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一种立定跳远测量方法、系统、介质及电子设备

申请号 CN202410093646.2 申请日 2024-01-23 公开(公告)号 CN117919647A 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 四川四九科技有限公司; 发明人 谢辉; 袁也; 汪森山; 刘超;
摘要 本 发明 涉及一种立定跳远测量方法、系统、介质及 电子 设备,包括:获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;确定每个第一目标图像中用以围成跳远场所的四个 角 落点;获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个落地点U1对应的第一目标图像计算距离;将第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1;获取跳远场所的偏差补偿函数,偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;根据每个实际计算距离D1与偏差补偿函数,确定每个落地点U1相对于起跳线的目标距离。本发明解决了 现有技术 中存在立定跳远装置较为笨重且 精度 较差的问题。
权利要求

1.一种立定跳远测量方法,其特征在于,包括:
利用摄像仪获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;
对每个第一目标图像标定,确定每个所述第一目标图像中用以围成所述跳远场所的四个落点;
获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个所述落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个所述落地点U1对应的第一目标图像计算距离;
将所述第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,所述实际计算距离D1表征为落地点U1至起跳线实际距离;
获取跳远场所的偏差补偿函数,所述偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;
根据每个所述实际计算距离D1与所述偏差补偿函数,确定每个所述落地点U1相对于起跳线的目标距离。
2.根据权利要求1所述的一种立定跳远测量方法,其特征在于,获取跳远场所的偏差补偿函数,包括:
利用摄像仪获取具有跳远场所的多个第二目标图像;
对每个第二目标图像标定,确定每个第二目标图像中用以围成所述跳远场所的四个角落点;
获取每个第二目标图像中的落地点U2,根据每个所述落地点U2与各角落点的相对分布,得到每个所述落地点U2对应的第二目标图像计算距离;
将所述第二目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D2,所述实际计算距离D2表征为落地点U2至起跳线的实际距离;
获取每个所述落地点U2在跳远场所的现场测量距离;
利用五次多项式拟合每个实际计算距离D2与对应的落地点U2的现场测量距离的偏差,并由最小二乘法确定五次多项式的系数,所述五次多项式公式如下;
5 4 3 2
δ=a*Distance+b*Distance+c*Distance+d*Distance+e*Distance+g
上式中,a、b、c、d、e、g均为所述五次多项式的系数,Distance表示为实际计算距离D2,δ表示实际计算距离D2与对应的落地点U2的现场测量距离的偏差;
将确定系数后的五次多项式作为偏差补偿函数,则所述偏差补偿函数公式如下:
5 4 3 2
f(x)=a*x+b*x+c*x+d*x+e*x+g
其中,f(x)表示偏差补偿值,x为输入的变量。
3.根据权利要求2所述的一种立定跳远测量方法,其特征在于,根据所述实际计算距离D1与所述偏差补偿函数,确定相应跳远的目标距离,包括:
将所述实际计算距离D1作为变量x,获取所述偏差补偿值,将所述实际计算距离D1与所述偏差补偿值之和作为所述目标距离。
4.根据权利要求2所述的一种立定跳远测量方法,其特征在于,包括:
将第一目标图像中以及第二目标图像的跳远场所均沿跳远方向的划分为多个参考区域,每个所述参考区域均呈矩形且大小相同,将每个所述参考区域的四个顶角作为角落点。
