用于田径比赛的鹰眼系统的制作方法

1.本实施例主要涉及一种鹰眼系统，更具体地涉及用于田径比赛的鹰眼系统。


背景技术：

2.田径比赛场地较大，在该场地上可以同时进行多个项目的比赛。各个比赛项目都需要进行现场裁决，但是针对裁判的现场裁决，经常存在争议。以往的田径比赛中，增加了“人工”操作的仲裁技术录像环节，如径赛运动员踩左侧分界线、接力区外传接棒等留有痕迹，为比赛的裁决提供了依据。但是这种人工仲裁录像，需要将录像数据的存储卡送至固定地点进行播放之后，才能判断是否存在犯规行为，这种人工录像计数很难达到“快速、精准、及时”的现场判罚，以适应比赛需要。此外，田径赛场上并非进行排球、足球、篮球、乒乓球等球类的单一比赛，而是存在多种比赛，需要该仲裁或鹰眼系统满足各种比赛的需求。
3.因此，在田径比赛领域，存在对一种“快速、精准、及时”的仲裁鹰眼系统的需求。


技术实现要素：

4.根据本公开的一个方面，提供一种用于田径比赛的鹰眼系统，该田径比赛包括多种比赛项目，包括：采集装置，包括多个相机，多个相机按照预设的布局而被布置在田径赛场上；存储装置，包括至少一个存储服务器，且被构造为存储相机所采集的视频数据；主控装置；以及显示装置，被构造为显示经数据处理模块处理的视频数据。该主控装置包括：命令发送模块，其被构造为发出触发命令，触发命令表示田径赛场上即将进行多种比赛项目中的一种比赛项目；配置选择模块，包括多种预设的配置，且被构造为接收来自触发模块的触发命令，并且基于所接收的触发命令从多种预设的配置中选择相应的配置，多种预设的配置与多种比赛项目一一对应；相机控制模块，被构造为基于所选择的相应的配置而对多个相机中的相应相机进行调整，以与即将进行的比赛项目相匹配且进行数据采集；以及数据处理模块，被构造为处理由存储装置所存储的视频数据。
5.在本公开的一些实施例中，预设的布局根据田径赛场上的多种比赛项目的位置而被设计，以及触发命令由用户手动发出或者由主控装置根据赛事安排自动发出。
6.在本公开的一些实施例中，多种预设的配置中的每种配置包括多个相机中的适配于该配置的至少一个相机的编号、以及至少一个相机中的每个相机的姿态、焦距和曝光量。
7.在本公开的一些实施例中，数据处理模块包括：时间戳标记模块，被构造为接收来自用户的输入而在视频数据的当前帧上标记时间戳，其中用户在一显示器播放的视频的一帧中观察到运动员犯规时，执行输入；以及视频截取模块，被构造为基于所标记的时间戳，将标记有时间戳的一帧视频数据以及该帧视频数据的前后若干帧存储为目标视频。
8.在本公开的一些实施例中，数据处理模块还包括：第一跟踪模块，被构造为对第一特定相机所采集的视频进行处理以跟踪第一目标对象，其中第一目标对象为进行比赛的一个或多个运动员；以及电子放大模块，被构造为对所跟踪的第一目标对象进行电子放大且将经电子放大的图像传输至显示器，其中第一特定相机以固定的姿态和焦距来采集数据或
以可变的姿态和焦距来采集数据。
9.在本公开的一些实施例中，相机控制模块包括：同步触发电路，被构造为对多个相机中的至少两个相机进行同步触发以进行同步采集；其中，时间戳标记模块被构造为接收来自用户的输入，以在由至少两个相机采集的视频数据上标记时间戳。
10.在本公开的一些实施例中，采集装置还包括：交换机，被构造为接收多个相机所采集的数据并且将数据传输至存储装置；其中，交换机通过有线的方式接收来自多个相机中的第一部分相机所采集的数据且通过无线的方式接收来自多个相机中的第二部分相机所采集的数据。
11.在本公开的一些实施例中，数据处理模块还包括：第二跟踪模块，被构造为对第二特定相机所采集的视频进行处理以跟踪第二目标对象，第二目标对象为赛场上的比赛器械；以及电子放大模块，被构造为对所跟踪的第二目标对象进行电子放大且将经电子放大的图像传输至显示器，其中第二特定相机以固定的姿态和焦距来采集数据或以可变的姿态和焦距来采集数据。
12.在本公开的一些实施例中，用于田径比赛的鹰眼系统还包括：转换器，被构造为将来自存储装置的hdmi图像信息转换为sdi图像信息，并且将其传送到主控装置。
13.根据本公开的实施例的用于田径比赛的鹰眼系统能够适用于田径比赛场上的多种比赛，该鹰眼系统能够根据比赛的不同而转换相应采集装置的参数，从而适用于不同的比赛，从而节省人工成本，不需要多个工作人员分别在每个比赛场地附近进行拍摄，能够通过鹰眼系统的采集装置、存储装置以及主控装置的协同，而及时准确地反馈比赛实况，以满足仲裁的要求。
