取模块；
[0011]其中，摄像头用于拍摄背景板上的视频，并先对拍摄的视频进行标定，以确定视频中距离与实际距离的比例；
[0012]通信模块用于摄像头与服务器之间的视频数据传输；
[0013]图像处理模块用于对服务器从摄像头获取的每一帧图像进行边缘检测获取只含手部边界的黑白二值图；
[0014]成绩获取模块用于通过边缘检测后的边缘像素点，取边缘伸到最远处的距离为受试者的成绩并进行上报
。
[0015]更优地，所述图像处理模块对每一帧图像进行边缘检测具体如下：
[0016]将每一帧图像经过
Canny
边缘检测算法或
Laplace
边缘检测算法处理得到只含手部边界的黑白二值图；其中，黑白二值图的背景为黑色，边缘轮廓为白色
。
[0017]更优地，所述成绩获取模块根据边缘检测后获取的边缘像素点，取边缘伸到最远处的距离为测试者的成绩并上传具体如下：
[0018]成绩计算模块逐帧接收图像处理模块传来的黑白二值图，记录每张二值图中两只手的轮廓中每个像素点
(
即二值图中所有的白色像素点
)
距离起始线
L1
的距离，取左手轮廓中所有像素点距离起始线距离最大值
d1
与右手轮廓中所有像素点距离起始线距离最大值
d2
做对比，
d1
和
d2
中较小值作为对应帧图像成绩的像素值
d
；
[0019]计算对应帧的像素值
d
对应的实际距离，具体为：计算对应帧黑白二值图点到标定起始线
L1
在图像中的距离
x
，并计算对应帧黑白二值图点到标定终点线
L2
在图像中的距离
y
，对应帧黑白二值图点到起始线的实际距离为
D
＝
[x/(x+y)]*40
，单位
cm(
如果两线之间的实际距离为
40cm)
；
[0020]从测试开始到测试结束每帧图的实际距离
D
中最大的值为最终成绩
D_max。
[0021]一种基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试方法，该方法具体如下：
[0022]对摄像头拍摄的图片进行标定，以确定图片中距离与实际距离的比例：在图片中标定背景板的起始线与终点线以及起始线与终点线直接爱你的实际距离，并将标定的起始线记为
L1
，终点线记为
L2
，以便后续过程使用；
[0023]测试者坐于底座上，双脚放于脚踩板上，双手位于背景板上；
[0024]测试者双手放于背景板上往前伸，伸到最远处后双手收回，测试结束；
[0025]摄像头在测试过程中实时就爱那个视频逐帧通过通信模块传输到服务器中；
[0026]服务器中的图像处理模块对每一帧图像进行边缘检测，并将处理好的图像传输到成绩获取模块；
[0027]成绩获取模块根据边缘检测后获取的边缘像素点，取边缘伸到最远处的距离为测试者的成绩并上传
。
[0028]作为优选，服务器中的图像处理模块对每一帧图像进行边缘检测具体如下：
[0029]将每一帧图像经过
Canny
边缘检测算法或
Laplace
边缘检测算法处理得到只含手部边界的黑白二值图；其中，黑白二值图的背景为黑色，边缘轮廓为白色
。
[0030]更优地，成绩获取模块根据边缘检测后获取的边缘像素点，取边缘伸到最远处的距离为测试者的成绩并上传具体如下：
[0031]成绩计算模块逐帧接收图像处理模块传来的黑白二值图，记录每张二值图中两只手的轮廓中每个像素点
(
即二值图中所有的白色像素点
)
距离起始线
L1
的距离，取左手轮廓中所有像素点距离起始线距离最大值
d1
与右手轮廓中所有像素点距离起始线距离最大值
d2
做对比，
d1
和
d2
中较小值作为对应帧图像成绩的像素值
d
；
[0032]计算对应帧的像素值
d
对应的实际距离，具体为：计算对应帧黑白二值图点到标定起始线
L1
在图像中的距离
x
，并计算对应帧黑白二值图点到标定终点线
L2
在图像中的距离
y
，对应帧黑白二值图点到起始线的实际距离为
D
＝
[x/(x+y)]*40...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，其特征在于，该装置包括底座，底座的一端处设置有脚踩板，脚踩板下端安装在底座上，脚踩板上端设置有背景板，背景板与底座平行设置；背景板一端处设置有摄像头，摄像头倾斜设置在背景板上方
。2.
根据权利要求1所述的基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，其特征在于，所述背景板与底座之间设置有支架，支架上端固定在背景板上，支架下端位于底座上
。3.
根据权利要求1或2所述的基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，其特征在于，所述脚踩板一侧处设置有安装架，安装架一端固定在脚踩板的侧面上，安装架另一端从背景板一侧延伸至背景板上方且安装架另一端固定连接摄像头
。4.
根据权利要求3所述的基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，其特征在于，所述摄像头电连接有服务器，服务器内部署有通信模块
、
图像处理模块及成绩获取模块；其中，摄像头用于拍摄背景板上的视频，并先对拍摄的视频进行标定，以确定视频中距离与实际距离的比例；通信模块用于摄像头与服务器之间的视频数据传输；图像处理模块用于对服务器从摄像头获取的每一帧图像进行边缘检测获取只含手部边界的黑白二值图；成绩获取模块用于通过边缘检测后的边缘像素点，取边缘伸到最远处的距离为受试者的成绩并进行上报
。5.
根据权利要求4所述的基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，其特征在于，所述图像处理模块对每一帧图像进行边缘检测具体如下：将每一帧图像经过
Canny
边缘检测算法或
Laplace
边缘检测算法处理得到只含手部边界的黑白二值图；其中，黑白二值图的背景为黑色，边缘轮廓为白色
。6.
根据权利要求5所述的基于计算机视觉的无推板的坐位体前屈测试装置，其特征在于，所述成绩获取模块根据边缘检测后获取的边缘像素点，取边缘伸到最远处的距离为测试者的成绩并上传具体如下：成绩计算模块逐帧接收图像处理模块传来的黑白二值图，记录每张二值图中两只手的轮廓中每个像素点距离起始线
L1
的距离，取左手轮廓中所有像素点距离起始线距离最大值
d1
与右手轮廓中所有像素点距离起始线距离最大值
d2
做对比，
d1
和
d2
中较小值作为对应帧图像成绩的像素值
d
；计算对应帧的像素值
d
对应的实际距离，具体为：计算对应帧黑白二值图点到标定起始线
L1
在图像中的距离
x
，并计算对应帧黑白二值图点到标定终点线
L2
在图像中的距离
y
，对应帧黑白二值图点到起始线的实际距离为
D
＝
[x/(x+y)]*40
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟德越，赵鲁波，杨宗圣，
申请(专利权)人：山东浪潮超高清智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：