5.根据权利要求4所述的一种立定跳远测量方法,其特征在于:所述参考区域的总数为两个。
6.根据权利要求4所述的一种立定跳远测量方法,其特征在于,根据每个所述落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个所述落地点U1对应的第一目标图像计算距离,包括:
针对具有落地点U1的所述参考区域,过落地点U1沿跳远方向做平行且不重合所述参考区域其中一条边的平行线,所述平行线与所述参考区域中靠近起跳线的一条边的交点为P5,所述平行线与所述参考区域中远离起跳线的一条边的交点为P6,获取每个落地点U1至交点P5的第一像素距离,以及交点P5至交点P6的第二像素距离;
将所述第一像素距离与所述第二像素距离之比作为第一比值;
获取每个所述第一目标图像跳远跨越的所述参考区域的数量;
根据每个所述第一目标图像中,所述数量以及所述第一比值,确定对应的所述第一目标图像计算距离。
7.根据权利要求6所述的一种立定跳远测量方法,其特征在于,将所述第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,包括:
获取每一个所述参考区域沿跳远方向的实际长度,根据所述实际长度与所述第二像素距离之比作为第二比值,将所述第一图像计算按照所述第二比值线性映射为实际计算距离D1。
8.一种立定跳远测量系统,其特征在于,包括:
图像获取模,利用摄像仪获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;
图像处理模块,对每个第一目标图像标定,确定每个所述第一目标图像中用以围成所述跳远场所的四个角落点;
计算距离确定模块,获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个所述落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个所述落地点U1对应的第一目标图像计算距离;
映射模块,将所述第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,所述实际计算距离D1表征为落地点U1至起跳线实际距离;
函数拟合模块,获取跳远场所的偏差补偿函数,所述偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;
目标距离获取模块,根据每个所述实际计算距离D1与所述偏差补偿函数,确定每个所述落地点U1相对于起跳线的目标距离。
9.一种计算机可读介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在终端设备上运行时,使得所述终端设备执行如权利要求1至7任一项所述的一种立定跳远测量方法的步骤。
10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的一种立定跳远测量方法的步骤。

说明书全文

一种立定跳远测量方法、系统、介质及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及智能测距的技术领域,尤其涉及一种立定跳远测量方法、系统、介质及电子设备。

背景技术

[0002] 立定跳远是一项能够反映出人体运动过程中的身体协调和爆发力,同时也在一定程度上体现出个人的身体素质情况的运动,在上学期间,立定跳远通常作为一项校园体能测试的必测项目,因此具有广泛的群众基础
[0003] 在传统的立定跳远测试时,一般在沙坑内完成,参加跳远考试的学生站在起跳线起跳之后跳入沙坑,然后由另外的至少两位测试人员将量尺分别固定在起跳线和跳落的终点进行成绩的读数,一般还需要由专的成绩记录人员对成绩进行手动记录,因此传统的测试方式需要占用至少二到三位额外的成绩记录人员,造成一定的人员浪费,同时工作效率较为低下。
[0004] 当然在现有技术中,也存在有一定的成绩自动记录的立定跳远红外测量仪,但是上述红外测量仪体积较为巨大,不易移动,导致前期部署较为麻烦;且红外测量的结果和精度与红外发射矩阵的密度有关,考虑到红外测量仪的成本问题,通过应用于立定跳远的红外测量仪的红外发射矩阵密度相对较低,导致其测量成绩精度相对较差。

发明内容

