智能体育运动数据测量方法及装置与流程

本发明属于智能体育运动数据测量方法领域，尤其涉及基于智能算法实现体育运动数据的智能测量方法及装置。

背景技术：

当前体育测试的成绩测量都使用人工方式测量或者传感器方式测量。人工方式测量所使用的测量设备包括秒表、皮尺、红外测距仪、机械计数器、电子计数器等设备。传感器方式测量所使用的测量设备包括红外传感设备、重力传感设备、rfid射频标签和感应（控制器）设备、霍尔传感设备等。这些测量方式和设备均存在测试标准不一致、测量结果不准确、用户和测试成绩不能自动对应、测试效率低、不能准确区分标准动作和不规范（犯规）动作等问题。

人工测量：人工测量的测试结果与测量人员的基本素质和技能直接相关，不同测量人员测量的成绩标准不一致。如使用秒表测量短跑和中长跑成绩，一般人听到发令枪响后启动秒表开始计时的反应时间是0.25秒，国际级裁判员的反应时间能达到0.1秒，即不同裁判员的测量标准不一致，导致结果不一致。

红外传感测量：红外传感测量依赖红外发射器和红外接收器工作。当测量对象处于红外发射器和红外接收器中间时，红外发射器发射的红外线被测量对象遮挡，红外接收器无法接收到红外信号，遮挡位置处即为测量对象所处位置，从而计算出成绩。当红外线被非测量对象遮挡后系统也会计算出成绩。同时红外测量的结果和精度和红外发射矩阵的线数有关。红外传感测试设备典型的使用场景是立定跳远、跳远、三级跳远、仰卧起坐、引体向上等测试。红外传感测量设备普遍存在的问题是容易被异物干扰而误报成绩，测量成绩精度不够高。

rfid射频标签测量：测量对象佩戴rfid射频标签，当rfid射频标签控制器扫描到rfid射频标签时，即认为测量对象已经处于目标区域，从而计算出成绩。可以看出rfid射频标签控制器无法精确定位测量对象处于特定位置点，只能判断测量对象处于特定区域。当rfid射频标签快速移动或者区域中密集存在多个rfid射频标签时，rfid控制器可能不能扫描到全部rfid射频标签。rfid射频标签典型的使用场景是田径的短跑和中长跑测试，用户佩戴rfid射频标签进行测试，在终点线使用rfid射频标签控制器扫描用户佩戴的rfid射频标签进行成绩测量。因此基于rfid视频标签的测试设备普遍存在的问题是可能会漏测测量对象的成绩，测量成绩精度不够高。

霍尔传感测量：测量对象身上佩戴霍尔传感器设备，当霍尔传感设备检测到自身被旋转一周后即计算一次成绩。霍尔传感设备典型的使用场景是跳绳测试，霍尔传感设备安装在绳子的两端，绳子绕身体一圈霍尔传感设备计算一次成绩。当绳子被脚绊住，需要把绳子回到身后重新跳时，也会计算一次成绩导致成绩多记。因此霍尔传感设备存在的问题是误差大。

以上几种体育运动数据测量方法、设备共存的缺陷是：不能精确测出体育成绩，测试标准不一致，用户和测试成绩不能自动对应，测试效率低，不能准确区分标准动作和不规范（犯规）动作。同时这些测试设备均只能获得最终的测试成绩，不能获得测试的中间过程数据，如立定跳远的起跳角度、起跳速度，掷球的出手角度、出手速度等数据，而这些数据正是体育教学和训练过程中老师和教练员最需要的数据，这些中间过程数据可以用来针对性得指导用户后续的训练，包括技术动作训练、体能训练、生理机能训练等。

本发明使用智能感知模块和分析算法解决以上问题，实现自动化、标准化、智能化的体育运动数据测量，自动、正确计算测试成绩，量化计算测试过程数据，正确评判体育运动训练和测试的规范动作和不规范动作。

技术实现要素：

本发明实现一种智能体育运动数据测量方法及装置，目的在于克服现有技术和设备的不足，解决和优化体育教学、训练、测试和比赛中的数据采集和分析问题，实现自动化、标准化、智能化的体育教学、训练、测试和比赛，自动、正确计算测试成绩，量化计算测试过程数据，正确评判体育运动规范动作和不规范动作。

