速滑滑行數(shù)據(jù)測量分析系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、本文研究內(nèi)容是設計一套能夠應用于大道速滑比賽項目的運動數(shù)據(jù)測量分析系統(tǒng)。本套應用系統(tǒng)由以下幾部分組成:視頻圖像的配準子系統(tǒng)、運動目標跟蹤子系統(tǒng)、運動數(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)概要性設計、系統(tǒng)詳細性設計以及實現(xiàn)原理和所用方法。
　　配準子系統(tǒng)實包含以下幾個步驟，首先利用特征點提取器提取特征點，然后通過灰度相關匹配方法對兩幅圖像中的特征點進行初始匹配，最后利用RANSAC算法實現(xiàn)對變換參數(shù)的估計

2、。為了減少兩幅圖像因相隔較多幀導致的配準之間的誤差，本文在圖像序列中插入一定數(shù)量的模板來保證配準誤差的減小。同時又引入基準幀的概念，將所有圖像幀投影到基準幀，這里的基準幀類似于一張?zhí)摂M的全景圖像。
　　結合攝像機標定的知識，在實際冰場上擺放標記物體。計算出從像素坐標系到冰場坐標系的變換矩陣。最后將運動員的跟蹤結果轉(zhuǎn)換到冰場坐標系，為后續(xù)運動員的滑行數(shù)據(jù)計算提供支持。
　　運動跟蹤子系統(tǒng)利用稀疏表示的方法對運動員識別并跟蹤。預

3、測步驟采用適應于非線性的粒子濾波算法實現(xiàn)。在粒子濾波框架下，用高斯分布模型從待跟蹤的目標周圍采集一定數(shù)量的粒子。同時設置一組目標模板，在模板集中包括一定數(shù)量的單位模板，單位模板的設置為了考慮將來的遮擋情況的出現(xiàn)。確定跟蹤結果要利用1范式最小化方法計算每個目標候選的重構誤差，選擇具有最小的重構誤差的目標候選作為跟蹤的結果，接下來按照粒子濾波的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型進行狀態(tài)的遞推，并根據(jù)所采樣的粒子衰減程度進行重新采樣。最后，利用跟蹤結果，給目標模板