[0005] 针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种立定跳远测量方法、系统、介质及电子设备,解决了现有技术中存在立定跳远装置较为笨重且精度较差的问题。
[0006] 本发明的至少一个实施例提供了一种立定跳远测量方法,包括:
[0007] 利用摄像仪获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;
[0008] 对每个第一目标图像标定,确定每个所述第一目标图像中用以围成所述跳远场所的四个落点;
[0009] 获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个所述落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个所述落地点U1对应的第一目标图像计算距离;
[0010] 将所述第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,所述实际计算距离D1表征为落地点U1至起跳线实际距离;
[0011] 获取跳远场所的偏差补偿函数,所述偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;
[0012] 根据每个所述实际计算距离D1与所述偏差补偿函数,确定每个所述落地点U1相对于起跳线的目标距离。
[0013] 本发明的至少一个实施例提供了一种立定跳远测量系统,包括:
[0014] 图像获取模,利用摄像仪获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;
[0015] 图像处理模块,对每个第一目标图像标定,确定每个所述第一目标图像中用以围成所述跳远场所的四个角落点;
[0016] 计算距离确定模块,获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个所述落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个所述落地点U1对应的第一目标图像计算距离;
[0017] 映射模块,将所述第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,所述实际计算距离D1表征为落地点U1至起跳线实际距离;
[0018] 函数拟合模块,获取跳远场所的偏差补偿函数,所述偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;
[0019] 目标距离获取模块,根据每个所述实际计算距离D1与所述偏差补偿函数,确定每个所述落地点U1相对于起跳线的目标距离。
[0020] 本发明公开提供的技术方案至少具有如下有益效果:
[0021] 本发明利用摄像仪对跳远场所摄像,进而获取第一目标图像,此时,通过对第一目标图像进行处理,获取围成跳远场所的四个角落点,即可利用单次跳远的落地点U1与上述四个角落点的对应位置分布,以判断此次跳远的计算距离D1;通过上述方式,现场布置仅需要一台摄像仪即可完成,较现有技术中的红外测量仪更为简便;
[0022] 同时,本方法在还拟合获取了偏差补偿函数,进而对正式测试跳远时的计算距离D1进行偏差补偿,减少了误差,提高了本方法在实际测量时的精确性。
[0023] 本发明的至少一个实施例提供了一种计算机可读介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在终端设备上运行时,使得所述终端设备执行上述的一种立定跳远测量方法的步骤。
[0024] 本发明的至少一个实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现上述的一种立定跳远测量方法的步骤。附图说明
[0025] 图1为本发明关于一种立定跳远测量方法其中一种实施例的流程图
[0026] 图2为本发明中跳远场所各角落点的分布示意图;
[0027] 图3为本发明关于一种立定跳远测量系统其中一种实施例的流程图。

具体实施方式

[0028] 以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
[0029] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0030] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0031] 本发明提供了一种立定跳远测量方法,包括:
