【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于计算机视觉的目标检测领域，尤其涉及一种基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法。
技术介绍
1、在羽毛球运动比赛中，对于羽毛球发球高度是否违规(或称违例)具有明确的定量规则，即要求运动员在发球时，当球拍击中羽毛球的瞬间，羽毛球的任何部分局均不能高于1.15米。因此，羽毛球运动比赛场地中会设置绘制有横线的亚力克板，横线相对场地地面的高度为1.15米。羽毛球运动比赛场的裁判依靠该亚力克板上的横线来判断运动员在发球一瞬间的发球高度。一旦观察到的发球高度超过了亚力克板上的横线高度，就人为判定羽毛球发球高度违规；否则，判定羽毛球发球高度合规。但是，通过人工方式观察发球一瞬间的发球高度与亚力克板上横线高度的比较来判定发球高度是否违规，存在很大的局限性，难以确保每次判定结果的准确性。
2、中国专利技术专利cn110711373b公开了一种基于图像处理的羽毛球发球时击球点的高度检测方法，包括：步骤s1：视频数据采集模块拍摄羽毛球比赛视频，采集羽毛球比赛视频的同时将羽毛球比赛视频传送给数据处理模块；步骤s2：数据处理模块运行羽毛球发球时击球点的高度检测程序，高度检测程序通过图像处理技术对羽毛球比赛视频的图像数据进行计算处理，获得羽毛球发球时击球点的高度，将羽毛球发球时击球点的高度传送给数据显示模块；步骤s3：数据显示模块输出羽毛球发球时击球点的高度，将羽毛球发球时击球点的高度与规定高度进行比较，判断发球是否犯规；其中，在执行步骤s2时，采取了：步骤s21：判断深度传感器是否正确开启；步骤s22：若深度传感器正确
3、另外，中国专利技术专利cn109684919b公开了一种基于机器视觉的羽毛球发球违例判别方法，包括：采集运动员发球时的视频图像帧序列，进行运动检测预处理；通过建立羽毛球图像数据集并提取lbp数字图像特征进行分类器训练，确定出发球时羽毛球的位置；利用opencv计算出发球时球拍的相对角度的正负来判断是否发球过手，发球过手违例的具体细则：在发球过程中，当球击中球拍时，发球员的球拍应该指向下方，使得整个球拍的首部低于握拍手部，那么，发球过手违例为在发球过程中球拍不能处于与地面平行的位置或是球拍首部指向上的位置，当运动员位于球网左端，一共有四种可能：球拍与地面平行t1、球拍首部指向地面位置t2、球拍首部指向上位置t3、球拍垂直于地面t4，判断标准为：t1、t3、t4都是发球过手的违例行为；负角度虽然不利于判定的直观展示，但能够很好的作为违例和不违例的区分，将t1和t4分别判定为90°和0°，t2和t3则根据角度的正负加以区分，判断的依据是矩形框较长边与y轴的角度，区别是t2判定的是较长边与y轴的负角度，t3判定的是较长边与y轴的正角度；建立羽毛球顶部图像点h与垂足图像点p之间的关系方程。该方案主要将图像处理技术应用到了羽毛球赛场中，具有检测简单和实用的特点。
4、不过，现有的上述两种针对羽毛球发球高度的检测及羽毛球发球违例判别方法存在不足：中国专利技术专利cn110711373b公开的基于机器视觉的羽毛球发球违例判别方法虽然能够快速识别，但是需要依靠抛物线来判定动态物体为羽毛球会存在误判情况发生的可能；中国专利技术专利cn109684919b公开的基于机器视觉的羽毛球发球违例判别方法对复杂环境下的羽毛球检测存在冗余度不够大的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
3、步骤1，将图像采集装置固定在比赛场地内任一侧羽毛球网柱预定高度处；其中，该任一侧羽毛球网柱为比赛场地内左侧羽毛球网柱和右侧羽毛球网柱中的一个；
4、步骤2，采用高度标定杆标定图像采集装置的纵向高度，使得该图像采集装置的取景界面水平分割线刚好经过该高度标定杆的预定高度处；其中，高度标定杆的预定高度与固定图像采集装置的羽毛球网柱预定高度等值，该取景界面水平分割线平行于比赛场地所在平面方向；
5、步骤3，由图像采集装置采集运动员进行羽毛球发球时的羽毛球发球动作图像以及从羽毛球发球动作图像中提取羽毛球图像，分别得到羽毛球发球动作图像集合和羽毛球图像集合；其中，羽毛球发球动作图像为显示有运动员全身像的运动员发球动作图像；
6、步骤4，在羽毛球发球动作图像集合中的各羽毛球发球动作图像中标注出羽毛球位置，且由标注好的所有羽毛球位置数据形成羽毛球位置训练数据集合；以及在羽毛球图像集合中的各羽毛球图像中标注出羽毛球头位置，且由标注好的所有羽毛球头位置数据形成羽毛球头位置训练数据集合；
