CN104730280A - 一种球类测速方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球类测速方法，包括：获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；计算获取第二脉冲信号与获取所述第一脉冲信号的时间差；获取第一检测面与所述第二检测面之间的间距；依据间距和时间差计算出球的速度，能够简单方便的检测出球的速度。本发明还公开了一种球类测速系统。
Description
技术领域
本发明涉及球速检测技术领域，尤其涉及一种球类测速方法及系统。
背景技术
在大多的球类体育比赛中，往往需要对比赛过程中的球速进行检测，便于赛后对比赛进行分析。目前，在对球速进行检测采用的方法是，将由在同一平面内等间距排列的多束激光组成的两组平行激光束，检测球是否通过激光束，由此判断球的速度。现有的这种测速方法，需要将两组激光束平行架设，且激光束所在的平面要平行于球网，因此，对激光束安装的高度和角度具有很高的要求，稍有偏差便不能完成球速检测。
发明内容
本发明提供了一种球类测速方法及系统，能够简单方便的检测球的速度。
本发明提供了一种球类测速方法，包括：
获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
计算获取所述第二脉冲信号与获取所述第一脉冲信号的时间差；
获取所述第一检测面与所述第二检测面之间的间距；
依据所述间距和时间差计算出球的速度。
优选地，所述第一检测面拍摄图像灰度变化满足预设阈值范围时生成第一脉冲信号包括：
获取拍摄所述第一检测面的图像；
判断所述第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，若是则：
生成第一脉冲信号。
优选地，所述第二检测面拍摄图像灰度变化满足预设阈值范围时生成第二脉冲信号包括：
获取拍摄所述第二检测面的图像；
判断所述第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，若是则：
生成第二脉冲信号。
优选地，所述预设阈值范围为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：BallPixels为球在图像中的纵向像素点。
一种球速测速系统，包括：测速主机，所述测速主机包括：
第一获取单元，用于获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
第二获取单元，用于获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
第一计算单元，用于计算获取所述第二脉冲信号与获取所述第一脉冲信号的时间差；
第三获取单元，用于获取所述第一检测面与所述第二检测面之间的间距；
第二计算单元，用于依据所述间距和时间差计算出球的速度。
优选地，所述系统还包括：分别与所述测速主机连接的第一线阵相机和第二线阵相机；其中：
所述第一线阵相机包括：
第四获取单元，用于获取拍摄所述第一检测面的图像；
第一判断单元，用于判断所述第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围；
第一生成单元，用于当所述第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，生成第一脉冲信号；
所述第二线阵相机包括：
第五获取单元，用于获取拍摄所述第二检测面的图像；
第二判断单元，用于判断所述第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围；
第二生成单元，用于当所述第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，生成第二脉冲信号。
优选地，所述测速主机还包括：第一指示灯和第二指示灯；
所述第一指示灯，用于当所述第一获取单元获取到所述第一脉冲信号时点亮；
所述第二指示灯，用于当所述第二获取单元获取到所述第二脉冲信号时点亮。
优选地，所述测速主机还包括：蜂鸣器；
所述蜂鸣器用于，当所述第一获取单元获取到所述第一脉冲信号时或所述第二获取单元获取到所述第二脉冲信号时发出蜂鸣声。
优选地，所述测速主机还包括显示器：用于显示计算出的球的速度。
优选地，所述预设阈值范围为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：BallPixels为球在图像中的纵向像素点。
由上述方案可知，本发明提供的一种球类测速方法，通过两个检测面拍摄图像灰度变化生成的脉冲信号来确定球是否通过检测面，在拍摄的过程中只要能拍摄到球经过检测面的图像即可，相比于现有技术对拍摄高度和角度的要求不是很高，因此，能够简单方便的检测出球的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
图1为本发明实施例公开的一种球类测速方法的流程图；
图2为本发明另一实施例公开的一种球类测速方法的流程图；
图3为本发明实施例公开的一种球类测速系统的结构示意图；
图4为本发明另一实施例公开的一种球类测速系统的结构示意图；
图5为本发明公开的球类测速的原理示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
如图1所示，为本发明实施例公开的一种球类测速方法，包括：
S101、获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
S102、获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
S103、计算获取第二脉冲信号与获取第一脉冲信号的时间差；
S104、获取第一检测面与第二检测面之间的间距；
S105、依据间距和时间差计算出球的速度。
具体的，上述实施例的工作过程为：当需要对球的运动速度进行检测时，首先获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号和由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号，所述的预设阈值范围为根据球的类型预先设定的阈值范围。然后计算出获取到第二脉冲信号的时间与获取到第一脉冲信号的时间的时间差，然后获取第一检测面与第二检测面之间的间距，所述的间距为第一检测面和第二检测面之间的平行距离，最后根据间距和时间差计算出球的速度。
如图2所示，为本发明另一实施例公开的一种球类测速方法，包括：
S201、获取拍摄第一检测面的图像；
S202、判断第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，若是则进入步骤S203：
S203、生成第一脉冲信号；