[0032] 利用摄像仪获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;
[0033] 第一目标图像为正式测试时,对测试人员进行摄像说获得的图像,具体而言,通过摄像仪采集学生跳远视频,运用人工智能深度学习技术进行视频特征提取,构建10W+采集的立定跳远数据集训练YOLOV5模型,使得模型能够准确的检测到人体、子和跳远场所三大类别。上述方案不需要复杂的相机校准、坐标系变换和关键点检测模型,更为方便可靠。
[0034] 对每个第一目标图像标定,确定每个第一目标图像中用以围成跳远场所的四个角落点;
[0035] 围成该跳远场所的四个角落点按照顺时针依次为P1点、P2点、P3点以及P4,其中,P1点与P4点的连线即为起跳线,正常情况下,通过测量起跳线至测试人员在跳远场所内的跳远落地点的最短距离,作为测试人员本次跳远的成绩;
[0036] 取第一目标图像中的任意一点为原点,建立坐标系,为方便计算,本实施例中以P4点为原点,建立坐标系,基于此,P1点的坐标为(x1,y1),P2点的坐标为(x2,y2),P3点的坐标为(x3,y3),P4点的坐标为(x4,y4);
[0037] 获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个落地点U1对应的第一目标图像计算距离;
[0038] 需要理解的是,该第一目标图像计算距离,仅表征为在第一目标图像中,落地点U1与起跳线的距离,而非现实中的距离;
[0039] 此时则需要将第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,实际计算距离D1表征为落地点U1至起跳线实际距离;
[0040] 该线性映射即是根据第一目标图像中的跳远场所与现实中的跳远场所的比例,对上述第一目标图像计算距离进行比例运算,即可得到实际计算距离D1;
[0041] 获取跳远场所的偏差补偿函数,偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;
[0042] 根据每个实际计算距离D1与偏差补偿函数,确定每个落地点U1相对于起跳线的目标距离。
[0043] 采用上述方案后:
[0044] 利用摄像仪对跳远场所摄像,进而获取第一目标图像,此时,通过对第一目标图像进行处理,获取围成跳远场所的四个角落点,即可利用单次跳远的落地点U1与上述四个角落点的对应位置分布,以判断此次跳远的第一目标图像计算距离,根据第一目标图像计算距离线性映射得到计算距离;通过上述方式,现场布置仅需要一台摄像仪即可完成,较现有技术中的红外测量仪更为简便;
[0045] 同时,本方法在还利于了多次跳远实验测试拟合出的偏差补偿函数,进而对正式测试跳远时的实际计算距离D1进行偏差补偿,减少了误差,提高了本方法在实际测量时的精确性。
[0046] 具体地,获取跳远场所的偏差补偿函数,包括:
[0047] 利用摄像仪获取具有跳远场所的多个第二目标图像;
[0048] 对每个第二目标图像标定,确定每个第二目标图像中用以围成跳远场所的四个角落点;
[0049] 由于摄像仪与跳远场所的相对位置始终不发生改变,且摄像仪拍摄跳远场所的角度不曾改变,使第二目标图像中的围成跳远场所的四个角落点与第一目标图像中围成跳远场所的四个角落点一一对应且位置相同;第二目标图像中仍选取P4点在第二目标图像中对应的角落点为坐标原点建立坐标系,此时,第二目标图像中所围成跳远场所的四个角落点与第一目标图像中所围成跳远场所的四个角落点的坐标也相同;
[0050] 获取每个第二目标图像中的落地点U2,根据每个落地点U2与各角落点的相对分布,得到每个落地点U2对应的第二目标图像计算距离;
[0051] 同样的是,该第二目标图像计算距离,仅表征为在第二目标图像中,落地点U2与起跳线的距离,而非现实中的距离;
[0052] 此时,则需要将第二目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D2,实际计算距离D2表征为落地点U2至起跳线的实际距离;
[0053] 该线性映射同样是根据第二目标图像中的跳远场所与现实中的跳远场所的比例,对上述第二目标图像计算距离进行比例运算,即可得到实际计算距离D2;
