[发明专利]基于体感器的高尔夫挥杆过程的智能识别技术

说明书

技术领域

本发明属于运动过程智能识别技术领域，涉及一种基于体感器的高尔夫挥杆过程的智能识别技术，应用于高尔夫运动的动作过程的自动识别。

背景技术

近年来，随着图像识别及分类，手势识别，人脸识别，语音识别等自然交互技术研究的深入，人体运动动作的识别研究也逐渐得到广泛重视。其中，高尔夫挥杆过程由于其运动过程短暂，肢体互相遮挡，光照条件复杂，因而如何采用图像技术进行准确快速的识别，一直是一项技术研究难点及热点。

目前国内外对高尔夫运动的识别主要是基于彩色或灰度图像。这些图像由于平面成像原理的限制，丢弃了深度信息以及易受光照环境的影响。因而其识别准确率及速度，难以满足真实环境下的应用。

最近，面向普通消费者的体感器问世，给高尔夫挥杆过程带来新的启发。体感器不仅可以提供2D的彩色或图像，还可以提供深度图像。深度图像提供人体肢体在3D空间的位置信息，这些信息可以用于有效的分离人体与背景，去除环境光照影响，识别肢体遮挡的部分，因而其可成为一种更实用的高尔夫运动过程识别技术的基础。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在室内及室外环境中，采用普通摄像机及体感器同时录制高尔夫运动过程，分别得到彩色或灰度视频(简称2D视频)及3D人体关节点运动视频（简称3D关节视频），通过3D关节视频识别出2D视频中肢体的常规动作及挥杆动作。

本发明的基本配置是采用单个或多个普通摄像机及体感器，通过HUB连接到微机，微机上运行着视频采集处理程序及挥杆动作识别程序。摄像机及体感器从不同的角度对准场景中的运动员，进行录像，并实时的把视频传送到微机上。当录像结束时，系统将自动裁剪出哪些包含完整挥杆过程的视频。

体感器内置的算法认为人体由31部分组成，部分之间由关节点相连。在体感器的每一帧中，包含这些关节点在3D场景中的位置信息。在高尔夫挥杆过程中，本发明认为运动员用球杆击打球的那一瞬间，头部、躯干、殿部、腿、脚处在同一条直线上，两只手的关节点是连在一起，并且也处在那条直线上。以这一特征作为分界线，前后0.5秒分别可视为挥杆的起始与终止。从而可用于标定2D视频中所有的挥动动作片段。

具体实施方式：

第一步：布置硬件设置。

第二步：标定摄像机与体感器位置关系。

第三步：通过插值算法补偿2D视频与3D关节视频之间的帧速差异。

第四步：从3D关节视频中识别出每个击打瞬间。

第五步：通过击打瞬间的前后0.5秒，裁剪出2D视频中的每个挥杆过程片段。