【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机视觉和机器学习领域，具体涉及一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，所述训练系统基于人体骨骼关键点与训练场地区域匹配检测进行羽毛球受训人员步伐智能实战化训练。
技术介绍
1、羽毛球虽然是用手挥拍击球的运动，但其移动步伐至关重要，包括有垫步、并步、交叉步、跨步、腾跳步等多种不同的类别。羽毛球运动的训练，步伐训练是非常重要的一个环节，通过训练使步伐合理正确，移动迅速到位，对提升羽毛球技术水平和赢得比赛有关键的作用。
2、目前，关于羽毛球的步伐训练已经一些步伐辅助训练的设计方案。
3、中国技术专利《一种羽毛球步伐训练指示器》(cn 215781380 u)中，在羽毛球场外设置纵横两排激光器，通过检测步伐运动点上纵横向激光遮挡情况判断运动员是否到达步伐训练点。
4、中国技术专利《一种羽毛球步伐训练的辅助装置》(cn213527387 u)中，对六个方位的训练指示灯设计了两种灯色训练，避免训练者产生惯性，提高反应能力。
5、中国技术专利《一种羽毛球步伐训练装置》(cn 208599117 u)中，通过一个电机驱动的倾斜脚踩板训练步伐。
6、如中国技术专利《一种羽毛球步伐训练装置》(cn 207477921 u)中，通过指示灯板和在羽毛球场内防滑橡胶层下设置薄膜式压力传感器来感应运动员步伐位置，实现训练全程无需教练陪同。中国专利技术专利申请《羽毛球步伐训练装置及训练方法》(cn114504784 a)在，设置支撑架，在支撑架内用格栅等分成填充单元后，每一单元设弹性
7、综上所述，可以得出以下几点：
8、1、当前步伐训练方法，大多依赖教练向运动员员发出跑位指令，受限于教练员的数量和时间；
9、2、有些步伐辅助训练方案需要对场地敷设一些特定传感器在地垫下方，操作和使用上不方便；
10、3、有基于图像运算的技术方案，但主要是传统机器视觉检测的方法，需要在场地上贴单一颜色的不干胶贴纸，对跑位目标区进行标记区分，并且对运动员的着装也要求为单一颜色的训练服，衣服颜色与跑位目标区颜色要有明显对比，这些要求造成限制较多，不够灵活。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足。基于深度学习的计算机视觉技术，设计一种人体骨骼关键点与场地跑位目标区域匹配检测的羽毛球步伐智能实战化训练方法，有效减轻教练员工作压力，方便的调整训练方案和计划，准确提供步伐训练统计数据，对训练过程进行量化，设定步伐训练目标，灵活变化训练过程，有效提高羽毛球步伐技术和实战反应能力。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种羽毛球步伐智能实战化训练系统，所述训练系统基于人体骨骼关键点与训练场地区域匹配检测进行羽毛球受训人员步伐智能实战化训练，所述训练场地为标准羽毛球场的半场，并将球网方向设定为正前方；
3、所述训练系统包括监控终端、摄像机、跑位指示灯牌、上位机、下位机；所述上位机中包括边缘计算模块和控制模块；
4、所述监控终端是人机交互终端，用于输入训练方案，发布训练指令，包括启动指令和停止指令；所述训练方案包括训练时长、各跑位目标区的次数等；所述监控终端与上位机中的控制模块双向电连接；
5、所述摄像机安装在训练场地后方，且保证所摄图像能够覆盖训练场地的全部；所述摄像机与边缘计算模块单向连接，用于采集训练场地和受训人员训练中的视频信息，并把视频信息传递给边缘计算模块进行匹配检测；
6、所述边缘计算模块与控制模块单向连接，用于接收摄像机采集的训练场地和受训人员训练中的视频数据信息，并按照边缘计算模块上预存的场地划分及人体骨骼关键点算法模型进行以下检测及计算：在训练前，利用训练场地视频数据信息，生成6个跑位目标区和1个跑位支持区，所述6个跑位目标区分别对应在标准羽毛球场地的1号位至6号位内，所述跑位支持区的中心点位于标准羽毛球场的中线上；在训练开始后，对受训人员训练中的视频数据信息进行实时识别，得到训练人员的实时骨骼关键点坐标信息，然后把得到的6个跑位目标区和跑位支持区的信息、实时骨骼关键点信息传递给控制模块；所述骨骼关键点坐标采用图像坐标系，具体的，以摄像机采集得到的图像的左上角为图像坐标系的原点，向右和向下分别x轴和y轴的正方向；
7、所述控制模块与边缘计算模块单向电连接、与监控终端双向电连接，用于接收监控终端发布的训练方案和指令，接收边缘计算模块的实时骨骼关键点坐标信息、6个跑位目标区和跑位支持区的信息，并运行预存的骨骼关键点与跑位匹配检测算法进行匹配，得到匹配信号，所述匹配信号包括支持脚与跑位支持区匹配信号、目标脚与跑位目标区匹配信号，并分别记为信号1和信号2；所述支持脚与跑位支持区匹配指的是受训人员的支持脚已经落入支持区内，所述目标脚与跑位目标区匹配指的是受训人员的目标脚应启动并落入该目标区；
