广西师范大学陆声链获国家专利权
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龙图腾网获悉广西师范大学申请的专利一种挺身式跳远空中技术动作自动评测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116758627B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310606665.6,技术领域涉及:G06V40/20;该发明授权一种挺身式跳远空中技术动作自动评测方法是由陆声链;麦贤健;向军;邱志良设计研发完成,并于2023-05-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种挺身式跳远空中技术动作自动评测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种挺身式跳远空中技术动作自动评测方法,包括如下步骤:S1.确定摄像机放置位置及拍摄参数;S2.人体姿态估计及特征角提取;S3.建立空中技术动作标准库;S4.空中技术动作姿态匹配;S5.空中技术动作姿态评估。这种方法能对跳远者起跳、腾空技术动作姿态进行量化的评估,对跳远者挺身式跳远空中技术动作提供量化的数据,作为成绩考核的重要参考指标,减少评测带来的人为主观因素影响;跳远者在平时训练时,也能通过参考评测的结果,及时纠正跳远过程中各技术出现不规范的问题,还可以参考这些量化的反馈数据,针对性指导跳远者,提高个性化训练的可能性。
本发明授权一种挺身式跳远空中技术动作自动评测方法在权利要求书中公布了:1.一种挺身式跳远空中技术动作自动评测方法,其特征在于,包括如下步骤: S1.确定摄像机放置位置及拍摄参数:根据校园中挺身式跳远成绩考核考场特点确定摄像机摆放位置以及摄像机拍摄参数,摄像机距离助跑区域边线为D米,并调整摄像机至合适的角度用于录制跳远者从起跳到落地时的整个过程; S2.人体姿态估计及特征角提取:获取人体的关节点在图像中的坐标: S2-1.使用BlazePose人体姿态估计算法提取人体的关键点坐标,去除与研究跳远者姿态动作无关的关键点信息; S2-2.关节夹角计算方法,BlazePose检测输出的右踝关节、右膝关节和右髋关节C,B与A、C的连线形成的夹角为,设、、C的坐标分别为、、,则AB与BC的弧度角为: 1; 得到是弧度,通过公式1计算出来的弧度有正有负,转为角度需取绝对值且肢体角度,最终的由公式2得出: 2; 公式(2)得出的是关节间的夹角,肢体与水平和竖直方向上的夹角以跳远者右小腿为假设,D为经过点A且平行于轴的直线与经过点B且垂直于轴的直线的交点,D的坐标为,为经过点A且垂直于轴的直线与轴的交点,的坐标为,为BA与AD的夹角,AD平行于轴,是BA与的夹角,垂直于轴,由公式1、2即能求出、; S3.建立空中技术动作标准库:采用步骤S2-1中提取人体的关键点坐标,来提取相应的姿态特征,建立标准动作姿态库; S4.空中技术动作姿态匹配:采用匹配算法从待测跳远视频中抽取与标准动作姿态最相似的关键帧,包括起跳、挺身展髋和收腹落地三个动作姿态关键帧,具体的姿态匹配过程是: S4-1.提取姿态特征角,定义起跳、挺身展髋和收腹三个动作的特征角,起跳姿态特征角为、、;挺身展髋姿态特征角为、、;收腹姿态特征角为、、; S4-2.计算待测姿态与标准姿态的特征角加权欧式距离,从跳远视频中逐帧提取图像中的待测姿态,并将此待测姿态分别按起跳、挺身展髋、收腹三个姿态对应的特征角组成的特征角向量与三个标准姿态对应的特征角向量进行加权欧式距离计算,来评估待测姿态分别与三个标准姿态的相似度,假设待测姿态特征角向量为,标准姿态的对应的特征角向量为,则加权欧式距离为: 3; 其中,1表示起跳姿态,2表示挺身展髋姿态,3表示收腹姿态,、表示对应姿态的特征角向量;为待测姿态起跳特征角向量与对应标准起跳姿态特征角向量的加权欧式距离,为待测姿态挺身特征角向量与对应标准挺身姿态特征角向量的加权欧式距离,为待测姿态收腹特征角向量与对应标准收腹姿态特征角向量的加权欧式距离;为特征角数量;表示姿态的第个特征角的权重; S4-3.计算余弦距离,为提高姿态匹配的准确率,设置阈值,对的所有待测姿态关键点坐标向量与对应标准姿态的关键点坐标向量计算其余弦距离,假设待测姿态的坐标向量为,标准姿态的坐标向量为,待测姿态与标准姿态的坐标向量余弦距离为: 4; S4-4.计算综合距离,综合考虑待测姿态与标准姿态的特征角欧式距离和坐标点向量余弦距离,得到待测姿态与标准姿态的综合距离,如公式5: 5; 其中为匹配对应动作姿态的系数权重,其中,1表示起跳姿态,2表示挺身展髋姿态,3表示收腹姿态; S4-5.对待测姿态与三个关键动作标准姿态计算的综合距离结果,取作为最终匹配的结果; S5.空中技术动作姿态评估:对步骤S4匹配出来的三个姿态进行评分; S5-1.确定评分函数,通过姿态匹配算法匹配得出的起跳、挺身、收腹三个关键动作姿态进行评估,输出各个姿态的成绩,使用基于待测姿态与标准姿态的相似程度进行评分,使用公式5计算得出的待测姿态与标准姿态的综合距离进行度量,越小表示越相似,评分也越高,使用线性函数将综合距离转为分数: 6; 其中,和为常数; S5-2.计算姿态得分,为获得k和c的值以及提高评分的准确性和客观性,选出具有代表性的n组挺身式跳远视频,并在互不干扰、影响的情况下分别对视频中的起跳、挺身、收腹3个关键动作姿态进行评分,每一个关键姿态得分采取100分制,取平均分作为该姿态的最后得分,对n组视频中的已评分的关键姿态计算其与对应标准姿态的综合距离,最后得到3类样本,其中,1表示起跳姿态,2表示挺身姿态,3表示收腹姿态,视频编号;表示视频编号中姿态为与之对应的标准姿态的综合距离,综合距离由公式5计算得出,是对该姿态打分的平均得分,使用最小二乘拟合方法,分别对3类样本进行拟合,分别得到起跳、挺身、收腹姿态对应的最优的和,对于各个匹配出来的姿态,求得综合距离d,代入公式6即能得到对应的得分。
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