S204、获取第一脉冲信号；
S205、获取拍摄第二检测面的图像；
S206、判断第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，若是则进入步骤S207：
S207、生成第二脉冲信号；
S208、获取第二脉冲信号；
S209、计算获取第二脉冲信号与获取第一脉冲信号的时间差；
S210、获取第一检测面与第二检测面之间的间距；
S211、依据间距和时间差计算出球的速度。
具体的，上述实施例的工作过程为：当需要对球的运动速度进行检测时，首先获取拍摄第一检测面的图像，然后判断第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，即判断图像前后两帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围。所述的预设范围阈值为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：MinPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最小值；BallPixels为球在图像中的纵向像素点实际变化个数；MaxPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最大值，若满足则判断球通过第一检测面，生成第一脉冲信号。
当判断第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值小于MinPixels时，即BallPixels<MinPixels时，表明图像的像素点灰度没有发生变化或者变化的像素点个数很小，则继续保持以第n帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n帧图像进行比较，直至与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围，则判断球通过第一检测面，生成第一脉冲信号。
当判断第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值大于MaxPixels时，即BallPexils>MaxPixels时，判定为背景光线变化带来的灰度变化，则继续以第n+1帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n+1帧图像进行比较，直至前后两帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，即MinPixels<BallPixels<MaxPixels时，判断球通过第一检测面，生成第一脉冲信号。
然后获取第二检测面的图像，然后判断第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，即判断图像前后两帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围。所述的预设范围阈值为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：MinPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最小值；BallPixels为球在图像中的纵向像素点实际变化个数；MaxPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最大值，若满足则判断球通过第二检测面，生成第二脉冲信号。
当判断第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值小于MinPixels时，即BallPixels<MinPixels时，表明图像的像素点灰度没有发生变化或者变化的像素点个数很小，则继续保持以第n帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n帧图像进行比较，直至与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围，判断球通过第二检测面，生成第二脉冲信号。
当判断第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值大于MaxPixels时，即BallPexils>MaxPixels时，判定为背景光线变化带来的灰度变化，则继续以第n+1帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n+1帧图像进行比较，直至前后两帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，即MinPixels<BallPixels<MaxPixels时，判断球通过第一检测面，生成第二脉冲信号。
然后计算出获取到第二脉冲信号的时间与获取到第一脉冲信号的时间的时间差，然后获取第一检测面与第二检测面之间的间距，所述的间距为第一检测面和第二检测面之间的平行距离，最后根据间距和时间差计算出球的速度。
如图3所示，为本发明实施例公开的一种球类测速系统，包括：测速主机31，其中测速主机31包括：第一获取单元311、第二获取单元312、第一计算单元313、第三获取单元314和第二计算单元315；其中：
第一获取单元311，用于获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
第二获取单元312，用于获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
第一计算单元313，用于计算获取第二脉冲信号与获取第一脉冲信号的时间差；
第三获取单元314，用于获取第一检测面与第二检测面之间的间距；
第二计算单元315，用于依据间距和时间差计算出球的速度。
具体的，上述实施例的工作原理为：当需要对球的运动速度进行检测时，首先通过第一获取单元311获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号，通过第二获取单元312获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号，所述的预设阈值范围为根据球的类型预先设定的阈值范围。然后通过第一计算单元313计算出获取到第二脉冲信号的时间与获取到第一脉冲信号的时间的时间差，然后通过第三获取单元314获取第一检测面与第二检测面之间的间距，所述的间距为第一检测面和第二检测面之间的平行距离，最后通过第二计算单元315根据间距和时间差计算出球的速度。
如图4所示，为本发明另一实施例公开的一种球类测速系统，包括：测速主机41、第一线阵相机42和第二线阵相机43；第一线阵相机42和第二线阵相机43分别与测速主机41连接；