[0054] 在本实施例中,落地点U2为正式跳远测试前,用以实验拟合偏差补偿函数的跳远测试数据;
[0055] 获取每个落地点U2在跳远场所的现场测量距离;
[0056] 利用五次多项式拟合每个实际计算距离D2与对应的落地点U2的现场测量距离的偏差,并由最小二乘法确定五次多项式的系数;
[0057] 五次多项式公式如下;
[0058] δ=a*Distance5+b*Distance4+c*Distance3+d*Distance2+e*Distance+g[0059] 上式中,a、b、c、d、e、g均为五次多项式的系数,Distance表示为实际计算距离D2,δ表示实际计算距离D2与对应的落地点U2的现场测量距离的偏差;
[0060] 利用上述偏差作为五次多项式的值,多个实际计算距离D2作为变量Distance,可得到多个等式,并利用最小二乘法对上述多个等式联立求解,确定五次多项式的系数;
[0061] 将确定系数后的五次多项式作为偏差补偿函数,则偏差补偿函数公式如下:
[0062] f(x)=a*x5+b*x4+c*x3+d*x2+e*x+g。
[0063] 其中,f(x)表示偏差补偿值,x为输入的变量。
[0064] 由于利用落地点U1在第一目标图像中四个角落点的分布位置,进而确定落地点U1与起跳线的最短实际距离,该方法可能由于摄像仪拍摄角度的问题,导致计算出来的实际计算距离D1与实际距离存在一定误差,该误差基于落地点U1在跳远场所的不同位置,具有不同的大小,本发明提供的偏差补偿函数即用以补偿落地点U1在不同跳远场所带来的误差。
[0065] 通过求得该偏差补偿值,使得在本方法确定实际计算距离D1后,可利用偏差补偿值,补偿落地点U1因摄像仪拍摄角度而带来的实际计算距离D1的误差,使本方法的计算得到的目标距离结果更为精确。
[0066] 具体地,根据实际计算距离D1与偏差补偿函数,确定相应跳远的目标距离,包括:
[0067] 将实际计算距离D1作为变量x,获取偏差补偿值,目标距离为实际计算距离D1与偏差补偿值之和。
[0068] 即在确定实际计算距离D1后,可将上述实际计算距离D1作为变量x,运算得到偏差补偿值,该偏差补偿值可对应该落地点U1下因摄像仪角度问题而带来的误差,通过将实际计算距离D1与偏差补偿值相加,即可获取更为接近现场测量距离的目标距离。
[0069] 具体地,将第一目标图像中以及第二目标图像的跳远场所均沿跳远方向的划分为多个参考区域,每个参考区域呈矩形状且大小相同,将每个参考区域的四个顶角作为角落点。
[0070] 采用上述方案后,使得在计算落地点U1或落地点U2与各相应的角落点的相对位置分布关系时,缩短落地点U1或落地点U2与相应的部分角落点距离的长度,避免长距离测量而带来的误差。
[0071] 在本实施例中,此处请参考图2所示,参考区域的总数为两个,分别为位于左侧的第一参考区域,以及位于右侧的第二参考区域,其中,第一参考区域的四个角落点分别为点P1、点P6、点P7以及点P4,其中,点P1与点P4的连线为起跳线;由于第一参考区域的右侧与第二参考区域的左侧相连,使第一参考区域与第二参考区域共用两个角落点,基于此,第二参考区域的四个角落点分别为点P6、点P2、点P3以及点P7。
[0072] 具体地,根据每个落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个落地点U1对应的第一目标图像计算距离,包括:
[0073] 针对具有落地点U1的参考区域,过落地点U1沿跳远方向做平行于参考区域其中一条边的平行线,平行线与参考区域中靠近起跳线的一条边的交点为P5,平行线与参考区域中远离起跳线的一条边的交点为P6,获取每个落地点U1至交点P5的第一像素距离,以及交点P5至交点P6的第二像素距离;
[0074] 在本实施例中,以落地点U1位于第二参考区域进行示例性说明,此处请参考图2所示,跳远场所即为图2中最外侧四个边所围成的区域,上述跳远方向即从左至右的方向;
[0075] 其中,过落地点U1做左右方向延伸且平行于跳远场所位于上侧或位于下侧的边的平行线,该平行线与点P6至点P7的连线交于点P5,该平行线与点P2至点P3的连线交于点P6;
[0076] 则获取点P5至落地点U1的第一像素距离,以及点P5至点P6的第二像素距离;
[0077] 将第一像素距离与第二像素距离之比作为第一比值;
[0078] 获取每个第一目标图像跳远跨越的参考区域的数量;
