一种用于跨栏比赛的犯规自动判别系统的制作方法

本发明涉及一种体育智能化裁判系统，具体涉及一种跨栏比赛中犯规自动判别系统。

背景技术

在田径跨栏比赛中，规则规定：“比赛时，运动员必须跨越固定数目栏架，除故意用手推或用脚踢倒栏架外，身体其他部位碰倒栏架不算犯规”，跨栏是否犯规是该项目一个难于准确判断的常见问题。因此，在正规比赛中，每个栏架的侧面都需要一个裁判员进行人工判断(10个栏架就需要10个边裁)。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于跨栏比赛的犯规自动判别系统，解决，解决“比赛时，运动员必须跨越固定数目栏架，除故意用手推或用脚踢倒栏架外，身体其他部位碰倒栏架不算犯规”这一规定所限定的当前跨栏比赛中栏架翻倒时对运动员是否存在犯规行为判定困难、判定存在延时，影响比赛效率和观众观感等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于跨栏比赛的犯规自动判别系统，在跨栏栏架基础上，主要包括：

压力传感器、雷达信号发射器、雷达信号接收器、判决器、无线信号发射器、无线信号接收器、栏架供电电源、中央处理器以及显示器；

所述压力传感器安装于栏架横板中心，用于测定栏架横板所受的水平方向压力和垂直方向压力，栏架静置时，压力传感器水平方向和垂直方向压力均为0；

所述雷达信号发射器安装于栏架横板正上方，向正上方方向发射无线电波；

所述雷达信号接收器安装于栏板横板正上方，与雷达信号发射器并排，接收无线电波反射信号，测定栏架横板正上方遮挡物情况；

所述判决器安装于栏架支架内，与压力传感器、雷达信号接收器连接，接收压力传感器测定栏架横板压力变化时间、水平方向压力大小、垂直方向压力大小与雷达信号接收器测定栏架横板正上方出现遮挡物时间；判决栏架是否处于被犯规状态；

所述无线信号发射器安装栏架支架内，与判决器连接，获取判决器输出栏架是否处于被犯规状态，以无线信号发送栏架状态信息；

所述栏架状态信息包含栏架id、时间、栏架被犯规状态结果；所述栏架id具有独立性和唯一性，与栏架一一对应；

所述栏架供电电源安装于栏架底座中，与加速度传感器、雷达信号发射器、雷达信号接收器、判决器、无线信号发射器连接，分别为其提供电源；

所述无线信号接收器安装于裁判席，用于接收栏架无线信号发射器发送信号；

所述中央处理器安装于裁判席，与无线信号接收器和显示器连接，接收无线信号接收器接收信息，判定所有赛道犯规状态，并发送犯规赛道信息；

所述犯规赛道信息包含，赛道编号、犯规栏架id、犯规时间；

所述显示器安装于裁判席，与中央处理器连接，对犯规赛道信息进行显示。

更进一步的，所述判决器接收压力变化时间t0、水平方向压力大小、垂直方向压力大小和横板正上方出现遮挡物时间t1，对栏架是否处于被犯规状态进行判决，步骤如下：

s01：判断有压力变化时间t0，若无，则判定为未犯规状态；若有进行步骤s02；

s02：判断有无横板上方出现遮挡物时间t1，若无，则判定为犯规状态；若有进行步骤s03；

s03：判断t0≤t1，若为真，即先检测到压力变化，后检测到遮挡物，为运动员攻栏腿或则手放倒栏架，则判定为犯规状态；若为假则进行步骤s04；

s04：判断水平方向压力大小nh和垂直方向压力大小nv关系，即nh≥k·nv，其中k为系数因子，若为真，则判定为犯规，若为假，则判定为未犯规；

所述系数因子k根据正式比赛中数据统计运算得到，一般性设定为k＝1。

更进一步的，所述中央处理器建立维护栏架-赛道对应表，所述栏架-赛道对应表由{栏架id、赛道编号、赛道内栏架数编号}数值三元组组成；赛道内栏架数编号为栏架id所在栏架位于赛道编号赛道内第几个栏架。

