本发明涉及健身器材领域，尤其涉及一种跨栏比赛违规识别方法。
背景技术
跨越障碍物是人类在长期生产以及与自然作斗争中所形成的一种基本的生活技能。作为田径运动的跨栏跑，是由跨越障碍物的基本技能，发展演变而来。
跨栏跑在19世纪最早出现于英国，当时叫障碍跑，是男子项目，采用一般的栅栏做障碍物。后来出现了埋在地上的木栏架，以后又改为象锯木柴用的支架。跨越这类障碍物，不但危险，而且还容易发生伤害事故，而且也妨碍了跨栏跑技术的提高。
20世纪初，出现了可移动的栏架，促进了跨栏技术的发展。1935年比赛中采用了l形的栏架，栏架底部加重，栏板只要受到3.6－4公斤的冲撞力量，就会向前翻倒，栏架的这种结构。
现有技术中，缺乏对跨栏比赛现场违规赛道的检测，即使通过事后的录像对比，也难以准确鉴别出犯规行为，同时事后的录像检测具有极大的滞后性，很难对比赛结果进行现场判断。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种跨栏比赛违规识别方法，在每一个跑道图像中，确定其中人体图案位置偏离跨栏图案位置的程度，并在确定的程度超限时，确定对应跑道运动员违规，同时只有在检测到现场鸣枪信号后才启动违规检测，从而全方位升级了跨栏比赛违规检测机制。
更具体地，本发明具备以下几个关键发明点：
(1)基于现场鸣枪信号的声音识别，确定是否启动现场图像数据的拍摄和后续处理，有效节省了现场电子设备的电力运营成本；
(2)在每一个跑道图像中，确定其中人体图案位置偏离跨栏图案位置的程度，并在确定的程度超限时，确定对应跑道运动员违规，从而提高了跨栏比赛违规检测的效率。
根据本发明的一方面，提供一种跨栏比赛违规识别方法，所述方法包括：
使用声音感应设备，设置在跑道附近，用于感应跑道附近的声音以获得现场声音信息，并从所述现场声音信息中分析是否存在枪声成分，并在存在枪声成分时，发出鸣枪识别信号；
使用噪声分析设备，与所述声音感应设备连接，用于接收所述现场声音信号，并在所述现场声音信号的最大幅值超过限量且持续预设时间间隔时，识别所述现场声音信号的分贝数并发出噪声异常信号，否则，发出噪声正常信号；
使用cmos传感设备，设置在跑道终点处的上方，与所述声音感应设备连接，用于在接收到所述鸣枪识别信号时，开始对跑道进行图像感应，以获得实时跑道图像，并输出所述实时跑道图像；
使用巨屏显示设备，设置在跑道的上方，分别与所述cmos传感设备和所述噪声分析设备连接，用于在接收到所述实时跑道图像且接收到所述噪声异常信号时，显示所述实时跑道图像，并在所述实时跑道图像上叠加显示接收到的分贝数；
使用对象检测设备，与所述cmos传感设备连接，用于接收所述实时跑道图像，对所述实时跑道图像中的各个运动对象进行面积检测和位置判断，以获得最大面积的运动对象在所述实时跑道图像中的当前位置，并输出所述当前位置；
使用旋转控制设备，与所述对象检测设备连接，用于接收所述当前位置和所述实时跑道图像，并基于所述当前位置控制所述cmos传感设备旋转以将所述最大面积的运动对象保持在所述实时跑道图像中的中心位置；
使用目标检测设备，与所述旋转控制设备连接，用于接收经过所述旋转控制设备旋转控制后的实时跑道图像，获取所述经过所述旋转控制设备旋转控制后的实时跑道图像中各个噪声的最大幅值，并将所述各个噪声的各个最大幅值中的最大值作为待分析数据，基于所述待分析数据选择与所述待分析数据成正比的、所述实时跑道图像后续图像的数量，以获得与选择数量相同的多个后续图像，并基于所述多个后续图像提取出多条跑线对象，并基于多条跑线对象分别在所述实时跑道图像中的位置从所述实时跑道图像中划分出多个跑道子图像。
具体实施方式
下面将对本发明的跨栏比赛违规识别方法的实施方案进行详细说明。
由于赛道上存在多个跨栏设备，以及比赛中跑道的狭窄性，很难通过人工方式判断出哪一个跑道上对应的运动员存在违规行为，而相邻的跑道的运动员没有违规。为了克服上述不足，本发明搭建了一种跨栏比赛违规识别方法。
根据本发明实施方案示出的跨栏比赛违规识别系统包括：
