[发明专利]基于ZED视觉的游泳运动员出水高度的检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于ZED视觉的游泳运动员出水高度的检测系统，其特征在于，包括视频采集模块、目标识别模块、高度计算模块；

所述视频采集模块用于采集所述游泳运动员的比赛视频，同时将采集到的比赛视频传递给所述目标识别模块；

所述目标识别模块用于识别抛出水面的游泳运动员，使用矩形方框框出目标，获得所述目标的中心点；

所述高度计算模块用于根据所述矩形方框的中心点的坐标，计算所述游泳运动员的出水高度。

2.根据权利要求1所述的基于ZED视觉的游泳运动员出水高度的检测系统，其特征在于，所述视频采集模块包括ZED双目摄像机，所述ZED双目摄像机通过支架放置于地面，以防止抖动；

所述ZED双目摄像机设置在所述游泳运动员侧面的泳池边缘，以保证所述ZED双目摄像机拍摄到所述游泳运动员表演的全部过程。

3.一种基于ZED视觉的游泳运动员出水高度的检测方法，其特征在于，所述检测方法采用权利要求1或者权利要求2所术的检测系统，所述检测方法包括：

步骤S1：所述视频采集模块拍摄所述游泳运动员的比赛视频，提取所述比赛视频的每帧图像和实时三维点云传递给所述目标识别模块；

步骤S2：所述目标识别模块通过图像处理技术对每帧图像进行检测，识别抛出水面的运动员，使用矩形方框框出目标，提取目标的中心点作为出水过程运动轨迹点，将计算结果交给所述高度计算模块；

步骤S3：所述高度计算模块对所述出水过程运动轨迹点进行分析计算，判断所述游泳运动员轨迹的最高点与最低点，计算所述最高点与所述最低点之间的位移作为所述游泳运动员的出水高度。

4.根据权利要求3所述的基于ZED视觉的游泳运动员出水高度的检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S11：所述检测系统启动和初始化，判断所述ZED双目摄像机是否正确开启；

步骤S12：若所述ZED双目摄像机是正确开启，启动返回视频图像数据，若所述ZED双目摄像机不是正确开启，返回至步骤S11；

步骤S13：读取视频之中左目相机的每帧图像，获得实时三维点云。

5.根据权利要求3所述的基于ZED视觉的游泳运动员出水高度的检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：将采集的左目相机的每帧图像采用三帧差法提取抛出水面的游泳运动员的动态图像，通过形态学滤波获得第一次动态物体提取结果；

步骤S22：将左目相机的每帧图像采用混合高斯法获得第二次动态物体提取结果；

步骤S23：将三侦差法提取的结果与混合高斯法提取的结果进行与运算，获得综合检测效果；

步骤S24：将所述综合检测效果进行形态学滤波，并采用漫水填充法填充空洞；

步骤S25：设置阈值，所述矩形方框的像素面积在19000至80000之间时，将符合游泳运动员体形大小的目标框出，去除无关目标以及噪点，获得框定目标的中心点；

步骤S26：根据目标的中心点计算出实时三维点云，获得中心点对应左目相机坐标系之下的实时三维坐标，并传递给所述高度计算模块。