[发明专利]一种电子定向打点器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能电子设备领域，特别涉及一种电子定向打点器及其控制方法。

背景技术

定向越野为一种新兴的竞技运动。参加竞技类定向运动除需要指北针和地图外，还需要电子打点器材。

现有电子定向打点器材有两种，老式卡钳打卡器材和电子打点器材。电子打点器材的主体部分包括卡座、指卡，在成绩统计处有成绩打印机。老式卡钳打卡方式已经基本被淘汰，电子打点器材由于采用电磁感应原理记录点位和时间，主要具有如下缺点：价格昂贵：根据某定向器材企业报价，一个卡座售价1200元，一个指卡200元，一整套定向器材需要十万元左右乃至更多。灵活性差：卡座体积较大，若点位较多需要带着沉重的装备布点，难度较大。容易打不上点：定向比赛中常有因为器材问题导致打卡成绩无效的问题。维护困难：卡座需要时常更换电池，容易进水导致损坏，指卡难以甄别好坏。灵敏度低：指卡在刷卡过快的情况下容易导致卡座响铃表示打点成功，但是实际打点失败。不可升级：电子打点器材为全硬件实现，不智能，不可升级。难以私有化：面向定向企业、学校等单位，市场较狭窄，难以做到面向广大用户。所以现有的电子打点器材并不适合越野赛等比赛项目。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种结构简单，使用方便，灵活性高的电子定向打点器，还提供了一种打点结果更加准确的电子定向打点器控制方法。

技术方案：本发明提供了一种电子定向打点器，包括摄像头、单片机和显示屏，其中，摄像头用于采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机，单片机对收集到的进行图像处理并进行计时处理，并将处理结果发送到显示屏上进行显示。

进一步，还包括移动终端，其中移动终端与单片机通过数据线连接，移动终端用于接收每个单片机发送的数据，并根据接收到的数据进行成绩统计。

本发明还提供了一种基于上述电子定向打点器的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：在单片机中输入起点和终点的编码；

步骤2：摄像头采集每个点位标签上的图像，并将采集到的图像传输到单片机中；从输入第一张图像开始计时；

步骤3：单片机将摄像头输入的图像转化为灰度矩阵并进行二值化处理，得到二值化图像；

步骤4：单片机采用现有的图像边缘检测和边缘分割算法将单片机接收到的图像进行分割，得到分割图像；

步骤5：对分割图像进行切变、伸缩变换，将分割图像变换成长宽固定的正方形图案，从而得到可用于识别的点位标签图像；

步骤6：根据步骤5得到的可用于识别的点位标签图像，统计可用于识别的点位标签图像中每个图像分块中黑色像素点的数量，若黑色像素点的数量大于分块总大小的90％，则将该分块编码为1，若黑色像素点的数量小于分块总大小的10％，则编码为0；从而可以根据可用于识别的点位标签图像中图像分块的数量得到相应位数的点位标签编码；

步骤7：将步骤6中获得的点位标签编码与步骤1中输入的终点编码进行比较；如果此时采集到的点位标签编码为终点编码，停止计时；如果不是终点编码，则继续计时，并将当前的记录点和用时通过显示屏进行显示。

进一步，所述步骤4中图像边缘检测和边缘分割算法包括以下步骤：首先统计二值化图像中每一个黑色连通域中的像素点数量，得到多个像素点总数相近的连通域，其中相近的定义为像素点总数误差百分比不超过5％，得到的像素点总数相近的连通域即为虚线中的每个小线段；然后寻找所有连通域几何中心的像素点中相距最近且距离误差不超过5％的两个点，从而可得到分割边缘线；得到的分割边缘线为点位标签中虚线标识的三条边，最后连接首尾两点，得到分割图像。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、有效降低成本：不再需要卡座，只需要在点标旗上贴上点位对应的图案，运动员即可扫图打点。

2、灵活性强：布点时只需要带着点标旗，将点位标签图像贴在点标旗上即可，使用也更加方便。

3、打点情况实时反馈：不会有没打上却以为打上的情况，所有已打点都会在OLED显示屏上面进行显示。

4、维护容易：比赛前运动员自行负责充电，主办方不担责任。

5、灵敏度高：扫描成功后，响应时间可以控制在1us以下，完全可以忽略，而且只需要点位标签进入摄像框就可以打点成功。

6、可升级：由于使用了可编程逻辑器件，所以该设备可以不断更新。

7、市场广阔：每个设备具有唯一的ID，因此完全可以面向用户，做到私有化。

附图说明