[发明专利]基于人脸与人体识别的直道跑步检测与计时系统及方法

说明书

本发明公开了基于人脸与人体识别的直道跑步检测与计时系统及方法，该系统包括图像采集单元，采用摄像头逐帧采集被测试者的视频图像；图像识别单元，从视频图像帧中检测人体、跟踪检测区域内检测到的人体，进行被测试者人体和道次识别；分组检测单元，采用分组检录，通过人脸检测方法识别被测试者，并为之分配到相应道次；由主机发起跑步指令，将分组信息发至服务器，建立分组测试任务；冲线检测与记时单元，以检测到的人体框底线与初始化时设定的跑道线做相交检测，判断被测试者是否冲线；以人体冲线次数来判断被测试者是否完成跑步；以从机检测到达到过线次数时的冲线时间戳减去主机发起指令时的时间戳得到的时间来表示被测试者跑步的时长。

技术领域

本发明涉及直道跑检测与计时技术领域，尤其涉及基于人脸与人体识别的直道跑步检测与计时系统及方法。

背景技术

目前进行跑步检测与计时的方案主要包括：（1）计时器的方式，当运动员起跑时按下计时器开始计时，身体过线时停止计时。通过手动计时方式，用秒表计时器来记录跑步时间；（2）申请号为201621307970.7的基于深度算法影像获取的跑步检测系统，影像获取跑步检测系统，包括支架、控制主机、至少一部深度算法影像获取装置，深度算法影像获取装置固定设置在支架上且摄像头与跑道终点相对，深度算法影像获取装置与控制主机通过有线或无线连接。当运动员起跑后，控制主机开始记时。某运动员到达终点时，深度算法影像获取装置将会检测到在跑道范围内，距离摄像头3米的位置有物体，检测的方法为对终点区域进行直方图统计，达到阈值后，认为有人过线，此跑道停止计时，通过这种方法记录时间差为运动员的成绩。（3）申请号为201210402201.5的多用途跑步成像计时系统，采涉及田径计时技术领域，具体涉及一种多用途跑步成像计时系统。包括起点部分和终点部分，起点部分由红外犯规检测装置和无线发令装置组成，终点部分包括无线接收装置、高速一体球摄像装置、终点主控装置和计时电脑终端，在多圈中长跑中使用，终点部分还包括红外冲刺检测装置、RFID读卡器，选手穿着RFID标签号码背心。红外冲线检测装置与终点线重合的红外信号对射线，用以检测选手冲刺时刻，触发终点主控装置和计时电脑终端同步记录锁定选手的成绩，每当选手通过终点线时，读卡器可读到RFID标签信息，传输给终点主控装置和计时电脑终端自动计算圈数。

然而，以上现有技术中的跑步检测与计时的方法存在如下弊端：

（1）计时器方案需要手动控制，手动计时的方式对结果影响较大，且所需计时员多，工作量大，容易存在视觉误差和操作失误；（2）深度影像算法的跑步检测系统的设备通常与摄像头装置整合到一起，设备笨重，且需要一台额外的控制主机和至少一部影像获取装置，非常不便于携带；（3）该成像计时系统需要集多种技术于一体并需要RFID识别，需要的设备较多，成本较高，并且需要额外的号码背心。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的跑步检测与计时方法，手工计时的方式对结果影响较大，且所需计时员多，工作量大，容易存在视觉误差和操作失误；深度影像算法的跑步检测系统的设备通常与摄像头装置整合到一起，设备笨重，且需要一台额外的控制主机和至少一部影像获取装置，非常不便于携带；另外，成像计时系统需要集多种技术于一体并需要RFID识别，需要的设备较多，成本较高，并且需要额外的号码背心。

本发明提供了解决上述问题的基于人脸与人体识别的直道跑步检测与计时系统及方法，首先去掉笨重的、体积大的设备，使用移动装置即可实现跑步检测与计时，通过行人检测和人脸识别的算法实现过线自动识别与跑步计时，排除人为因素干扰，降低成本，记录跑步全部过程视频，并且增加检测结果的可溯源性。

本发明通过下述技术方案实现：

基于人脸与人体识别的直道跑步检测与计时系统，包括：

图像采集单元，采用高清摄像头逐帧采集被测试者在测试时间段内的视频图像；

图像识别单元，从视频图像帧中检测人体、跟踪检测区域内检测到的人体，从检测到的行人区域来提取高清人脸，进行被测试者身份和道次识别；