本发明方法采用以下技术方案实现。

智能体育运动数据测量方法，包括：

1、感知体育运动光学图像：使用光学镜头将体育运动的光学图像投射到图像传感器表面上。

2、生成体育运动数字图像：使用图像处理模块将感光信号转换为模拟电信号，对模拟电信号进行模数转换和处理变为数字图像序列。

3、智能计算体育运动数据：使用智能体育计算模块分析数字图像序列，智能体育计算模块使用通用计算芯片或专用计算芯片运行体育运动智能计算算法，对体育运动连续图像序列进行分析计算，获得体育运动测试成绩、测试过程数据、不规范动作数据、犯规动作数据等体育运动数据。

4、输出体育运动数据：将智能体育计算模块计算所得结果通过数据输出接口模块输出。

本发明还实现一种智能体育运动数据测量装置，包括：

镜头，图像传感器，图像处理模块，智能体育计算模块，数据输出接口。

通过镜头将体育运动的光学图像投射到图像传感器表面上，图像处理模块将感光信号转为模拟电信号，对信号进行模数转换和处理变为数字图像，智能体育计算模块分析连续数字图像序列，将计算结果通过数据输出接口模块输出。

智能体育计算模块使用通用计算芯片或专用计算芯片运行体育运动智能计算算法，对体育运动连续图像序列进行分析计算，获得体育运动测试成绩、测试过程数据、不规范动作数据、犯规动作数据等体育运动数据。

附图说明

图1示出了本发明实施例提供的一种智能体育运动数据测量方法的流程图。

图2示出了本发明实施例提供的一种智能体育运动数据测量装置的结构示意图。图中：201镜头、202图像传感器、203图像处理模块、204智能体育计算模块、205数据输出接口模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

为了实现体育教学、训练、测试和比赛成绩测量和数据采集分析的智能化、自动化、标准化，本实施例公开了一种智能体育运动数据测量方法，请参考图1，包括：

步骤s101、感知体育运动光学图像：使用光学镜头将体育运动的光学图像投射到图像传感器表面上。

步骤s102、生成体育运动数字图像：使用图像处理模块将感光信号转换为模拟电信号，对模拟电信号进行模数转换和处理，转换为数字图像。

步骤s103、智能计算体育运动数据：使用智能体育计算模块分析数字图像序列，智能体育计算模块使用通用计算芯片或专用计算芯片运行体育运动智能计算算法，对体育运动连续图像序列进行分析计算，获得体育运动测试成绩、测试过程数据、不规范动作数据、犯规动作数据等体育运动数据。本实施例对体育运动的计算以立定跳远为例，对连续立定跳远数字图像序列进行计算分析，获得立定跳远项目成绩、测试过程数据、不规范动作数据、犯规动作数据。分析的立定跳远的不规范动作和犯规动作，包括踩线、单脚起跳、单脚落地、落地后单脚或双脚后退、落地后双手或单手撑地、屁股着地等动作。除了分析测试结果外，还分析测试过程中的运动数据，包括立定跳远测试的起跳角度、腾空时间、腾空高度、落地重心等。

步骤s104、输出体育运动数据：将智能体育计算模块计算所得结果通过数据输出接口模块输出。

本实施例还公开了一种智能体育运动数据测量装置，请参考图2，包括：

镜头，图像传感器，图像处理模块，智能体育计算模块，数据输出接口模块。

通过镜头将体育运动的光学图像投射到图像传感器表面上，图像处理模块将感光信号转为模拟电信号，对信号进行模数转换和处理变为数字图像，智能体育计算模块分析连续数字图像序列，将计算结果通过数据输出接口模块输出。

智能体育计算模块使用通用计算芯片或专用计算芯片运行体育运动智能计算算法，对体育运动连续图像序列进行分析计算，获得体育运动测试成绩、测试过程数据。本实施例对体育运动的计算以立定跳远为例，对连续立定跳远数字图像序列进行计算分析，获得立定跳远项目成绩、测试过程数据、不规范动作数据、犯规动作数据。分析的立定跳远的不规范动作和犯规动作，包括踩线、单脚起跳、单脚落地、落地后单脚或双脚后退、落地后双手或单手撑地、屁股着地等动作。除了分析测试结果外，还分析测试过程中的运动数据，包括立定跳远测试的起跳角度、腾空时间、腾空高度、落地重心等。并将以上立定跳远分析结果数据通过数据输出接口模块输出。

本实施例不对体育运动项目做限定，在未作特别申明的情况下，具体的体育运动项目对本实施例的技术方案不构成限制，应当理解为便于本领域技术人员理解技术方案而举的示例。

本实施例，对体育运动测试过程的成绩测量和过程数据分析，是全自动的，极大降低了人力工作负荷，保障了教学和训练工作的高效，保障了测试和比赛的公正、公平、公开。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。