[0079] 根据每个第一目标图像中数量以及第一比值,确定第一目标图像计算距离。
[0080] 其中,以第一参考区域以及第二参考区域沿跳远方向的长度均为单位长度,即第二像素距离为上述单位长度,第一像素距离与第二像素距离之间的第一比值表征为落地点U1与交点P5的单位距离,上述落地点U1与交点P5的单位距离加上跳远跨越的所有参考区域的长度之和(由于每一个参考区域的长度均为单位长度1,此时跳远跨越的所有参考区域的数量即可表征为跳远跨越的所有参考区域的长度之和),其结果则可表征为在第一目标图像计算距离。
[0081] 其中,上述第一目标图像计算距离的公式为:
[0082]
[0083] 上式中,H表征为第一目标图像计算距离,x0为落地点U1的横坐标,y0为落地点U1的纵坐标,x5为交点P5的横坐标,y5为交点P5的纵坐标,x6为交点P6的横坐标,y6为交点P6的纵坐标,n为交点P5至起跳线之间包含的参考区域的数量,也为跳远跨越的参考区域的数量。
[0084] 具体地,将第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,包括:
[0085] 获取每一个参考区域沿跳远方向的实际长度,根据实际长度与第二像素距离之比作为第二比值,将第一图像计算按照第二比值线性映射为实际计算距离D1。
[0086] 由于实际长度与第二像素距离(单位长度)的第二比值则等同于第一目标图像计算距离与实际计算距离D1的比值,则通过求得第二比值,则可利用第二比值将第一目标图像计算距离线性映射,进而得到实际计算距离D1。
[0087] 基于此,实际计算距离D1的计算公式为:
[0088]
[0089] 其中,D1表示实际计算距离,D0表示第二比值,由于第二像素距离为单位长度,则D0也可表示为每个参考区域沿跳远方向的实际长度。
[0090] 需要理解的是,在获得落地点U2的实际计算距离D2时,采用与确定实际计算距离D1相同的方法,即:
[0091] 根据每个落地点U2与对应的各角落点的相对分布,得到每个落地点U2对应的第二目标图像计算距离;
[0092] 针对具有落地点U2的参考区域,过落地点U2沿跳远方向做平行于参考区域其中一条边的平行线,平行线与参考区域中靠近起跳线的一条边的交点为P5′,平行线与参考区域中远离起跳线的一条边的交点为P6′,获取每个落地点U2至交点P5′的第三像素距离,以及交点P5′至交点P6′的第四像素距离,由于每个参考区域沿跳远方向的长度均为单位长度,即第四像素距离等同于第二像素距离;
[0093] 将第三像素距离与第四像素距离之比作为第三比值;
[0094] 获取每个第二目标图像中,跳远跨越的参考区域的数量;
[0095] 根据数量以及第三比值,确定第二目标图像计算距离。
[0096] 上述第二目标图像计算距离的公式为:
[0097]
[0098] 上式中,H′表征为第二目标图像计算距离,x′0为落地点U2的横坐标,y′0为落地点U2的纵坐标,x′5为交点P5′的横坐标,y′5为交点P5′的纵坐标,x′6为交点P6′的横坐标,y′6为交点P6′的纵坐标,n′为交点P5至起跳线之间包含的参考区域的数量。
[0099] 将第二目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D2,包括:
[0100] 获取每一个参考区域沿跳远方向的实际长度,根据实际长度与第四像素距离的比值,将第二目标图像计算距离按照比值线性映射为实际计算距离D2。
[0101] 由于第四像素距离为单位距离,此时上述第二比值则可用实际长度值表示,基于此,实际计算距离D2的计算公式为:
[0102]
[0103] 其中,D2表示实际计算距离。
[0104] 具体地,在本实施例中,每个参考区域沿跳远方向的实际长度为1.5m,跳远场所的总长度为3m。
[0105] 采用上述方案后:
[0106] 利用摄像仪对跳远场所摄像,获取多个第二目标图像,其中每一个第二目标图像均具有一个落地点U2、围成第一参考区域的四个角落点以及围成第二参考区域的四个角落点,过落地点U2沿跳远方向做平行于第一参考区域或第二参考区域的平行线,以落地点U2位于第二参考区域为例,此时上述平行线与第二参考区域具有两个交点,其中,靠近起跳线的交点为P5′,远离起跳线的交点为P6′,通过计算落地点U2与交点P5′的第三像素距离与第二参考区域的单位长度之比,再加上第一参考区域的单位长度,作为第二目标图像计算距离,通过实际第一参考区域或第二参考区域的现场测量长度与上述单位长度之比,乘以上述第二目标图像计算距离,则可得到实际计算距离D2;