14.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
15.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。
16.图1示出了根据本公开的一个实施例的用于田径比赛的鹰眼系统的示意图。
17.图2示出了根据本公开的一个实施例的主控装置的视图。
18.图3示出了用来实施本公开的实施例的示例设备的示意性框图。
具体实施方式
19.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
20.在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对
象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
21.在本公开的实施例的描述中，对“实施例”或“一些实施例”的引用旨在指示关于实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一些实施例中。因此，可以在本描述的一个或多个点中存在的诸如“在实施例中”或“在一些实施例中”的短语不一定指代同一些实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的构造、结构或特性。
22.以下将参考附图更加详细地说明根据本公开的用于田径比赛的鹰眼系统。
23.图1示出了根据本公开的一个实施例的用于田径比赛的鹰眼系统的示意图。
24.如图1所示，田径赛场通常包括多个区域，在图1中使用数字标注出了一些重要区域，例如区域1一般表示长跑和短跑的终点，区域1的附近可以表示400米、800米、4*100米、4*400米和10000米等比赛的起点。区域2一般表示1500米比赛的起点。区域1和区域2之前的弯道一般表示第一弯道。区域3一般表示200米和5000米比赛的起点，区域4一般表示100米和110米比赛的起点。区域3和区域4之间的弯道一般表示第二弯道。第一弯道包围的区域是区域5，在区域5的如图1所示的中间部分进行标枪比赛，在区域5的如图1所示的上部区域一般进行铅球和投掷(比如铁饼和链球)比赛，在区域5的如图1所示的下部区域一般进行铅球和跳高比赛，区域7则是所投掷的铁饼、铅球、链球和标枪等的落地区域。第二弯道包围的区域是区域6，在区域6的如图1所示的中间部分进行标枪比赛，在区域6的如图1所示的上部区域一般进行铅球和撑杆跳高的比赛，在区域6的如图1所示的下部区域一般进行铅球比赛并且还包括撑杆跳高的助跑区域，区域7则是所投掷的铅球和标枪等的落地区域。区域8是三级跳远和跳远的比赛场地，区域9是3000米比赛的起点。
25.如图1所示，一部分相机是布置在场地外侧的场外相机101，一部分相机是布置在区域5和6上的场内相机102。如图1所示，在区域1和4附近可以多放置一些相机。针对第一弯道和第二弯道，多个相机可以均匀地布置。针对区域5和6，可以均匀地布置多个相机。如图1所示，在场地外侧的场外相机101可以通过有线的方式与存储器连接。在场地内侧的场内相机102可以通过无线的方式与存储器连接，但是考虑到无线方式的连接在传输较大的视频流方面存在困难，可以考虑减少场内相机102的数量。在此情况下，在需要拍摄区域5和6中的比赛的情况下，可以对适当的场外相机101进行朝向和焦距的变化，从而使得这些场外相机101能够对区域5和6进行拍摄，因而减少场内相机102的数量，从而减少无线传输的数据量。
26.本领域的技术人员应当理解如图1所示的相机机位以及每个区域中的相机的数量只是示意性的相机布局和数量。可以根据实际情况和需求的不同，增加或减少场外相机101和场内相机102的数量，并且改变这些相机的布局。这些相机的布局和数量都可以在比赛进行之前提前设置好。