7、步骤5，对所得羽毛球位置训练数据集合做训练处理得到羽毛球头检测网络模型；以及对所得羽毛球头位置训练数据集合做训练处理得到羽毛球头检测网络模型；
8、步骤6，在比赛裁判方给出发球指令后，按照预设时间间隔获取比赛场地内羽毛球的羽毛球头横向运动速度；其中，该羽毛球头横向运动速度为羽毛球头沿平行于比赛场地所在平面方向的速度；
9、步骤7，根据所得羽毛球头横向运动速度做出判断处理：
10、当该羽毛球头横向运动速度大于预设横向运动速度阈值时，判定该羽毛球在当前时刻被运动员发出，转入步骤8；否则，转入步骤6；
11、步骤8，将当前时刻作为羽毛球的发球时刻，且将羽毛球头在当前时刻所处位置作为羽毛球发球位置；
12、步骤9，计算羽毛球发球位置到图像采集装置的取景界面水平分割线的高度差值；其中，该高度差值为羽毛球发球位置的纵向高度值减去取景界面水平分割线所处高度值的差值；
13、步骤10，根据所得高度差值做出判断处理：
14、当该高度差值大于零时，判定羽毛球发球高度符合羽毛球发球高度规定；否则，判定羽毛球发球高度不符合羽毛球发球高度规定。
15、改进地，在所述基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法中，所述图像采集装置的取景界面包含所述比赛场本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，所述图像采集装置的取景界面包含所述比赛场地的左侧发球区和右侧发球区；其中，该取景界面的上半部位于所述高度标定杆的预定高度的上方，该取景界面的下半部位于所述高度标定杆的预定高度的下方。
3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，在步骤3中，所述羽毛球图像从同一时刻采集的羽毛球发球动作图像中提取得到。
4.根据权利要求3所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，所述羽毛球发球动作图像包含的运动员发球动包括多种发球方式。
5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，在步骤5中，对所述羽毛球位置训练数据集合做训练处理的过程包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，在步骤5中，对所述羽毛球头位置训练数据集合做
7.根据权利要求1～6任一项所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，在步骤4中，所述羽毛球头位置的标注过程如下：
8.根据权利要求7所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，利用YOLOv5s网络对所述羽毛球位置训练数据集合训练处理，得到羽毛球检测网络模型；以及利用YOLOv5s网络对羽毛球头位置训练数据集合训练处理，得到羽毛球头检测网络模型。
9.根据权利要求7所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，所述羽毛球网柱预定高度为距离比赛场地所处水平面1.15m。
...【技术特征摘要】
1.基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，所述图像采集装置的取景界面包含所述比赛场地的左侧发球区和右侧发球区；其中，该取景界面的上半部位于所述高度标定杆的预定高度的上方，该取景界面的下半部位于所述高度标定杆的预定高度的下方。
3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，在步骤3中，所述羽毛球图像从同一时刻采集的羽毛球发球动作图像中提取得到。
4.根据权利要求3所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，所述羽毛球发球动作图像包含的运动员发球动包括多种发球方式。
5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉检测的羽毛球发球高度违例判别方法，其特征在于，在步骤5中，对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐一峰，陈伟东，黄莉，陈云志，叶鲁彬，吴红聘，张净，詹东洲，
申请(专利权)人：杭州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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