[0107] 利用每一个实际计算距离D2与相应落地点U2的现场测量距离,计算得到每一个实际计算距离D2的误差,通过五次多项式拟合上述误差,利用最小二乘法求得上述五次多项式的各个系数,并确定偏差补偿函数;
[0108] 同理,通过摄像仪获取第一目标图像,第一目标图像中包含了需要进行计算测量的落地点U1,通过上述相同的计算步骤得到落地点U1对应的实际计算距离D1,将上述实际计算距离D1带入偏差补偿函数中,得到偏差补偿值,最后结合实际计算距离D1与偏差补偿值之和,以表征为需要求得的目标距离;通过上述方式,现场布置仅需要一台摄像仪即可完成,较现有技术中的红外测量仪更为简便;
[0109] 同时,本方法利于了多次跳远实验测试拟合出的偏差补偿函数,进而对正式测试跳远时的实际计算距离D1进行偏差补偿,减少了误差,提高了本方法在实际测量时的精确性。
[0110] 需要理解的是,P2如图2所示,过落地点U1或U2做的平行线为理论上的平行线,其可能会根据摄像仪的摄像位置,导致P1和P2的两线与P3和P4的连线并不平行,以及P1和P4的连线与P2和P3的连线并不平行;
[0111] 基于此,本发明还提供了一种在由于摄像仪的摄像位置,导致的P1和P2的两线与P3和P4的连线并不平行,以及P1和P4的连线与P2和P3的连线并不平行情况下,对第一像素距离、第二像素距离、第三像素距离以及第四像素距离的抗畸变测距算法
[0112] 以落地点U1对应的第一像素距离为例:
[0113] 如图2所示,在实际画面中,P6至P7的连线是一条垂直的直线。然而由于畸变影响,在图2中,P6至P7的连线为一条倾斜的直线,不能直接计算落地点U1到P6至P7的连线的第一像素距离。
[0114] 过落地点U1做,与P6至P2连线的相交于点M,以及与P7和P3的连线相交于点N的斜线,即,MN为落地点U1映射在P6至P2连线与P7和P3的连线上的交点;
[0115] 因为P6至P7的连线是垂直于P7和P3的连线的,则那么以P7至P3的连线作为的坐标系的x轴中,可以认为P6与P7的连线的斜率k67不存在,也可以认为其斜率为负无穷或正无穷。
[0116] 经过落地点U1的点坐标(xU,yU)的斜线的表达式为y=kx+b,其斜率k范围为P6至P7的连线的斜率k67和P2至P3的连线的斜率k23之间,为(k23,+∞),或(‑∞,k23)。
[0117] 由于需要MN映射在P6至P2连线上的距离disM6,和斜线映射在P7和P3的连线上的距离disN7相等,则:
[0118] 以P2至P3的连线的斜率k23为起点开始进行递归迭代
[0119] S1、获取k23和k67在图像上的具体斜率;
[0120] S2、设k=(kright+kleft)/2,且,
[0121]
[0122] b=yU‑kxU,由此得到直线MN斜率为k,可以获取到截距b,并计算得到预设的交点M和N的坐标。
[0123] S3、根据预设的交点M和交点N的坐标,计算disM6和disN7;
[0124] 如果|disM6‑disN7|≥d,其中,d为预设值,可根据需要精度自行设置,且disN7>disM6,则说明设定的斜率k需要减小;
[0125] 更新令kleft=k,随后令k=(kright+k)/2,重复上述步骤S2至S3继续迭代;
[0126] 如果|disM6‑disN7|≥d,且disN7
[0127] 更新令kright=k,随后令k=(kleft+k)/2,重复上述步骤S2至S3继续迭代;
[0128] 如果|disM6‑disN7|≤d,则可以认为距离相等,输出第一像素距离为(disM6+disN7)/2);
[0129] 如果迭代次数大于100,则直接输出第一像素距离为(disM6+disN7)/2)。
[0130] 相应的,第二像素距离、第三像素距离以及第四像素距离均可通过上述方式计算得出。
[0131] 本发明实施例还提供了一种立定跳远测量系统,此处请参考图3所示,包括:
[0132] 图像获取模块,利用摄像仪获取具有跳远场所的至少一个第一目标图像;
[0133] 图像处理模块,对每个第一目标图像标定,确定每个第一目标图像中用以围成跳远场所的四个角落点;
[0134] 计算距离确定模块,获取每个第一目标图像中跳远的落地点U1,根据每个落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个落地点U1对应的第一目标图像计算距离;
