本發(fā)明涉及深度學(xué)習(xí)檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，kinect傳感器技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)模型重構(gòu)技術(shù)，但現(xiàn)有技術(shù)只是對(duì)人所做動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)，沒(méi)有運(yùn)用到籃球領(lǐng)域，讓真人對(duì)重建模型進(jìn)行針對(duì)性的防守。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠得到較精確的籃球動(dòng)作信息，從而可以進(jìn)行空間中的模型重構(gòu)，為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)系統(tǒng)，包括kinect深度傳感器、深度學(xué)習(xí)模塊，以及籃球動(dòng)作姿態(tài)重建模塊；其中

kinect深度傳感器，用于提取運(yùn)動(dòng)員完整籃球動(dòng)作彩色圖、籃球動(dòng)作骨骼特征、籃球動(dòng)作骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的深度信息；

深度學(xué)習(xí)模塊，通過(guò)深度學(xué)習(xí)，對(duì)正確的籃球動(dòng)作進(jìn)行訓(xùn)練后，得到權(quán)重，從而對(duì)籃球動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)；然后對(duì)輸入的籃球動(dòng)作彩色圖進(jìn)行識(shí)別，如果識(shí)別到所需要的籃球動(dòng)作，進(jìn)而通過(guò)kinect深度傳感器提取該籃球動(dòng)作對(duì)應(yīng)的籃球動(dòng)作骨骼特征和籃球動(dòng)作骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的深度信息；由此得到連續(xù)幀的完整籃球動(dòng)作圖片集，將一系列圖片中的籃球動(dòng)作骨骼坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度值、kinect深度傳感器中的相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值保存；

籃球動(dòng)作姿態(tài)重建模塊，根據(jù)保存的骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，對(duì)一個(gè)完整的籃球動(dòng)作進(jìn)行重建；運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行相應(yīng)籃球動(dòng)作的訓(xùn)練時(shí)，模擬出相應(yīng)籃球動(dòng)作的模型，讓運(yùn)動(dòng)員主干骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)在相同的深度下進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)的提取，從而預(yù)測(cè)出相應(yīng)籃球動(dòng)作是否標(biāo)準(zhǔn)。

因?yàn)槎鄶?shù)人在運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有特定的肌肉記憶，所以，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員在投籃和突破時(shí)，都會(huì)有相同的動(dòng)作幅度，防守者根據(jù)模型，訓(xùn)練防守時(shí)，進(jìn)行蓋帽和搶斷所需要的防守記憶，可以為實(shí)際比賽提供幫助。

所述深度學(xué)習(xí)，是指基于yolo框架下的深度學(xué)習(xí)方法?？梢跃_的找到運(yùn)動(dòng)員的位置以及分辨出籃球動(dòng)作。

所述籃球動(dòng)作包括蓋帽、投籃、搶斷。

本發(fā)明的另一目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)方法，包含以下步驟：

s1、提取運(yùn)動(dòng)員完整籃球動(dòng)作彩色圖、籃球動(dòng)作骨骼特征、籃球動(dòng)作骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的深度信息；

s2、通過(guò)深度學(xué)習(xí)，對(duì)正確的籃球動(dòng)作進(jìn)行訓(xùn)練后，得到權(quán)重，從而對(duì)籃球動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)；然后對(duì)輸入的籃球動(dòng)作彩色圖進(jìn)行識(shí)別，如果識(shí)別到所需要的籃球動(dòng)作，進(jìn)而通過(guò)kinect深度傳感器提取該籃球動(dòng)作對(duì)應(yīng)的籃球動(dòng)作骨骼特征和籃球動(dòng)作骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的深度信息；由此得到連續(xù)幀的完整籃球動(dòng)作圖片集，將一系列圖片中的籃球動(dòng)作骨骼坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度值、kinect深度傳感器中的相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值保存；

s3、根據(jù)保存的骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，對(duì)一個(gè)完整的籃球動(dòng)作進(jìn)行重建；運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行相應(yīng)籃球動(dòng)作的訓(xùn)練時(shí)，模擬出相應(yīng)籃球動(dòng)作的模型，讓運(yùn)動(dòng)員主干骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)在相同的深度下進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)的提取，從而預(yù)測(cè)出相應(yīng)籃球動(dòng)作是否標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本發(fā)明使用kinect傳感器技術(shù)，只需要三維坐標(biāo)，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)所需要研究的籃球動(dòng)作較精確的模型重構(gòu)。

(2)本發(fā)明可以讓運(yùn)動(dòng)員有更加針對(duì)性的防守訓(xùn)練。

(3)本發(fā)明不需要在所觀者身上安裝任何體感傳感器。

(4)本發(fā)明通過(guò)深度學(xué)習(xí)檢測(cè)技術(shù)，提高了對(duì)彩色圖片識(shí)別的效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)方法的流程圖。

圖2為kinect深度傳感器下提取的籃球動(dòng)作骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的深度信息。

圖3為kinect深度傳感器下提取的籃球動(dòng)作骨骼特征圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1所示，想要對(duì)籃球動(dòng)作姿態(tài)進(jìn)行重建，通過(guò)kinect深度傳感器，得到籃球動(dòng)作彩色圖信息，籃球動(dòng)作深度圖信息以及籃球動(dòng)作骨骼特征。采集廣泛的標(biāo)準(zhǔn)籃球動(dòng)作，基于yolo框架，訓(xùn)練需要的權(quán)重，從而對(duì)籃球動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)，最后指導(dǎo)防守者進(jìn)行特殊的訓(xùn)練。

如圖2所示，被檢測(cè)者正在做投籃動(dòng)作，通過(guò)深度學(xué)習(xí)的檢測(cè)，提取出被認(rèn)為是進(jìn)行投籃動(dòng)作可能性較高的連續(xù)的幾幀圖片，獲取骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。從而，便可以得到基本的模型。防守者在kinect深度傳感器下，進(jìn)行蓋帽訓(xùn)練時(shí)，便可以虛擬的模擬出進(jìn)行投籃者的一系列籃球動(dòng)作的模型，讓訓(xùn)練者主干骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)在相同的深度下進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)對(duì)防守者的骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)的提取，從而預(yù)測(cè)出是否防守成功。因?yàn)槎鄶?shù)人在運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有特定的肌肉記憶，所以，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員在投籃和突破時(shí)，都會(huì)有相同的動(dòng)作幅度，防守者根據(jù)模型，訓(xùn)練防守時(shí)，進(jìn)行蓋帽和搶斷所需要的防守記憶，可以為實(shí)際比賽提供幫助。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)的一種籃球動(dòng)作模型重建和防守的指導(dǎo)系統(tǒng)，包括完成籃球動(dòng)作信息提取的Kinect深度傳感器、深度學(xué)習(xí)模塊，以及籃球動(dòng)作姿態(tài)重建模塊；其中深度學(xué)習(xí)模塊，通過(guò)深度學(xué)習(xí)對(duì)籃球動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)，并將一系列圖片中的籃球動(dòng)作骨骼坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度值、Kinect深度傳感器中的相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值保存；籃球動(dòng)作姿態(tài)重建模塊，根據(jù)保存的骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，對(duì)一個(gè)完整的籃球動(dòng)作進(jìn)行重建；在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)。本發(fā)明結(jié)合深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基本籃球動(dòng)作的識(shí)別和統(tǒng)計(jì)。

技術(shù)研發(fā)人員：張東;張?zhí)?魏偉和;黃天宇;胡競(jìng)濤;成斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.22
技術(shù)公布日：2017.09.29