[发明专利]对象定位及移动检测系统和方法

权利要求书

1.一种用于收集并分析高尔夫相关3D球轨迹数据以实现自动化性能增强的设备，所述3D球轨迹数据包括发球角、球速率和球旋转，所述设备包括：

用于控制用于记录视区中的球飞行的图像的至少一个照相机记录球进入所述视区的初始部分的图像以检测球的进入；

用于根据球在所述视区的初始部分中的图像预测所述视区的另一部分，在该另一部分中用所述至少一个照相机获得球的图像；以及

用于使用球飞行模型以及根据球在所述视区中的图像所计算的球旋转来计算球的3D轨迹，其中所述计算球的3D轨迹包括：

在球飞行的初始第一段期间从所述至少一个照相机获得球的第一多个图像；

根据所述第一多个图像确定最佳拟合第一曲线并且然后确定初始速度和发球向量；

在所述球飞行模型中使用所述最佳拟合的初始速度和发球向量投影通过球飞行的第二段的球轨迹；

使用所述球飞行模型来寻找具有各种旋转速率和旋转轴的一系列球轨迹曲线；

在球飞行的第二段期间从所述至少一个照相机或另一照相机获得球的第二多个图像；

使用所述第一多个图像和所述第二多个图像来获得最佳拟合的第二曲线；以及

a)和b)中的一个，其中a)将所述一系列球轨迹曲线与所述最佳拟合的第二曲线比较并且选择所述球轨迹曲线中使所比较的曲线间的区域最小化的一个；b)确定在给定时刻所述最佳拟合的第二曲线与所述飞行模型球轨迹曲线中具有0旋转的一个的最大偏差。

2.权利要求1的设备，其中，多个照相机或高速照相机与闪光灯或红外线照明结合使用以获得图像。

3.权利要求1的设备，其中，能够分析并改进高尔夫球手的运动轮廓、挥杆设置轮廓以及骨骼运动。

4.一种用于分析球旋转的方法，包括以下步骤：

用至少两个照相机监视视区，所述至少两个照相机与公共的3D坐标系统校准；

在预定时刻、在球移动经过视区期间，用所述至少两个照相机中的一个或多个获得所述球的图像，用具有预定关系的标记对所述球进行标记，并且所述图像具有在所述一个或多个照相机的相应传感器的相应图像空间中针对所述球的图像坐标；

使用所获得的所述球的图像预测所述视区的一部分，在所述一部分处用所述至少两个照相机中的一照相机获得所述球的图像；

通过将所捕获的所述至少两个照相机中的所述一照相机的传感器的线限制到所预测的一部分而使用所述一照相机获得所述视区的所述一照相机的图像空间中的图像；以及

针对所述标记的方位来分析所述图像，以及把从所述图像获得的数据映射为3D表面坐标，从而获得球的3D轨迹。

5.权利要求4的方法，其中所述标记是曲线线段、螺旋线和圆中的一个。

6.权利要求4的方法，还包括：当在相同区域中记录具有已知关系的若干图像以进行比较分析时跟踪未标记球的步骤。