第一线阵相机42包括：
第四获取单元421，用于获取拍摄第一检测面的图像；
第一判断单元422，用于判断第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围；
第一生成单元423，用于当第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，生成第一脉冲信号；
第二线阵相机43包括：
第五获取单元431，用于获取拍摄第二检测面的图像；
第二判断单元432，用于判断第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围；
第二生成单元433，用于当第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，生成第二脉冲信号；
测速主机41包括：
第一获取单元411，用于获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
第二获取单元412，用于获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
第一计算单元413，用于计算获取第二脉冲信号与获取所述第一脉冲信号的时间差；
第三获取单元414，用于获取第一检测面与所述第二检测面之间的间距；
第二计算单元415，用于依据间距和时间差计算出球的速度；
第一指示灯416，用于当第一获取单元411获取到第一脉冲信号时点亮；
第二指示灯417，用于当第二获取单元412获取到第二脉冲信号时点亮；
蜂鸣器418，用于当第一获取单元411获取到第一脉冲信号时或第二获取单元412获取到第二脉冲信号时发出蜂鸣声；
显示器419，用于显示计算出的球的速度。
具体的，上述实施例的工作原理为：当需要对球的运动速度进行检测时，如图5所示，将第一线阵相机42和第二线阵相机43架设在比赛场地正上方或侧上方，调整第一线阵相机42和第三线阵相机43，使相机的拍摄面与比赛场地的X轴垂直。安装时，可将线阵相机连接至计算机，实时观察拍摄图像，确定拍摄面，即根据线阵相机拍摄图像，确定检测区域。可以根据线阵相机镜头焦距的调节来确定定位的空间(扩散角度)，减少两侧的无效区域，过多的无效区域会干扰相机检测，导致误判。调整第一线阵相机42和第二线阵相机43，使第一检测面和第二检测面相互平行，确保第一线阵相机42和第二线阵相机43的间距等于两个检测面的间距d，调整好即固定相机，测量中不可移动相机位置。
然后，通过第一线阵相机42拍摄球通过第一检测面的图像，通过第四获取单元421获取拍摄第一检测面的图像，然后通过第一判断单元422判断第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，即判断图像前后两帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围。所述的预设范围阈值为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：MinPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最小值；BallPixels为球在图像中的纵向像素点实际变化个数；MaxPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最大值，若满足则判断球通过第一检测面，第一生成单元423生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至与其连接的测速主机41。
当判断第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值小于MinPixels时，即BallPixels<MinPixels时，表明图像的像素点灰度没有发生变化或者变化的像素点个数很小，则继续保持以第n帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n帧图像进行比较，直至与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围，判断球通过第一检测面，第一生成单元423生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至与其连接的测速主机41。
当判断第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值大于MaxPixels时，即BallPexils>MaxPixels时，判定为背景光线变化带来的灰度变化，则继续以第n+1帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n+1帧图像进行比较，直至前后两帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，即MinPixels<BallPixels<MaxPixels时，判断球通过第一检测面，第一生成单元423生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至与其连接的测速主机41。
然后通过第二线阵相机43拍摄球通过第二检测面的图像，通过第五获取单元431获取拍摄第二检测面的图像，然后通过第二判断单元432判断第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，即判断图像前后两帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围。所述的预设范围阈值为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：MinPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最小值；BallPixels为球在图像中的纵向像素点实际变化个数；MaxPixels为球在图像中可能产生的纵向像素点个数的最大值，若满足则判断球通过第一检测面，第二生成单元433生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至与其连接的测速主机41。
当判断第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值小于MinPixels时，即BallPixels<MinPixels时，表明图像的像素点灰度没有发生变化或者变化的像素点个数很小，则继续保持以第n帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n帧图像进行比较，直至与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围，判断球通过第一检测面，第二生成单元433生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至与其连接的测速主机41。
