[发明专利]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

权利要求书

1.一种基于图像处理的羽毛球发球时击球点的高度检测方法，其特征在于，包括：

步骤S1：视频数据采集模块拍摄羽毛球比赛视频，采集所述羽毛球比赛视频的同时将所述羽毛球比赛视频传送给数据处理模块；

步骤S2：所述数据处理模块运行所述羽毛球发球时击球点的高度检测程序，所述高度检测程序通过图像处理技术对所述羽毛球比赛视频的图像数据进行计算处理，获得所述羽毛球发球时击球点的高度，将所述羽毛球发球时击球点的高度传送给数据显示模块；

步骤S3：所述数据显示模块输出所述羽毛球发球时击球点的高度，将所述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：

所述步骤S2包括：

步骤S21：判断深度传感器是否正确开启；

步骤S22：若所述深度传感器正确开启，获取所述羽毛球比赛视频的图像数据，消除静态像素，保留动态像素，否则返回至步骤S21；

步骤S23：逐帧叠加所述动态像素，识别并拟合所述动态像素之中动态物体的运动轨迹，若所述运动轨迹呈现为抛物线，判定所述动态物体为羽毛球，大于所述抛物线的轨迹之中最大像素块宽度的像素块与所述抛物线的轨迹的相接点为所述羽毛球发球时击球点，记录所述羽毛球发球时击球点的深度值；

步骤S24：搜索所述深度传感器的深度图像之中与所述羽毛球发球时击球点具有相同深度的地面，获得所述地面在图像帧之中的竖直距离；

步骤S25：根据三角形相似定理，结合所述深度传感器的图像帧的宽度像素值和所述深度传感器的垂直视角，计算所述羽毛球发球时击球点的离地高度；

步骤S26：将所述羽毛球发球时击球点的高度传送给数据显示模块。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的羽毛球发球时击球点的高度检测方法，其特征在于，所述步骤S22之中消除静态像素，保留动态像素的步骤之前包括：

将相邻的两帧图像进行比较，值未改变的像素判断为静态像素，值已改变的像素判断为动态像素。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理的羽毛球发球时击球点的高度检测方法，其特征在于，所述步骤S23之中识别并拟合所述动态像素之中动态物体的运动轨迹的步骤包括：

在逐帧叠加的动态像素之中，重复随机抽取三点计算抛物线的基元参数，所述抛物线的基元参数的计算公式如下：

x²·a+x·b+c＝y (1)

其中，x和y分别是取点像素的列数与行数，三点可列方程组求出基元参数a、b和c；

若相同的基元参数累计超过阈值，获得以所述基元参数计算出的标准抛物线作为羽毛球发球后的运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的基于图像处理的羽毛球发球时击球点的高度检测方法，其特征在于，所述步骤S24包括：

根据计算众数方法，获得与所述羽毛球发球时击球点具有相同深度的像素竖直坐标值的众数；

将所述像素竖直坐标值的众数作为所述羽毛球发球时击球点垂直对应地面的竖直坐标值；

计算所述羽毛球发球时击球点的离地高度，计算公式如下：

其中，y为所述羽毛球发球时击球点的像素行数，d为所述羽毛球发球时击球点的深度值，h为所述羽毛球发球时击球点的实际高度，y_e为地面行数，所述深度传感器的图像帧的宽度像素值为424，所述深度传感器的垂直视角为60度。