基于光学的纵跳测量方法及系统与流程

本发明涉及体质检测领域，特别涉及一种基于光学的纵跳测量方法及系统。

背景技术：

在国家体育总局群体司于2003年发布的《国民体质测定标准手册及标准（成年人部分）》中，国民体质的测试分为了三大类共11项测试指标，其中，包括纵跳。

纵跳是是人体在中枢神经系统的控制下，依靠身体各环节的协调配合，发挥下肢肌群最大爆发力，以达到最佳纵向起跳效果的技术动作。该项目的测试可以很好反映出测试者的爆发力。在现有的测试方法中，基本是由测试员对受试者进行人工值守目视测试，即目测从受测者纵身向上跳起，双脚离开地面时开始计时，当双脚着地时结束计时，中间的过程时间就是纵跳测量的时间。采用现有的测试方法，不仅测试效率低，而且由于目测手动计时，测试数据准确性不高，另外，测试数据也难以采集统计，这就对进行规模、系统、科学地进行全民体质监测造成了极大障碍。

技术实现要素：

本发明针对现有国民体质项目检测过程中纵跳测试数据不准确、测试效率低、数据难采集等问题，提供了一种基于光学的纵跳测量方法和系统。

本发明一种基于光学的纵跳测量方法，包括以下步骤：

s1、划分出一测试区，在测试区内测试者站立的后方设置有标识条；标识条在测试者进入测试区站定时会被部分遮挡住；

s2、当测试者进入测试区，持续向测试区进行图像拍摄，获得包括标识条在内的图像序列；

s3、识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像，以及标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像；

s4、计算出标识条首次出现完全没有被遮挡的图像与标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像之间所经历的时间，该时间即为测试者纵跳的测量时间。

进一步的，在步骤s2与步骤s3之间还包括步骤s21，提取出图像中标识条。

进一步的，标识条是反光条，所述步骤s2中还包括，与持续向测试区进行图像拍摄同步，持续交替向标识条发射具有第一光强度和第二光强度的光脉冲信号，所述第一光强度和第二光强度不相等。

进一步的，反光条是红外反光条，光脉冲信号是红外光。

本发明还提供一种基于光学的纵跳测量系统，包括

标识条，在测试区内测试者站立的后方设置；所述标识条在测试者进入测试区站定时会被部分遮挡住；

图像拍摄单元，用于当当测试者进入测试区，持续向测试区进行图像拍摄，获得包括标识条在内的图像序列；

处理单元，用于识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像，以及标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像；

计算单元，计算出标识条首次出现完全没有被遮挡的图像与标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像之间所经历的时间，该时间即为测试者纵跳的测量时间。

进一步的，还包括提取单元，用于提取出图像中标识条。

进一步的，标识条是反光条，系统还包括光脉冲信号发射单元，用于与图像拍摄单元在持续向测试区进行图像拍摄时同步，持续交替向标识条发射具有第一光强度和第二光强度的光脉冲信号，第一光强度和第二光强度不相等。

进一步的，反光条是红外反光条，光脉冲信号是红外光。

本发明的有益效果是：本发明提供的基于光学的纵跳测量方法及系统，在进行纵跳测量时进行图像拍摄，通过识别图像中位于测试者站立后方的标识条的遮挡变化，计算出测试者纵跳的时间。采用本发明，针对体质检测中纵跳测量项目，通过机器自动进行图像拍摄，计算测量时间，与现有的需要人工值守采用目视手动记录的方式相比，不仅测试数据准确，而且大大提高了测试效率，数据采集也更加容易。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中

图1是本发明基于光学的纵跳测量方法的一个优选实施方式流程图；

图2是本发明本发明基于光学的纵跳测量方法的另一优选实施方式流程图；

图3是标识条完全没有被遮挡的示意图；

图4是标识条被测试者两只脚遮挡的示意图；

图5是本发明基于光学的纵跳测量系统的一个优选实施方式的模块示意图；

图6本发明基于光学的纵跳测量系统的另一个优选实施方式的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明提供一种基于光学的纵跳测量方法，包括以下步骤：

s1、划分出一测试区，在测试区内测试者站立的后方设置有标识条；所述标识条在测试者进入测试区站定时会被部分遮挡住。

划分测试区，引导测试者进入该区域进行纵跳测试。该测试区可以是矩形、圆形等足以起到醒目的独立区。该测试区内，在测试者站立位置的后方设置有标识条，可以是竖立设置。当测试者进入测试区站立进行测试时，标识条会被测试者的双脚部分遮挡住，但不是被全部挡住，即从正对测试者方向看去，标识条是不完整的。

s2、当测试者进入测试区，持续向测试区进行图像拍摄，获得包括标识条在内的图像序列。

测试者进入测试区，开始进行测试。持续向测试区进行图像拍摄，拍摄得到的图像序列中，每一帧图像中均包括标识条，即拍摄时，测试区内的标识条在拍摄角度范围内。优选的，拍摄正对测试者方向进行，拍摄视角覆盖整条标识条。

s3、识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像，以及标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像。

测试进行中，对拍摄得到的图像序列进行图像识别，识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像，即此时测试者纵身向上跳起，双脚离地，正式开始进行纵跳。请参见图3，在拍摄得到的图像中，如果标识条出现完全没有被遮挡，则图像中表征标识条的线条是完整的；在识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像后，再在后续的连续帧图像中，找到标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像，即此时测试者双脚着地，测试者完成纵跳测试。请参见图4，在拍摄得到的图像中，如果标识条被测试者两只脚遮挡时，则图像中表征标识条的线条被分成了三段。

s4、计算出标识条首次出现完全没有被遮挡的图像与标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像之间所经历的时间，该时间即为测试者纵跳的测量时间。

