基于人臉識(shí)別的乒乓球智能訓(xùn)練平臺(tái)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-29 11:58
隨著人工智能在社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn),以人臉識(shí)別為基礎(chǔ)的公安人臉布控、社區(qū)人臉門禁、單位人臉考勤等應(yīng)用已逐步進(jìn)入實(shí)用階段,人體行為識(shí)別和非接觸人體生理參數(shù)檢測等技術(shù)的研究也得到快速發(fā)展,人工智能在文體娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開始興起,如何將現(xiàn)有的成熟技術(shù)應(yīng)用于文體娛樂領(lǐng)域的乒乓球智能訓(xùn)練系統(tǒng)是值得研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文嘗試將這些技術(shù)綜合應(yīng)用于智能乒乓球訓(xùn)練系統(tǒng)中,有效提升訓(xùn)練人員的訓(xùn)練體驗(yàn)與整個(gè)訓(xùn)練過程的安全。相對于傳統(tǒng)的教練一對一指導(dǎo)方式,本文通過會(huì)員人臉注冊機(jī)制,允許多個(gè)會(huì)員同時(shí)在場所中獲得各人專屬的訓(xùn)練學(xué)習(xí)計(jì)劃,并通過發(fā)球機(jī)進(jìn)行個(gè)性化的訓(xùn)練,同時(shí)收集訓(xùn)練中的動(dòng)作視頻,乒乓球落點(diǎn)視頻上傳云端進(jìn)行智能分析,方便專業(yè)教練進(jìn)行評(píng)估,提出新的個(gè)性化訓(xùn)練計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)一對多的新型教練訓(xùn)練系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)了一款基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人臉識(shí)別、人體骨骼識(shí)別和人臉心率檢測的綜合智能乒乓球訓(xùn)練系統(tǒng)與平臺(tái),主要用于解決乒乓球運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的智能化訓(xùn)練問題,該系統(tǒng)在乒乓球訓(xùn)練場所入口處放置人臉識(shí)別攝像頭,用于乒乓球會(huì)員簽到及訓(xùn)練臺(tái)號(hào)的分配,在每個(gè)智能訓(xùn)練球臺(tái)上方設(shè)置智能分析攝像頭,用于乒乓球會(huì)員的動(dòng)作檢測和人臉心率檢測。每個(gè)...
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一種基于智能手環(huán)的體育教學(xué)平臺(tái)使用界面
南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第一章緒論7圖1.2龐伯特2.0和運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練的場景近兩年,已經(jīng)大量涌現(xiàn)出一批專利,利用深度學(xué)習(xí)對乒乓球運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)作進(jìn)行比對、糾正、重建,能夠進(jìn)一步提升科學(xué)的訓(xùn)練方法,提高訓(xùn)練效率,同時(shí)采用三維重建的方法能夠讓人們更加形象清晰認(rèn)識(shí)到自己的錯(cuò)誤。2019年,由劉昌黎等人公布的專利已經(jīng)聚焦于采用深度學(xué)習(xí)的方法智能糾正乒乓球的接發(fā)球姿勢[20],研究了一種智能乒乓球糾正練習(xí)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由控制模塊,畫面采集模塊,手勢檢測模塊,身體檢測模塊,語音交互模塊,3D顯示模塊組成。其主要目的主要針對于快速糾正運(yùn)動(dòng)員的擊球標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作,由于乒乓球發(fā)球球速快,旋轉(zhuǎn)多,球路復(fù)雜,擊球手需要快速作出判斷進(jìn)行回?fù)簦谶@個(gè)過程中較為容易出現(xiàn)動(dòng)作的變形。目前這一動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)與否主要通過教練員的人眼判斷,并對此加以指導(dǎo)和糾正,而且發(fā)球狀態(tài)無法經(jīng)常保持一致,對單一的回?fù)魟?dòng)作也很難做出重復(fù)的矯正練習(xí)。通過架設(shè)于訓(xùn)練者周圍的若干攝像頭采集訓(xùn)練視頻,與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)動(dòng)作進(jìn)行對比,強(qiáng)化了單一動(dòng)作的訓(xùn)練,做到了具體化、標(biāo)準(zhǔn)化,避免了目測產(chǎn)生的誤判問題。近兩年,隨著生活節(jié)奏越來越快,越來越多的人們選擇購買智能發(fā)球機(jī)在家進(jìn)行乒乓球運(yùn)動(dòng),由此也帶來了乒乓球智能發(fā)球機(jī)的快速發(fā)展。過去的老式發(fā)球機(jī)由于其設(shè)備不夠智能化,只能發(fā)出固定幾個(gè)角度和球速的球,缺少變化,被專業(yè)訓(xùn)練隊(duì)員所舍棄,同時(shí)也不利于新手入門的成長。2019年,洛可可公司推出了一款智能乒乓球訓(xùn)練發(fā)球機(jī)[21],其具體裝置如下圖1.3所示。