声音感应设备，设置在跑道附近，用于感应跑道附近的声音以获得现场声音信息，并从所述现场声音信息中分析是否存在枪声成分，并在存在枪声成分时，发出鸣枪识别信号；
噪声分析设备，与所述声音感应设备连接，用于接收所述现场声音信号，并在所述现场声音信号的最大幅值超过限量且持续预设时间间隔时，识别所述现场声音信号的分贝数并发出噪声异常信号，否则，发出噪声正常信号；
cmos传感设备，设置在跑道终点处的上方，与所述声音感应设备连接，用于在接收到所述鸣枪识别信号时，开始对跑道进行图像感应，以获得实时跑道图像，并输出所述实时跑道图像；
巨屏显示设备，设置在跑道的上方，分别与所述cmos传感设备和所述噪声分析设备连接，用于在接收到所述实时跑道图像且接收到所述噪声异常信号时，显示所述实时跑道图像，并在所述实时跑道图像上叠加显示接收到的分贝数；
对象检测设备，与所述cmos传感设备连接，用于接收所述实时跑道图像，对所述实时跑道图像中的各个运动对象进行面积检测和位置判断，以获得最大面积的运动对象在所述实时跑道图像中的当前位置，并输出所述当前位置；
旋转控制设备，与所述对象检测设备连接，用于接收所述当前位置和所述实时跑道图像，并基于所述当前位置控制所述cmos传感设备旋转以将所述最大面积的运动对象保持在所述实时跑道图像中的中心位置；
目标检测设备，与所述旋转控制设备连接，用于接收经过所述旋转控制设备旋转控制后的实时跑道图像，获取所述经过所述旋转控制设备旋转控制后的实时跑道图像中各个噪声的最大幅值，并将所述各个噪声的各个最大幅值中的最大值作为待分析数据，基于所述待分析数据选择与所述待分析数据成正比的、所述实时跑道图像后续图像的数量，以获得与选择数量相同的多个后续图像，并基于所述多个后续图像提取出多条跑线对象，并基于多条跑线对象分别在所述实时跑道图像中的位置从所述实时跑道图像中划分出多个跑道子图像；
数据解析设备，与所述跑道解析设备连接，用于接收多个跑道子图像，基于预设人体灰度阈值范围从每一个跑道子图像中解析出对应的人体图案，以及基于基准跨栏图像从每一个跑道子图像中匹配出对应的跨栏图案；
宽度比较设备，与所述数据解析设备连接，用于基于每一个跑道子图像在所述实时跑道图像中的位置确定对应的跑道编号，还用于在每一个跑道子图像中，确定人体图案位置偏离跨栏图案位置的程度，并在确定的程度超限时，将违规报警信号和对应的跑道编号一起发送；
其中，所述巨屏显示设备还与所述宽度比较设备连接，用于接收并实时显示所述违规报警信号和所述对应的跑道编号。
接着，继续对本发明的跨栏比赛违规识别系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述跨栏比赛违规识别系统中：
所述目标检测设备、所述数据解析设备和所述宽度比较设备采用不同型号的soc芯片来实现；
其中，所述目标检测设备、所述数据解析设备和所述宽度比较设备都被设置在跑道附近的控制箱内。
在所述跨栏比赛违规识别系统中：
所述巨屏显示设备还用于在接收到所述实时跑道图像且接收到所述噪声正常信号时，只显示所述实时跑道图像。
所述跨栏比赛违规识别系统中还可以包括：
flash存储芯片，设置在跑道附近的控制箱内，与所述数据解析设备连接，用于存储所述预设人体灰度阈值范围和所述基准跨栏图像。
同时，根据本发明实施方案示出的跨栏比赛违规识别方法包括：
使用声音感应设备，设置在跑道附近，用于感应跑道附近的声音以获得现场声音信息，并从所述现场声音信息中分析是否存在枪声成分，并在存在枪声成分时，发出鸣枪识别信号；
使用噪声分析设备，与所述声音感应设备连接，用于接收所述现场声音信号，并在所述现场声音信号的最大幅值超过限量且持续预设时间间隔时，识别所述现场声音信号的分贝数并发出噪声异常信号，否则，发出噪声正常信号；
使用cmos传感设备，设置在跑道终点处的上方，与所述声音感应设备连接，用于在接收到所述鸣枪识别信号时，开始对跑道进行图像感应，以获得实时跑道图像，并输出所述实时跑道图像；
使用巨屏显示设备，设置在跑道的上方，分别与所述cmos传感设备和所述噪声分析设备连接，用于在接收到所述实时跑道图像且接收到所述噪声异常信号时，显示所述实时跑道图像，并在所述实时跑道图像上叠加显示接收到的分贝数；