在图像序列中，在识别找到首次出现完全没有被遮挡图像，以及后续图像序列中，标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像后，计算出这两帧图像之间的帧数，然后结合两帧图像间的固定时间，计算出测试者纵跳的测量时间。

请参看图2，本发明提供基于光学的纵跳测量方法又一优选实施方式。与图1相比，该实施方式在步骤s2与s3之间还包括步骤s21，

s21，提取出图像中标识条；

对于获得包括标识条在内的图像序列，提取出图像中的标识条。标识条可以是反光条。优选的，步骤s2中还包括，与持续向测试区进行图像拍摄时同步，持续交替向标识条发射具有第一光强度和第二光强度的光脉冲信号。其中，第一光强度和第二光强度不相等。特别的，光强度较弱的那束光脉冲信号，其光强度可以为零。在此种情况下，与持续向测试区进行图像拍摄同步，则间隔一帧向标识条发射光脉冲信号（具有一定光强度）。由于反光条的反光，通过其在具有光脉冲信号投射下以及不具有光脉冲信号投射下的成像效果，拍摄获得的图像序列，对相邻帧图像进行相减运算，则可以得到去除掉干扰光源，如日光灯等，而快速准确提取出图像中的反光条。进一步的，反光条可以是红外反光条，光脉冲信号是红外光。

本发明提供的基于光学的纵跳测量方法，在进行纵跳测量时进行图像拍摄，通过识别图像中位于测试者站立后方的标识条的遮挡变化，计算出测试者纵跳的时间。采用本发明，针对体质检测中纵跳测量项目，通过机器自动进行图像拍摄，计算测量时间，与现有的需要人工值守采用目视手动记录的方式相比，不仅测试数据准确，而且大大提高了测试效率，数据采集也更加容易。

本发明还提供一种基于光学的纵跳测量系统，请参看图5，该系统包括标识条、图像拍摄单元、处理单元和计算单元。

其中，标识条，在测试区内测试者站立的后方设置。该标识条在设置时，可以是竖立设置。当测试者进入测试区站立进行测试时，标识条会被测试者的双脚部分遮挡住，但不是被全部挡住，即从正对测试者方向看去，标识条是不完整的。

图像拍摄单元，用于当测试者进入测试区，持续向测试区进行图像拍摄，获得包括标识条在内的图像序列。拍摄得到的图像序列中，每一帧图像中均包括标识条，即拍摄时，测试区内的标识条在拍摄角度范围内。优选的，图像拍摄单元正对测试者方向进行，拍摄视角覆盖整条标识条。

处理单元，用于识别出图像序列中标识条首次出现被测试者一只脚遮挡的图像，以及标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像。测试进行中，处理单元对拍摄得到的图像序列进行图像识别，识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像，即此时测试者纵身向上跳起，双脚离地，正式开始进行纵跳。在识别出图像序列中标识条首次出现完全没有被遮挡的图像后，再在后续的连续帧图像中，找到标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像，即此时测试者双脚着地，测试者完成纵跳测试。对图像中标识条特性信息的识别处理详细请见关于图3和图4的说明，在此不再赘述。

计算单元，计算出标识条首次出现完全没有被遮挡的图像与标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像之间所经历的时间，该时间即为测试者纵跳的测量时间。在图像序列中，处理单元在识别找到首次出现完全没有被遮挡的图像，以及后续图像序列中，标识条首次恢复至被测试者两只脚遮挡的图像后，计算单元计算出这两帧图像之间的帧数，然后结合两帧图像间的固定时间，再计算出测试者纵跳的测量时间。

进一步的，该基于光学的纵跳测量系统还包括一提取单元，用于提取出图像中标识条，以及一光脉冲信号发射单元。

对于图像拍摄单元获得的包括标识条在内的图像序列，提取单元先提取出图像中的标识条。标识条可以是反光条，与图像拍摄单元持续向测试区进行图像拍摄时同步，光脉冲信号发射单元持续交替向标识条发射具有第一光强度和第二光强度的光脉冲信号。其中，第一光强度和第二光强度不相等。特别的，光强度较弱的那束光脉冲信号，其光强度可以为零。在此种情况下，在持续向测试区进行图像拍摄的同时，则间隔一帧向标识条发射光脉冲信号（具有一定光强度）。由于反光条的反光，通过其在具有光脉冲信号投射下以及不具有光脉冲信号投射下的成像效果，图像拍摄单元拍摄获得的图像序列，提取单元对相邻帧图像进行相减运算，则可以得到去除掉干扰光源，如日光灯等，而快速准确提取出图像中的反光条。进一步的，反光条可以是红外反光条，光脉冲信号是红外光。

本发明提供的基于光学的纵跳测量系统，在进行纵跳测量时进行图像拍摄，通过识别图像中位于测试者站立后方的标识条的遮挡变化，计算出测试者纵跳的时间。采用本发明，针对体质检测中纵跳测量项目，通过机器自动进行图像拍摄，计算测量时间，与现有的需要人工值守采用目视手动记录的方式相比，不仅测试数据准确，而且大大提高了测试效率，数据采集也更加容易。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。