27.如图1所示，该鹰眼系统包括主控装置107，该主控装置107可以包括存储器，从而相机101和102所采集的数据可以直接传输至主控装置107的存储器。但是考虑到数据量巨大以及主控装置107的存储器还需要处理其他任务，在如图1所示的实施例中，优选地该鹰眼系统还包括存储装置，该存储装置可以包括至少一个存储器103，如图1所示场外相机101通过有线的方式与存储器103相连，场外相机101将所采集的数据通过网线等传递到交换器105，然后交换器105而传输到存储器103。场内相机102通过无线的方式经由无线基站104与存储器103相连，从而将所采集的数据传输到存储器103。如图1所示，实线表示有线连接，虚
线表示无线连接。
28.主控装置107可以直接与这些存储器103相连。但是，存储器103所传输的hdmi信息不是非常适于远距离传输，因此如图1所示，主控装置107也可以通过转换器106与存储器103相连。转换器106可以将存储器103所存储的hdmi格式的图像信息转换为sdi格式的图像信息，sdi格式的图像信息更加便于远程传输。因此通过增加转换器106，可以将存储器103布置成更加靠近相机101和102，从而缓解无线传输视频数据和有线传输视频数据过程中，由于路程较远而导致的传输阻塞问题。通过转换器106转换之后的sdi图像信息可以使用较长的网线被传输到主控装置107，主控装置107可以设置在离比赛场地较远的中控室内。
29.主控装置107对转换器106所传输的数据进行处理。同时，主控装置107还可以发出命令以对相机101和102进行调整，该命令的数据量较小，如图1所示，该命令可以以无线的方式被传输到无线基站，从而发送到各个相机。在中控室内，还可以设置多个室内显示器108，以显示经过主控装置107所处理的视频数据，这些室内显示器108的数量与多个相机的数量相对应。此外，相关裁判员、教练员和运动员也可以通过笔记本电脑、手机和pad等终端设备109来观看经过主控装置107所处理的视频。
30.以下将参考图2来详细说明主控装置107。如图2所示，主控装置107包括命令发送模块201、配置选择模块202、相机控制模块203和数据处理模块204。下文将对每个模块进行详细的说明。
31.命令发送模块201被构造为发出触发命令。该触发命令表示田径赛场上即将进行多种比赛项目中的一种比赛项目。用户可能通过输入装置(例如键盘或鼠标)来发出该触发命令。该触发命令还可以由主控装置107自动发出，例如在比赛开始之前可以编制该比赛的时间列表，当到达特定的时间之后，主控装置107发出即将进行特定比赛的触发命令。
32.配置选择模块202包括多种预设的配置，其中每种配置与每项比赛是一一对应的，这些配置在比赛开始之前已经被预先设定好，在进行某项比赛时，直接调用与该项比赛匹配的预设配置。每种配置包括针对即将进行的比赛哪些相机需要被开启，以及这些被开启的相机中的每个相机的朝向，每个相机的焦距以及曝光量等参数，其中朝向可以包括俯仰角、偏航角和横滚角。该配置选择模块202被构造为接收来自触发模块的触发命令，并且基于所接收的触发命令从多种预设的配置中选择相应的配置。
33.相机控制模块203被构造为基于所选择的配置而对相应的相机进行调整，相应的相机是指与所选择的配置相对应的那些相机，对相机进行的调整包括使得相机开启或关闭，调整相机的朝向、调整相机的焦距以及调整相机的曝光量等参数。为了使得多个相机能够同时采集数据，该相机控制模块203还包括同步触发电路2031，该同步触发电路被构造为对多个相机进行同步触发使得它们能够同时进行采集，从而使得多个相机能够从多个角度对相同的区域同时进行采集。
34.数据处理模块204被构造为处理由所述存储装置所存储的视频数据。数据处理模块204所能进行的处理包括对时间戳进行标记，对感兴趣视频进行截取，对目标对象进行跟踪，以及对所跟踪的目标对象进行电子放大。
35.为了在视频上标记时间戳，该数据处理模块204包括时间戳标记模块2041。当用户在一显示器播放的视频中观察到运动员可能犯规时，可以使用鼠标和语音识别设备等，执行输入，从而时间戳标记模块2041在该视频的当前正被播放的一帧上留下表示犯规的时间
戳。在前文中已经描述了，多个相机可以同时采集数据，那么所显示的多个视频上可以标定多个时间戳。该数据处理模块204还包括视频截取模块2042，该视频截取模块2042可以基于所标记的时间戳，将标记有时间戳的该帧之前的若干帧和该帧之后的若干帧截取下来，保存成证据短视频。裁判通过查阅这些短视频或者通过查看视频撒上的时间戳，能够快速地定位到犯规时间点儿，而不用浏览所有的视频来确定犯规地点。
