速滑滑行數(shù)據(jù)測(cè)量分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)一套能夠應(yīng)用于大道速滑比賽項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量分析系統(tǒng)。本套應(yīng)用系統(tǒng)由以下幾部分組成:視頻圖像的配準(zhǔn)子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)。在本文中分別論述了各子系統(tǒng)的系統(tǒng)功能需求分析、系統(tǒng)概要性設(shè)計(jì)、系統(tǒng)詳細(xì)性設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)原理和所用方法。
　　配準(zhǔn)子系統(tǒng)實(shí)包含以下幾個(gè)步驟，首先利用特征點(diǎn)提取器提取特征點(diǎn)，然后通過(guò)灰度相關(guān)匹配方法對(duì)兩幅圖像中的特征點(diǎn)進(jìn)行初始匹配，最后利用RANSAC算法實(shí)現(xiàn)對(duì)變換參數(shù)的估計(jì)

2、。為了減少兩幅圖像因相隔較多幀導(dǎo)致的配準(zhǔn)之間的誤差，本文在圖像序列中插入一定數(shù)量的模板來(lái)保證配準(zhǔn)誤差的減小。同時(shí)又引入基準(zhǔn)幀的概念，將所有圖像幀投影到基準(zhǔn)幀，這里的基準(zhǔn)幀類(lèi)似于一張?zhí)摂M的全景圖像。
　　結(jié)合攝像機(jī)標(biāo)定的知識(shí)，在實(shí)際冰場(chǎng)上擺放標(biāo)記物體。計(jì)算出從像素坐標(biāo)系到冰場(chǎng)坐標(biāo)系的變換矩陣。最后將運(yùn)動(dòng)員的跟蹤結(jié)果轉(zhuǎn)換到冰場(chǎng)坐標(biāo)系，為后續(xù)運(yùn)動(dòng)員的滑行數(shù)據(jù)計(jì)算提供支持。
　　運(yùn)動(dòng)跟蹤子系統(tǒng)利用稀疏表示的方法對(duì)運(yùn)動(dòng)員識(shí)別并跟蹤。預(yù)

3、測(cè)步驟采用適應(yīng)于非線(xiàn)性的粒子濾波算法實(shí)現(xiàn)。在粒子濾波框架下，用高斯分布模型從待跟蹤的目標(biāo)周?chē)杉欢〝?shù)量的粒子。同時(shí)設(shè)置一組目標(biāo)模板，在模板集中包括一定數(shù)量的單位模板，單位模板的設(shè)置為了考慮將來(lái)的遮擋情況的出現(xiàn)。確定跟蹤結(jié)果要利用1范式最小化方法計(jì)算每個(gè)目標(biāo)候選的重構(gòu)誤差，選擇具有最小的重構(gòu)誤差的目標(biāo)候選作為跟蹤的結(jié)果，接下來(lái)按照粒子濾波的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型進(jìn)行狀態(tài)的遞推，并根據(jù)所采樣的粒子衰減程度進(jìn)行重新采樣。最后，利用跟蹤結(jié)果，給目標(biāo)模板