[发明专利]一种计算机辅助训练自动传球控制方法及装置

权利要求书

1.一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，该传球装置可以连续跟踪跑动中的球员，按照设定的时间间隔、圆周半径及传球方式，向以球员为圆心的圆周区域内随机位点，连续投射出不同方式的空中来球，训练球员在快速跑动中判断来球、接球、停球并迅速完成射门的能力。

2.根据权利要求1所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，包括：

输入模块，用于设定传球间隔时间、圆周区域半径及传球方式；

球员识别跟踪模块，用于锁定跟踪球员所在位置，并采集球员图像信息；

分析控制模块，根据分析计算球员识别跟踪模块采集的信息和输入模块的设定信息，发出信号控制球员识别跟踪模块及足球投射模块；

足球投射模块，接受分析控制模块控制，将足球投射到指定区域内随机位点。

3.根据权利要求2所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，所述输入模块设定的时间间隔是指足球每次投射时间间隔，圆周区域是指以球员为圆心的圆周区域，半径是指该圆周区域半径，所述传球方式包括随机、直射、左弧旋和右弧旋四种模式。

4.根据权利要求2所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，所述球员识别跟踪模块包括摄像头、图像采集卡和转向云台。

5.根据权利要求2所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，所述分析控制模块可根据球员识别跟踪模块提供的视频及采集的图像信息，通过运动目标检测与跟踪，分析计算目标运动状态得出位置信息，并依据位置信息控制摄像头转向云台，使得目标始终保持在视野中心，同时根据位置信息确定足球投射模块的投射区域，控制足球投射模块的投射。

6.根据权利要求2所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，所述足球投射模块包括储球框、投射筒、电机、橡胶轮及机械推臂，投射模块能接收分析控制模块发出的投射信号，水平方向上调控投射筒投射方向，并控制投射速度，实现投射。

7.根据权利要求5所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，所述运动目标检测和跟踪包括以下步骤：

步骤1，背景模型选取，用仿射变换表示两帧图像之间的背景运动关系，建立仿射运动参数模型式；

步骤2，模型建立，采用块匹配法建立模型参数，通过模型求解得到仿射模型式的参数；

步骤3，通过变换检测,不符合背景运动特性的部分就会凸现出来,检测出运动目标；

步骤4，目标跟踪，采用mean-shift算法对目标进行跟踪，利用目标图像像素灰度距离中心点的距离和作为特征，将候选目标特征与模板特征进行比较,再通过mean-shift过程使得跟踪算法收敛于平衡点，第一帧图像中目标的位置坐标由目标检测部分得到,以后的每帧图像中目标的位置则均可由mean-shift跟踪算法得到。

8.根据权利要求6所述的一种计算机辅助训练自动传球装置，其特征在于，所述投射模块投射过程包括以下步骤：

步骤1，根据球员需要设置投射筒竖直方向角度，通过不同角度的设置，可以射出低平球和高抛球；

步骤2，通过机械推臂将投射筒下部的足球推入投射筒出口处；

步骤3，出口处左右内侧相对位置设有两个凸起的橡胶轮，电机可按照分析控制模块传来的信号控制橡胶轮转速；

步骤4，当足球被推到橡胶轮位置时，在挤压状态下，足球以橡胶轮旋转的线速度射出，两个凸起橡胶轮转速有等速、左快和右快三种方式，两侧橡胶轮等速时，为直射方式，射出的球类似于外脚背大力传球，球在空中基本无旋转，两侧橡胶轮左快和右快两种方式则可以传出类似于左弧旋和右弧旋的弧旋传球。