36.为了对目标对象进行跟踪，该数据处理模块204可以包括跟踪模块2043，该跟踪模块可以对多种不同的对象进行跟踪，例如对运动员进行跟踪，对比赛器械进行跟踪等。该跟踪或检测可以基于yolo等目标检测深度神经网络来实现。在用户选择待被跟踪的目标对象之后，该跟踪模块2043可以自动地实时跟踪目标对象。此外，视频截取模块2042可以将目标对象被跟踪的相关帧截取下来，以保存为证据视频。例如，跟踪模块2043可以跟踪进行800米以上的长跑比赛的一个人，该跟踪是跨相机的跟踪。跟踪模块2043还可以跟踪进行800米以下的短跑比赛的群体，该跟踪也是跨相机的跟踪。跟踪模块2043还可以跟踪进行100米或110米比赛的群体，该跟踪的视频数据可以是终点附近放置的相机所采集的视频，因此该跟踪不需要是跨相机的跟踪。还比如在进行标枪比赛时，通常对标枪的落地点儿存在争议，可以通过多个相机来拍摄标枪比赛的视频，那么针对标枪的跟踪也是跨摄像头的跟踪，以在标枪比赛的整个过程中，对标枪进行跟踪，从而准确地跟踪到标枪的落地点，并将落地点附近的帧存在为仲裁证据。
37.相机对跟踪对象进行拍摄时，通常在目标对象离相机较远时，目标对象较小，在目标对象离相机较近时，目标对象较大。为了使得被跟踪对象以合适的且基本固定的尺寸被显示在显示器上，该数据处理模块还包括电子放大模块2044，该电子放大模块被跟踪为对所跟踪的目标对象进行电子放大，从而被跟踪对象基本以同等的大小显示在显示器上。
38.图3示出了可以用来实施本公开的实施例的示例设备300的示意性框图。设备300可以用于实现图1的主控装置107。如图所示，设备300包括中央处理单元(cpu)301，其可以根据存储在只读存储器(rom)302中的计算机程序指令或者从存储单元308加载到随机访问存储器(ram)303中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还可存储设备300操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。
39.设备300中的多个部件连接至i/o接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
40.处理单元301执行上文所描述的各个处理模块，例如处理模块201至204，以及模块2041
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2044中的任一个。例如，在一些实施例中，模块201至204，以及模块2041
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2044中的任一个可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到ram 303并由cpu 301执行时，可以执行上文描述的模块201至204，以及模块2041
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2044中的任一个的一个或多个。备选地，在其他实施例中，cpu 301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被构造为执行模块201至204，以及模块2041
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2044中的任一个。
41.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)等等。
42.用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
43.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd
‑
rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
44.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
45.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。