与现有技术相比，本发明提供给了一种用于跨栏比赛的犯规自动判别系统，解决了正规跨栏比赛中，关于栏架移动时是否犯规判定的困难，判定不及时这一技术难题；同时该系统的使用，可以替代正规跨栏比赛中，每组栏架旁的裁判员工作，从而节省人力成本；采用分布式判决模式，在每个栏架上独立设置判决器，有效降低系统传输需求和中央处理器运算需求，保证判决实时性的同时，节省硬件成本。

附图说明

图1、本发明用于跨栏比赛的犯规自动判别系统判决器流程图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的办发明各个实施方式中所涉及到的计算特征只在彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在栏架基础上，一种用于跨栏比赛的犯规自动判别系统包括：压力传感器、雷达信号发射器、雷达信号接收器、判决器、无线信号发射器、无线信号接收器、栏架供电电源、中央处理器以及显示器；

压力传感器安装于栏架横板中心，用于测定栏架横板所受的水平方向压力和垂直方向压力；

雷达信号发射器安装于栏架横板正上方，向正上方方向发射无线电波；雷达信号接收器安装于栏板横板正上方，与雷达信号发射器并排，接收无线电波反射信号，测定栏架横板正上方遮挡物情况；

判决器安装于栏架支架内，与压力传感器、雷达信号接收器连接，接收压力传感器测定栏架横板压力变化时间、水平方向压力大小、垂直方向压力大小与雷达信号接收器测定栏架横板正上方出现遮挡物时间；判决栏架是否处于被犯规状态；

无线信号发射器安装栏架支架内，与判决器连接，获取判决器输出栏架是否处于被犯规状态，以无线信号发送栏架状态信息；栏架状态信息包含栏架id、时间、栏架被犯规状态结果；

栏架供电电源安装于栏架底座中，与加速度传感器、雷达信号发射器、雷达信号接收器、判决器、无线信号发射器连接，提供电源；

无线信号接收器安装于裁判席，用于接收栏架无线信号发射器发送信号；

中央处理器安装于裁判席，与无线信号接收器和显示器连接，接收无线信号接收器接收信息，判定所有赛道犯规状态，并发送犯规赛道信息；

犯规赛道信息包含，赛道编号、犯规栏架id、犯规时间；

显示器安装于裁判席，与中央处理器连接，对犯规赛道信息进行显示；

在比赛前，由工作人员自中央处理器中建立栏架-赛道对应表，填写三元组{栏架id、赛道编号、赛道内栏架数编号}，以及赛道犯规信息记录表；初始状态为全部赛道为未犯规状态；

在比赛过程中，每个栏架上判决器接收压力变化时间、水平方向压力大小、垂直方向压力大小和横板正上方出现遮挡物时间，对栏架是否处于被犯规状态进行判决，步骤如下：

第一步：判断有压力变化时间t0，若无，则判定为未犯规状态；若有则继续；

第二步：判断有无横板上方出现遮挡物时间t1，若无，则判定为犯规状态；若有则继续；

第三步：判断t0≤t1，若为真，则判定为犯规状态；若为假则继续；

第四步：判断水平方向压力大小nh和垂直方向压力大小nv关系，即nh≥k·nv，若为真，则判定为犯规，若为假，则判定为未犯规。

位于裁判席的无线信号接收器则接收所有栏架上无线信号发送器发送信息；并依次送入中央处理器；

中央处理器接收无线信号接收器接收信息，当信息中栏架属于犯规状态为真时，读取栏架id，在栏架-赛道对应表中查找对应赛道信息，查找赛道犯规信息记录表，当该赛道为未犯规状态时，更新状态为犯规，并并控制显示器进行对应犯规信息的显示；当该赛道为犯规状态时，则忽略不做处理。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。