[发明专利]一种用于长跑的光学测量方法及系统

说明书

本发明提供一种用于长跑的光学测量方法，该方法包括：运动员佩戴可反光的标识；在跑道的物理终点设置调制光源与图像拍摄装置；图像拍摄装置在调制光源交替发射第一强度与第二强度的光线下连续向物理终点处拍摄图像，进一步包括步骤：获取图像拍摄装置在第一强度的光线下拍摄的亮帧图像；紧接着获取图像拍摄装置在第二强度的光线下拍摄的暗帧图像；将亮帧图像与暗帧图像差分处理后获取差分图像；检测差分图像中是否出现标识，若是，经标识识别出运动员身份，同时标记用于判定出现标识的所在帧。本发明还提供对应的光学测量系统。本发明相对于其他拍照识别方法，具有抗环境光干扰强且识别成本低、精准性高、易操作等有益效果。

技术领域

本发明涉及体育测试领域，尤其涉及一种用于长跑的光学测量方法及系统。

背景技术

目前，随着民众的生活水平的提高以及对身体健康的重视，体育锻炼成为民众所热衷的活动。其中，跑步是一种既训练人的体能又能增加人耐性的一种健身方式。长跑更是如此。长跑能够增加人体的呼吸系统和心血管系统功能，并且促使人保持长时间、有节奏的呼吸，有助于舒缓心情，利于身心健康。同时，由于长跑具有无需引入复杂的运动设备，运动场地也较易获取等特点，常被民众认为是一种可普遍实施的锻炼项目。此外，各地区部门也相应增加引导民众对长跑运动的关注并增大投入，例如在学校，增加长跑在学生活动中的比重；在军队，始终保障长跑在体能训练上的辅助作用；在社会，通过广泛举办大众化的中长跑及马拉松赛事，等等，据此全面提高长跑运动对全民健身促进的重要作用。

以考试为例，比如在学校，对长跑成绩的测试通常还是采用比较传统的人工手段，比如人工计时，人工识别运动人员、手动录入成绩等。显然，如此的操作模式效率低，且容易出错。尤其当体育成绩在中考、高考中的比重得到提升后，长跑作为其中的可考项目之一，参考人员对长跑成绩的测试精度要求则越来越高，显然不允许出现人为的重大测试误差而影响其最终成绩。因此对于长跑项目，通过较为智能的测试手段来简化人工操作并提高测试精度是当下体育测试市场提出的必然需求。

发明内容

本发明提供一种用于长跑的光学测量方法及系统，以解决在长跑运动中，对运动员及其测试成绩的自动识别需求。

在本发明的第一方面，提供了一种用于长跑的光学测量方法，在上述方法中，运动员佩戴可反光的标识；在跑道的物理终点设置调制光源与图像拍摄装置，所述调制光源可交替发射第一强度和第二强度的光线，其中所述第一强度大于所述第二强度；所述图像拍摄装置连续在所述第一强度和所述第二强度的光线下向所述物理终点处拍摄图像，所述方法包括以下步骤：

获取所述图像拍摄装置在所述第一强度的光线下拍摄的亮帧图像；

紧接着获取所述图像拍摄装置在所述第二强度的光线下拍摄的暗帧图像；

将所述亮帧图像与所述暗帧图像差分处理后获取差分图像；

检测所述差分图像中是否出现所述标识，若是，则判定所述运动员通过所述物理终点，并经所述标识识别出所述运动员身份，同时标记用于判定出现所述标识的所述亮帧图像所在帧。

在本发明第一方面的一种可能的实施方式中，所述运动员在肩部佩戴所述标识；所述标识采用红外光线反射材质；所述调制光源发射红外光线；在经所述标识识别出运动员的身份的步骤中：所述标识包括识别点阵，通过识别所述识别点阵中点的排列图案来识出所述运动员的编号。

在本发明第一方面的一种可能的实施方式中，所述图像拍摄装置自起跑发令时开始拍摄，所述方法还包括：在判定所述运动员通过所述物理终点后，通过以下公式获取所述运动员的跑步时长：

T＝N*t；

其中，T表示跑步时长，N表示所述图像拍摄装置从开始拍摄到出现所述标识时的累计帧数，t表示所述图像拍摄装置拍摄一帧图像的时间。