[0135] 映射模块,将第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,实际计算距离D1表征为落地点U1至起跳线实际距离;
[0136] 函数拟合模块,获取跳远场所的偏差补偿函数,偏差补偿函数表征为实际计算距离与现场测量距离之间的偏差;
[0137] 目标距离获取模块,根据每个实际计算距离D1与偏差补偿函数,确定每个落地点U1相对于起跳线的目标距离。
[0138] 进一步的,函数拟合模块在获取跳远场所的偏差补偿函数,包括:
[0139] 利用摄像仪获取具有跳远场所的多个第二目标图像;
[0140] 对每个第二目标图像标定,确定每个第二目标图像中用以围成跳远场所的四个角落点;
[0141] 获取每个第二目标图像中的落地点U2,根据每个落地点U2与各角落点的相对分布,得到每个落地点U2对应的第二目标图像计算距离;
[0142] 将第二目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D2,实际计算距离D2表征为落地点U2至起跳线的实际距离;
[0143] 获取每个落地点U2在跳远场所的现场测量距离;
[0144] 利用五次多项式拟合每个实际计算距离D2与对应的落地点U2的现场测量距离的偏差,并由最小二乘法确定五次多项式的系数,五次多项式公式如下;
[0145] δ=a*Distance5+b*Distance4+c*Distance3+d*Distance2+e*Distance+g[0146] 上式中,a、b、c、d、e、g均为五次多项式的系数,Distance表示为实际计算距离D2,δ表示实际计算距离D2与对应的落地点U2的现场测量距离的偏差;
[0147] 将确定系数后的五次多项式作为偏差补偿函数,则偏差补偿函数公式如下:
[0148] f(x)=a*x5+b*x4+c*x3+d*x2+e*x+g。
[0149] 其中,f(x)表示偏差补偿值,x为输入的变量。
[0150] 进一步的,目标距离获取模块在根据实际计算距离D1与偏差补偿函数,确定相应跳远的目标距离,包括:
[0151] 将实际计算距离D1作为变量x,获取偏差补偿值,目标距离为实际计算距离D1与偏差补偿值之和。
[0152] 进一步的,图像处理模块还包括:
[0153] 跳远场所呈矩形状,将第一目标图像中以及第二目标图像的跳远场所均沿跳远方向等距离的划分为多个参考区域,每个参考区域呈矩形状,将每个参考区域的四个顶角作为角落点。
[0154] 进一步的,图像处理模块中的参考区域的总数为两个。
[0155] 进一步的,计算距离确定模块还包括,根据每个落地点U1与对应的各角落点的相对分布,得到每个落地点U1对应的第一目标图像计算距离;将第一目标图像计算距离进行线性映射,得到实际计算距离D1,包括:
[0156] 针对具有落地点U1的参考区域,过落地点U1沿跳远方向做平行于参考区域其中一条边的平行线,平行线与参考区域中靠近起跳线的一条边的交点为P5,平行线与参考区域中远离起跳线的一条边的交点为P6,获取每个落地点U1至交点P5的第一像素距离,以及交点P5至交点P6的第二像素距离;
[0157] 以第一像素距离与第二像素距离之比加上交点P5至起跳线之间包含的参考区域的数量作为第一目标图像计算距离;
[0158] 获取每一个参考区域沿跳远方向的实际长度,根据实际长度与第二像素距离的比值,将第一图像计算按照比值线性映射为实际计算距离D1。
[0159] 进一步的,图像处理模块中的每个参考区域沿跳远方向的实际长度为1.5m。
[0160] 本发明实施例还提供了一种计算机可读介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当指令在终端设备上运行时,使得终端设备执行上述一种立定跳远测量方法的步骤。
[0161] 本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序,其特征在于,处理器执行程序时实现上述一种立定跳远测量方法的步骤。
[0162] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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