8、所述控制模块与下位机单向无线连接；所述下位机用于接收上位机传递的训练次数方案和匹配信息，下位机将训练次数方案转变成训练随机亮指示灯指令，输出给跑位指示灯牌；
9、所述跑位指示灯牌按下位机控制指令点亮或关闭对应的指示灯，训练开始后对训练人员进行提示；具体的，当接收到信号1后，下位机生成的随机跑位指示灯亮灯次序方案依次通过gpio接口向跑位指示灯牌发出对应跑位指示灯亮灯信号，当接收到信号2时，下位机通过gpio接口向跑位指示灯牌发出对应跑位指示灯关闭信号；所述跑位指示灯牌安装在训练场地正前方，易于训练人员看到且不影响步伐训练跑动即可；
10、所述语音播报模块与下位机单向无线连接，用于播报相关训练信息，所述相关训练信息包括启动训练后播报训练开始，在训练过程中播报匹配次数，当训练任务全部完成后播报训练结束和训练用时。
11、优选地，所述支持脚与目标脚的定义为：当受训人员右手持拍时，受训人员的左脚为支持脚、右脚为目标脚；当受训人员左手持拍时，受训人员的右脚为支持脚、左脚为目标脚。
12、优选地，所述跑位目标区为矩形区域，边长为0.3米-0.5米，所述支持区为半径0.8米-1.2米的圆形区域。
13、优选地，所述跑位指示灯牌上共有8个对应跑位指示灯，其中，6个为主动跑位指示灯，对应6个跑位目标区；2个为被动跑位指示灯，对应位于标准羽毛球场3号位和6号位的两个跑位目标区，该两个被动跑位指示灯用来区分来球的高低；
14、所述6个主动跑位指示灯和2个被动跑位指本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种羽毛球步伐智能实战化训练系统，所述训练系统基于人体骨骼关键点与训练场地区域匹配检测进行羽毛球受训人员步伐智能实战化训练，所述训练场地为标准羽毛球场的半场，并将球网方向设定为正前方；
2.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述支持脚与目标脚的定义为：当受训人员右手持拍时，受训人员的左脚为支持脚、右脚为目标脚；当受训人员左手持拍时，受训人员的右脚为支持脚、左脚为目标脚。
3.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述跑位目标区为矩形区域，边长为0.3米-0.5米，所述支持区为半径0.8米-1.2米的圆形区域。
4.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述跑位指示灯牌(30)上共有8个对应跑位指示灯，其中，6个为主动跑位指示灯，对应6个跑位目标区；2个为被动跑位指示灯，对应位于标准羽毛球场3号位和6号位的两个跑位目标区，该两个被动跑位指示灯用来区分来球的高低；
5.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在
6.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述上位机(40)中还包括一个存储模块(43)，该存储模块(43)与控制模块(42)双向连接，用于存储历次训练过程中的训练信息。
...【技术特征摘要】
1.一种羽毛球步伐智能实战化训练系统，所述训练系统基于人体骨骼关键点与训练场地区域匹配检测进行羽毛球受训人员步伐智能实战化训练，所述训练场地为标准羽毛球场的半场，并将球网方向设定为正前方；
2.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述支持脚与目标脚的定义为：当受训人员右手持拍时，受训人员的左脚为支持脚、右脚为目标脚；当受训人员左手持拍时，受训人员的右脚为支持脚、左脚为目标脚。
3.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述跑位目标区为矩形区域，边长为0.3米-0.5米，所述支持区为半径0.8米-1.2米的圆形区域。
4.根据权利要求1所述的一种基于羽毛球步伐智能实战化训练系统，其特征在于，所述跑位指示灯牌(30)上共有8个对应跑...
【专利技术属性】
技术研发人员：李雅楠，张荣博，李一涵，杨之青，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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