当判断第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值大于MaxPixels时，即BallPexils>MaxPixels时，判定为背景光线变化带来的灰度变化，则继续以第n+1帧图像为基准，将第n+2帧图像与第n+1帧图像进行比较，直至前后两帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，即MinPixels<BallPixels<MaxPixels时，判断球通过第一检测面，第二生成单元433生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至与其连接的测速主机41。
然后测速主机41中的第一获取单元411获取第一脉冲信号，当第一获取单元411获取到第一脉冲信号时第一指示灯416点亮，蜂鸣器418发出蜂鸣声。第二获取单元412获取第二脉冲信号，当第二获取单元412获取到第二脉冲信号时第二指示灯417点亮，蜂鸣器418发出蜂鸣声。第一计算单元413计算获取第二脉冲信号与获取第一脉冲信号的时间差，第三获取单元414获取第一检测面与所述第二检测面之间的间距d，第二计算单元415依据间距和时间差计算出球的速度，并通过显示器419显示计算出的球的速度。
本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种球类测速方法，其特征在于，包括：
获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
计算获取所述第二脉冲信号与获取所述第一脉冲信号的时间差；
获取所述第一检测面与所述第二检测面之间的间距；
依据所述间距和时间差计算出球的速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一检测面拍摄图像灰度变化满足预设阈值范围时生成第一脉冲信号包括：
获取拍摄所述第一检测面的图像；
判断所述第一检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，若是则：
生成第一脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二检测面拍摄图像灰度变化满足预设阈值范围时生成第二脉冲信号包括：
获取拍摄所述第二检测面的图像；
判断所述第二检测面第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围，若是则：
生成第二脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值范围为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：BallPixels为球在图像中的纵向像素点。
5.一种球速测速系统，其特征在于，包括：测速主机，所述测速主机包括：
第一获取单元，用于获取由第一检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第一脉冲信号；
第二获取单元，用于获取由第二检测面拍摄图像，灰度变化满足预设阈值范围时，生成的第二脉冲信号；
第一计算单元，用于计算获取所述第二脉冲信号与获取所述第一脉冲信号的时间差；
第三获取单元，用于获取所述第一检测面与所述第二检测面之间的间距；
第二计算单元，用于依据所述间距和时间差计算出球的速度。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：分别与所述测速主机连接的第一线阵相机和第二线阵相机；其中：
所述第一线阵相机包括：
第四获取单元，用于获取拍摄所述第一检测面的图像；
第一判断单元，用于判断所述第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围；
第一生成单元，用于当所述第一检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，生成第一脉冲信号；
所述第二线阵相机包括：
第五获取单元，用于获取拍摄所述第二检测面的图像；
第二判断单元，用于判断所述第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值是否满足预设阈值范围；
第二生成单元，用于当所述第二检测面的第n+1帧图像与第n帧图像的像素点差值满足预设阈值范围时，生成第二脉冲信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测速主机还包括：第一指示灯和第二指示灯；
所述第一指示灯，用于当所述第一获取单元获取到所述第一脉冲信号时点亮；
所述第二指示灯，用于当所述第二获取单元获取到所述第二脉冲信号时点亮。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测速主机还包括：蜂鸣器；
所述蜂鸣器，用于当所述第一获取单元获取到所述第一脉冲信号时或所述第二获取单元获取到所述第二脉冲信号时发出蜂鸣声。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述测速主机还包括显示器：用于显示计算出的球的速度。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述预设阈值范围为MinPixels<BallPixels<MaxPixels，其中：BallPixels为球在图像中的纵向像素点。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201510169371.7A CN104730280A (zh) | 2015-04-10 | 2015-04-10 | 一种球类测速方法及系统 |
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| CN201510169371.7A Pending CN104730280A (zh) | 2015-04-10 | 2015-04-10 | 一种球类测速方法及系统 |
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| CN (1) | CN104730280A (zh) |
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