[发明专利]一种基于图像处理的测量田径投掷类项目投掷距离和跳远类项目跳远距离的方法

说明书

本发明公开了一种新的田径投掷类项目投掷距离和跳远类项目跳远距离的测量方法。本方法在场地旁边架设一台或者多台相机，通过图像处理的方法来测量投掷距离和跳远距离。本发明所用到的硬件设备包括一台或者多台相机以及用于运行图像处理程序的一台电脑或者其它设备，还可以包括显示测量结果的大屏幕等。软件方面包括运行在电脑或者其它设备上的图像处理程序，还可以包括显示测量结果的程序等。本发明具有如下的特点：1.整个测量距离的过程由系统自动完成，不需要人工参与；2.不需要对器械和场地进行改造；3.测量误差在1厘米以内，符合国际田联的要求；4.测量实时性高，从落地到计算出结果，只需要不到1秒钟的时间。5.全部硬件设备是通用设备，成本低。

技术领域

本发明属于体育田径项目的训练和比赛裁判领域，尤其涉及一种田径投掷类项目投掷距离和跳远类项目跳远距离的测量方法。

背景技术

在田径投掷类项目(包括标枪，链球，铅球，铁饼)和跳远类项目(包括跳远和三级跳远)的训练和比赛中，需要准确地测量投掷的距离和跳远的距离。目前测量该类距离主要是依靠人工的方法，测量工作比较繁琐，效率不高，且往往会发生测量数据不准确的情况，在标枪和链球项目中，落点区域是危险区域，测量人员需要提高警惕，标枪和链球伤人的事件也时有发生。

为解决上述的问题，在本领域已经出现了一些新的技术，比如申请号为2016100375035的《一种标枪距离测量设备》，申请号为2015204297055的《一种自动测距的标枪》，申请号为2016103370688的《推铅球距离自动测量电子装置》等，这些技术的共同特点，都是要对器械和(或)场地进行改造，而这些改造都存在以下的问题：1.能不能得到田联的认可；2.对于器械的改造是不是会影响器械的重量和重心，从而影响训练和比赛；3.对于器械和场地的改造一则成本高昂，二则运动员是否方便使用，是否愿意使用。以上这些，都限制了这些技术的实用性，并限制了它们的推广和普及。

发明内容

本发明公开了一种新的田径投掷类项目投掷距离和跳远类项目跳远距离的测量方法。本方法在场地旁边架设一台或者多台相机，通过图像处理的方法来测量投掷距离和跳远距离。本发明所用到的硬件设备包括一台或者多台相机以及用于运行图像处理程序的一台电脑或者其它设备，还可以包括显示测量结果的大屏幕等。软件方面包括运行在电脑或者其它设备上的图像处理程序，还可以包括显示测量结果的程序等。

本发明测量投掷距离或跳远距离的步骤为：

步骤S1：架设相机，并对相机的外部参数、内部参数和畸变参数进行标定。

步骤S2：开始投掷或跳远时，捕捉投掷或跳远过程的图像数据，将这些图像数据传送给图像处理程序，由图像处理程序对图像数据进行分析，得到器械或人体落地时落地点在图像中的坐标信息。

步骤S3：根据落地点在图像中的坐标信息以及在步骤S1所获得的相机的参数，计算出落地点在地面上的物理坐标。

步骤S4：根据落地点在地面上的物理坐标和起点在地面上的物理坐标，计算出投掷距离或者跳远距离。

本发明具有如下的特点：1.整个测量距离的过程由系统自动完成，不需要人工参与；2.不需要对器械和场地进行改造；3.测量误差在1厘米以内，符合国际田联的要求；4.测量实时性高，从落地到计算出结果，只需要不到1秒钟的时间。5.全部硬件设备是通用设备，成本低。

关于本发明所用到的相机的数量，从技术原理上讲，单台相机即可完成距离的测量工作，比如在铅球、跳远、三级跳远项目中，由于测量范围小，使用单台相机即可。在标枪、链球、铁饼项目中，单台相机也可以完成测量工作，但是由于测量范围大，因而精度会下降。如果想要提高测量的精度，则可以架设2台或者更多的相机，用每台相机覆盖一部分测量范围的方法来确保测量的精度。由于技术原理上没有区别，所以本说明书下文除步骤2的实施例3外，均以一台相机为例来进行讲述。

具体实施方式