一种智能篮球架 |
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| 申请号 | CN202410161234.8 | 申请日 | 2024-02-05 | 公开(公告)号 | CN117919674A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 胡齐家; | 发明人 | 胡齐家; | ||||
| 摘要 | 一种智能教具技术领域的智能篮球架，包括纵向篮杆、横向篮杆、篮板、篮圈、控制单元、摄像头、显示模 块 ，控制单位布置在横向篮杆的后端部位，摄像头布置在横向篮杆的中间部位，显示模块布置在篮板的后端部位。在本 发明 中，控制单元采用AI 算法 通过摄像头识别持球者，再利用AI算法识别出持球者站立点；通过站立点和篮球边线的关系确定站立点在篮球场中的坐标；同时利用AI技术测算出篮球离地高度；结合站立点的坐标和篮球离地高度计算出篮球的最佳打板曲线，计算出最佳打板点，通过显示模块显示最佳打板点。本发明不但可以提供参考打板点，还可以帮助篮球专业运动员纠正投篮姿势。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能篮球架，包括纵向篮杆(1)、横向篮杆(2)、篮板(3)、篮圈(4)，横向篮杆(2)的后端与纵向篮杆(1)的顶部固结在一起，篮圈(4)布置在篮板(3)的前端底部位置，其特征在于，还包括控制单元(5)、摄像头(6)、显示模块(7)；控制单位(5)布置在横向篮杆(2)的后端部位，摄像头(6)布置在横向篮杆(2)的中间部位，显示模块(7)布置在篮板(3)的后端部位，横向篮杆(2)的前端与显示模块(7)的后部中间部位固结在一起。 |
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| 说明书全文 | 一种智能篮球架技术领域[0001] 本发明涉及的是智能教具技术领域的篮球架，特别是一种可以实时显示参考打板点的智能篮球架。 背景技术[0002] 篮球学习者在学习打板进球的过程中，目前的方式都是经过反复投篮反复修正的过程，而且训练的过程中如果没有旁人喂球的条件下，很难重新定位到相同的位置进行反复训练，初学生很难快速有效的修正自己的投篮角度和投篮力度。如果教练员希望能快速准确的指导学员进行打板投篮训练，只能拿着激光笔或其他可以在篮板上标识的工具进行指导，一个教练员只能对一个学员进行指导训练，同时训练进度也受影响。 发明内容[0003] 针对现有技术的不足，本发明提出了一种智能篮球架，控制单元通过摄像头智能识别篮球的位置和高度，通过智能运算计算出最佳的投篮打板点，同时在篮板上进行显示，指导投篮者进行投篮。而且最佳投篮点跟随篮球所在空间位置进行实时更新，能帮助篮球初学者快速有效训练，极大的提高教学质量，也大幅降低教练员的劳动强度；更重要的是，智能篮球架显示的打板点是基于最佳投篮曲线拟合出来的结果，可以帮助专业篮球运动员纠正投篮角度，提高命中率。 [0004] 本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括纵向篮杆、横向篮杆、篮板、篮圈、控制单元、摄像头、显示模块，横向篮杆的后端与纵向篮杆的顶部固结在一起，篮圈布置在篮板的前端底部位置；控制单位布置在横向篮杆的后端部位，摄像头布置在横向篮杆的中间部位，显示模块布置在篮板的后端部位，横向篮杆的前端与显示模块的后部中间部位固结在一起。 [0005] 进一步地，在本发明中，控制单元包括识别模块、空间坐标计算模块、打板点拟合模块和显示控制模块； [0006] 更进一步地，在本发明中，识别模块通过摄像头对场内的篮球和持球者的脚进行识别； [0007] 更进一步地，在本发明中，空间坐标计算模块先通过对比持球者脚所在位置和边线的关系，计算出脚位置的平面坐标(X，Y)；再通过对比篮球至脚的直线与边线的关系计算出篮球的垂直坐标(Z)。 [0008] 更进一步地，在本发明中，打板点拟合模块通过篮球的三维空间位置(X,Y,Z)计算出最佳打板投篮曲线，进而确定最佳打板点在篮板中的位置。 [0009] 更进一步地，在本发明中，显示控制模块根据打板拟合模块计算出的最佳打板点位置信息，在显示器中显示该打板点。 [0010] 更进一步地，在本发明中，控制单元的供电可由市电220V供电，也可采用电池加光伏系统进行供电。 [0011] 更进一步地，在本发明中，显示模块的尺寸与篮板尺寸相同，篮板的材料为透明玻璃材质。 [0012] 更进一步地，在本发明中，显示控制模块可以控制显示模块同时显示多个球对应的多个打板点。 [0014] 在本发明中，控制单元采用AI算法通过摄像头识别持球者，再利用AI算法识别出持球者站立点；通过站立点和篮球边线的关系确定站立点在篮球场中的坐标；同时利用AI技术测算出篮球离地高度；结合站立点的坐标和篮球离地高度计算出篮球的最佳打板曲线，计算出最佳打板点，通过显示模块显示最佳打板点。 [0016] 图1为本发明实施例的结构示意图； [0017] 其中，1、纵向篮杆，2、横向篮杆，3、篮板，4、篮圈，5、控制单元，6、摄像头，7、显示模块。 具体实施方式[0018] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 [0019] 实施例 [0020] 如图1所示，本发明包括纵向篮杆1、横向篮杆2、篮板3、篮圈4、控制单元5、摄像头6、显示模块7，横向篮杆2的后端与纵向篮杆1的顶部固结在一起，篮圈4布置在篮板3的前端底部位置；控制单位5布置在横向篮杆2的后端部位，摄像头6布置在横向篮杆2的中间部位，显示模块7布置在篮板3的后端部位，横向篮杆2的前端与显示模块7的后部中间部位固结在一起。 [0021] 在本发明的实施过程中，摄像头6安装在篮球架上方，旨在有好的视野能抓取整个篮球场中的物体；显示模块7在篮板3相对于篮圈4的背面，显示模块7的尺寸小于等于篮板3的尺寸，不影响篮球的实际运动轨迹，篮板3采用透明玻璃材质，以便投篮者能透过篮板看到显示模块7显示的内容；控制单元5布置在篮球场有效运动空间之外即可，为了接线方便，同时也避免运动员们的磕碰，通常可以布置在纵向篮杆1上方接近摄像头6的位置。控制单元5的供电可由市电220V供电，也可采用电池加光伏系统进行供电。 [0022] 在本发明中，控制单元5主要有四个功能模块，分别是识别模块、空间坐标计算模块、打板点拟合模块和显示控制模块。 [0023] 识别模块：控制单元通过摄像头6对场内的物体进行识别，因篮球的圆形外观相对于场内所有物体来说有非常明显和独一的特征，现有AI识别技术能比较准确的识别出篮球，当场内有多个篮球时，控制单元5可以在显示模块7上报警，也可以同时给出与篮球数量一致的打板点，不同的显示策略可以通过软件进行配置和选择。识别模块在识别出篮球后，还要识别出对应持球者脚(鞋子)，以便其他模块使用。 [0024] 空间坐标计算模块：在没有参考坐标时要定位一个物体的三维空间位置需要多个摄像头6进行距离计算，但本方案中因摄像头6安装点为固定点，同时篮球场上的边线也是固定且是距离已知的，所以只需要一个摄像头6就能计算出篮球的三维空间位置。空间坐标计算模块先通过对比持球者脚所在位置和边线的关系，计算出脚位置的平面坐标(X，Y)；再通过对比篮球至脚的直线与边线的关系计算出篮球的垂直坐标(Z)。 [0025] 打板点拟合模块：篮球的直径小于篮圈直径，所以一个位置有不同的投篮曲线都可以投进篮球，但命中率最高的最佳投篮曲线只有一条；有了篮球的三维空间位置(X,Y,Z)后，计算出最佳打板投篮曲线，进而确定最佳打板点在篮板中的位置。 [0026] 显示控制模块：根据打板拟合模块计算出的最佳打板点位置信息，在显示模块7中显示该打板点。也可以同时显示多个球对应的多个打板点。 [0027] 本智能篮球架在实现显示最佳打板点的功能后，还可以扩展更多功能，比如通过识别投篮者位置可以显示该球的具体分值(2分球还是3分球)，也可以进行得分值的累计和显示。 |
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