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专利号: 2020101146580
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,包括排球轨迹分析系统,球员定位系统,语音播报系统,其特征在于:所述排球轨迹分析系统,所述排球轨迹分析系统由安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机组成,FPGA控制器根据拍摄的排球图像完成排球在三维空间的轨迹分析和落点位置预测;

球员定位系统,所述球员定位系统由排球场正上方的高速摄像机和定位头盔组成,高速摄像机获取球员所在球场的位置区域,定位头盔中的陀螺仪获取球员的方向;

语音播报系统,所述语音播报系统集成在定位头盔中,向佩戴者实时提供排球轨迹和预计落点位置,并配合定位头盔中的陀螺仪传感器进行语音播报来调整击球方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,其特征在于:所述排球场各半区划分为6个区域,3个前场区域和3个后场区域,6名球员处于各自区域内,初始位姿均面向球网,身体与球网平行,排球轨迹分析系统提供排球的预计落点位置,并判断落点位置所处的排球场分区,由球员定位系统识别落点分区内的球员,通过语音播报系统实时提醒相应落点位置区域内的球员做好击球准备。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,其特征在于:所述排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机,FPGA控制器和Wi-Fi芯片,所述排球场正上方的高速摄像机获取排球运动的平面位置信息,所述排球场正侧方的高速摄像机获取排球运动的高度信息,所述的FPGA控制器分析摄像机拍摄的多帧排球图片,近似计算出排球三维空间的速度和位移,并估计出排球的预计落点位置,识别落点位置所处的排球场分区,同时FPGA控制器将落点位置信息通过Wi-Fi发送到落点区域球员佩戴的定位头盔中,由定位头盔中的语音播报系统提醒球员做好击球准备。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,其特征在于:所述球员定位系统上的STM32单片机控制器,陀螺仪传感器,Wi-Fi芯片和语音合成芯片,所述陀螺仪传感器获取球员当前的位置姿态来确保球员始终面向排球,所述Wi-Fi芯片接收排球轨迹分析系统发送的排球轨迹信息和落点位置信息,所述语音合成芯片将排球和球员的位置姿态信息转换成自然语言播报给球员,所述STM32单片机控制器处理陀螺仪的位置姿态信息并解析,所述Wi-Fi芯片接收的排球轨迹及落点信息,所述定位头盔还具有保护盲人球员的作用。

5.实现权利要求1所述的一种基于视觉信息智能识别与定位的盲人排球场,其工作流程包括以下步骤:

A、安装在排球场正上方和正侧方的两个高速摄像机快速拍摄排球图像;

B、FPGA控制器处理图像信息,计算排球运动轨迹,并估计落点位置;

C、排球轨迹和落点位置信息通过Wi-Fi发送给球员,提醒球员做好击球准备;

D、为了减小排球轨迹和落点位置误差,高速摄像机实时拍摄排球图像,不断调整排球轨迹,当落点区域变化时及时通知球员;

E、球员根据定位头盔提供的排球轨迹信息和球员方向信息,不断调整击球方向,同时当排球接近球员时,可通过排球内安装的响铃进一步判断排球的位置;

F、当计算落点区域出界时,语音播报系统提醒球员不做出任何动作;当计算落点区域处于后场时,由落点区域球员垫球,相邻区域球员完成扣球动作,当落点位于前场区域时,前场球员进行拦网动作。