1.运动分析，篮球训练
背景技术：
2.在篮球备战与训练中，需用通过大量的视频分析来获取战术信息，这是一种是费时费力的活动，而且受到人眼疲劳和主观状态的影响。本发明通过imu获取球员的运动轨迹，通过顶视角度的视频分析来获取篮球的运动轨迹。通过篮球运动轨迹和球员的运动轨迹，与战术库的轨迹或规则进行处理匹配，自动识别出对攻双方的战术安排。
技术实现要素：
3.本发明包括篮球运动轨迹获取、球员运动轨迹获取、轨迹处理和战术模式识别这四个部分。
4.1)篮球轨迹获取主要通过顶视的照相机视频分析得到，利用深度学习的目标检测算，通过识别篮球目标，计算得到篮球的运动轨迹。由于imu有一定体积和重量，如果将imu防止在篮球内，对篮球的运动或者手感与影响。因此，本发明不采用imu的方法来获取篮球的轨迹，而是采用了无接触的视觉方案来获取篮球的运动轨迹。
5.2)球员的运动轨迹主要通过在每个球员身上放置一个无线imu来获得，imu会实时输出所在位置的xyz空间坐标，然后通过无线通信的方式来发送给采集程序。
6.3)轨迹处理主要是进行标准化处理，标准篮球场的长为28米，宽为15米。首先将篮球场划分为28*15＝420个格子，每个格子1平方米。首先，凡是轨迹落在某个格子的，轨迹的坐标改为格子的坐标。其次，如果两个球员的直线距离小于0.5米，则认为他们落入同一个格子，格子的选定以两个队员的距离中点所在的格子确定。经过标准化处理后，篮球的轨迹和球员的轨迹变成了整数坐标，而且范围被限制住了，大大降低了空间复杂性，便于下一步的战术模式识别。
7.4)战术模式识别主要是将篮球轨迹/球员轨迹与标准库的轨迹进行匹配，从而识别篮球队所采用的战术模式。
8.系统工作原理
9.1.在系统开始工作前，需要在每个球员身上放置一个无线9轴imu，一般放在腰部位置。以便实时获取球员的实时位置三维坐标。由于imu存在漂移现象，需要通过顶视的图像分割方式帮助提高位置精确度。每个imu都需要有唯一id，通过唯一id来区分是哪方队员，以及区分球员的运动轨迹。
10.2.需要通过顶视事先拍摄篮球场上无人的图片作为背景图片，以便将顶视的图片进行背景分离，识别出篮球与球员在篮球场中的位置。
11.3.开始工作，实时通过imu获取各个球员在篮球场上的位置信息，通过目标识别算法，识别篮球的运动轨迹。
12.4.将篮球轨迹与球员的轨迹进行格子化处理，标准篮球场场28米，宽15米，分成
28*15＝420个格子。每个格子1平方米。首先，凡是轨迹落在某个格子的，轨迹的坐标改为格子的坐标。其次，如果两个球员的直线距离小于0.5米，则认为他们落入同一个格子，格子的选定以两个队员的距离中点所在的格子确定。
13.5.将格子化后的篮球轨迹与队员轨迹，通过模式识别算法与标准战术库的轨迹进行匹配，从而识别出双方的战术模式。标准战术库包括轨迹信息、停留时间信息和规则信息。
14.6.标准战术库需要专业的篮球教练或专业篮球分析人员来定义篮球的轨迹、队员的轨迹和规则。
15.技术要求
16.1.采用无线imu实时进行队员轨迹捕捉。
17.2.从顶视方向来识别篮球轨迹，考虑到遮挡情况，需要采用时间连续性原则，通过插值方式补上被遮挡时篮球的轨迹。
18.3.篮球轨迹与队员轨迹需要进行格子化处理，从而降低搜索与匹配的时间和复杂度。
19.4.需要专业篮球教练或技术分析人员来协助建立标准战术库的轨迹和规则。
附图说明
20.附图1是基于球与运动员轨迹的篮球战术分析方法的整个系统功能图，描述了系统的关键构成、主要原理和主要方法。
21.技术方案优点
22.本发明一种基于基于球与运动员轨迹的篮球战术分析方法，将篮球战术分析进行自动化和智能化，大大降低了人工劳力成本和分析实践，提高了分析结果的可靠性这准确性。
具体实施方式
23.1)用无线imu来获取球员的轨迹信息，可以采用蓝牙或wifi的无线通信方式，imu需要采用的9轴，以便通过地磁信息来获取imu的xyz空间坐标
24.2)通过顶视的图片来进行背景分离和图像分割，获取篮球的轨迹信息，同时对篮球队员的估计信息进行修正，解决imu的积分漂移问题。
25.3)将篮球轨迹和球员的轨迹进行格子化处理，以降低算法复杂性和提高实时性。
26.4)根据专业篮球教练或技术分析人员提供的战术信息，建立战术标准库。
技术特征：
1.一种基于球与运动员轨迹的篮球战术分析方法，通过imu和顶视相机来获取篮球与球员的运动轨迹，然后将轨迹进行格子化处理，在与战术标准库进行匹配处理，从而实时获取篮球攻防双方的战术信息。2.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，对轨迹进行格子化处理。3.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，通过顶视相机来纠正imu的积分漂移信息。4.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，通过战术库匹配来实时输出篮球攻防双方的战术信息。
技术总结
本发明公开了一种基于球与运动员轨迹的篮球战术分析方法，利用篮球和双方运动员在球场上的轨迹信息，并将轨迹进行格子化处理，通过模式识别算法与标准战术库进行匹配，实时识别出双方的战术安排，辅助教练员进行实时决策，提高篮球战术分析的自动化和智能化。提高篮球战术分析的自动化和智能化。提高篮球战术分析的自动化和智能化。
技术研发人员：蒋现新
受保护的技术使用者：首都体育学院
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/10/3