使用对象检测设备，与所述cmos传感设备连接，用于接收所述实时跑道图像，对所述实时跑道图像中的各个运动对象进行面积检测和位置判断，以获得最大面积的运动对象在所述实时跑道图像中的当前位置，并输出所述当前位置；
使用旋转控制设备，与所述对象检测设备连接，用于接收所述当前位置和所述实时跑道图像，并基于所述当前位置控制所述cmos传感设备旋转以将所述最大面积的运动对象保持在所述实时跑道图像中的中心位置；
使用目标检测设备，与所述旋转控制设备连接，用于接收经过所述旋转控制设备旋转控制后的实时跑道图像，获取所述经过所述旋转控制设备旋转控制后的实时跑道图像中各个噪声的最大幅值，并将所述各个噪声的各个最大幅值中的最大值作为待分析数据，基于所述待分析数据选择与所述待分析数据成正比的、所述实时跑道图像后续图像的数量，以获得与选择数量相同的多个后续图像，并基于所述多个后续图像提取出多条跑线对象，并基于多条跑线对象分别在所述实时跑道图像中的位置从所述实时跑道图像中划分出多个跑道子图像；
使用数据解析设备，与所述跑道解析设备连接，用于接收多个跑道子图像，基于预设人体灰度阈值范围从每一个跑道子图像中解析出对应的人体图案，以及基于基准跨栏图像从每一个跑道子图像中匹配出对应的跨栏图案；
使用宽度比较设备，与所述数据解析设备连接，用于基于每一个跑道子图像在所述实时跑道图像中的位置确定对应的跑道编号，还用于在每一个跑道子图像中，确定人体图案位置偏离跨栏图案位置的程度，并在确定的程度超限时，将违规报警信号和对应的跑道编号一起发送；
其中，所述巨屏显示设备还与所述宽度比较设备连接，用于接收并实时显示所述违规报警信号和所述对应的跑道编号。
接着，继续对本发明的跨栏比赛违规识别方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述跨栏比赛违规识别方法中：
所述目标检测设备、所述数据解析设备和所述宽度比较设备采用不同型号的soc芯片来实现；
其中，所述目标检测设备、所述数据解析设备和所述宽度比较设备都被设置在跑道附近的控制箱内。
所述跨栏比赛违规识别方法中：
所述巨屏显示设备还用于在接收到所述实时跑道图像且接收到所述噪声正常信号时，只显示所述实时跑道图像。
所述跨栏比赛违规识别方法还可以包括：
使用flash存储芯片，设置在跑道附近的控制箱内，与所述数据解析设备连接，用于存储所述预设人体灰度阈值范围和所述基准跨栏图像。
另外，所述目标检测设备、所述数据解析设备和所述宽度比较设备采用不同型号的soc芯片中，soc芯片特征主要在两方面：其一是他的构成，其二是他形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器cpu内核模块、数字信号处理器dsp模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有adc/dac的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块，对于一个无线soc还有射频前端模块、用户定义逻辑(他可以由fpga或asic实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个soc芯片内嵌有基本软件(rdos或cos以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。
采用本发明的跨栏比赛违规识别方法，针对现有技术中跨栏比赛违规行为难以检测的技术问题，通过在每一个跑道图像中，确定其中人体图案位置偏离跨栏图案位置的程度，并在确定的程度超限时，确定对应跑道运动员违规，从而提高了跨栏比赛违规检测的效率，同时，基于现场鸣枪信号的声音识别，确定是否启动现场图像数据的拍摄和后续处理，有效节省了现场电子设备的电力运营成本。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。