南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第一章緒論8圖1.3智能乒乓球發(fā)球機(jī)的產(chǎn)品圖該公司的產(chǎn)品已經(jīng)多年市場的歷練,自成立以來在乒乓球領(lǐng)域中有超過六十年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),并為一些世界頂級(jí)乒乓球員制造過乒乓球器材,結(jié)合雙方在專業(yè)乒乓球和發(fā)球機(jī)制造領(lǐng)域的知識(shí)。該智能發(fā)球機(jī)產(chǎn)品歷時(shí)五年的研發(fā),最終被命名為Infinity智能發(fā)球機(jī)。如下圖1.4所示,是該智能發(fā)球機(jī)的結(jié)構(gòu)渲染圖。圖中可以看到該發(fā)球機(jī)采用了智能回收網(wǎng)的設(shè)計(jì),能夠?qū)⒙淙刖W(wǎng)內(nèi)的乒乓球重新吸入發(fā)球機(jī)中,進(jìn)行持續(xù)的高強(qiáng)度訓(xùn)練。同時(shí)球網(wǎng)采用了多個(gè)掛鉤的設(shè)計(jì),方便進(jìn)行安裝,能夠快速在球臺(tái)上安裝展開運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。圖1.4智能乒乓球訓(xùn)練發(fā)球機(jī)回收網(wǎng)系統(tǒng)為了達(dá)到能夠進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的水平,該智能發(fā)球機(jī)相比于市面上的普通產(chǎn)品,采用了如下圖1.5所示的電機(jī)控制組,高達(dá)六組電機(jī)的控制單元能夠讓發(fā)球機(jī)高速響應(yīng)指令,快速發(fā)出多個(gè)角度、不同頻率的球。經(jīng)過實(shí)際測試,該智能發(fā)球機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)水平方向上一百五十度的無縫高速轉(zhuǎn)動(dòng),垂直方向上五十度到向下三十度的發(fā)球軌跡,同時(shí)每分鐘最高可以發(fā)出120
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于反向雙目識(shí)別的駕駛員分心檢測[J]. 王冠,李振龍. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(17)
[2]Hough算法在圖像處理中的應(yīng)用[J]. 鐘彩,文密. 信息通信. 2012(06)
[3]人臉檢測技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J]. 霍鵬. 科技信息. 2012(24)
[4]遺傳算法研究進(jìn)展[J]. 馬永杰,云文霞. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(04)
[5]表面肌電信號(hào)測試中工頻干擾的抑制[J]. 羅志增,任曉亮. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2005(02)
[6]基于隱馬爾可夫模型的自動(dòng)人臉識(shí)別方法[J]. 徐毅瓊,李弼程,王波. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2004(S2)
[7]濾除ECG中肌電和寬頻率范圍工頻干擾的小波算法[J]. 趙捷,華玫. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2004(03)
碩士論文
[1]基于彈性圖匹配法的人臉識(shí)別算法研究[D]. 劉曉東.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3309280
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一種基于智能手環(huán)的體育教學(xué)平臺(tái)使用界面
南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第一章緒論7圖1.2龐伯特2.0和運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練的場景近兩年,已經(jīng)大量涌現(xiàn)出一批專利,利用深度學(xué)習(xí)對乒乓球運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)作進(jìn)行比對、糾正、重建,能夠進(jìn)一步提升科學(xué)的訓(xùn)練方法,提高訓(xùn)練效率,同時(shí)采用三維重建的方法能夠讓人們更加形象清晰認(rèn)識(shí)到自己的錯(cuò)誤。2019年,由劉昌黎等人公布的專利已經(jīng)聚焦于采用深度學(xué)習(xí)的方法智能糾正乒乓球的接發(fā)球姿勢[20],研究了一種智能乒乓球糾正練習(xí)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由控制模塊,畫面采集模塊,手勢檢測模塊,身體檢測模塊,語音交互模塊,3D顯示模塊組成。其主要目的主要針對于快速糾正運(yùn)動(dòng)員的擊球標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作,由于乒乓球發(fā)球球速快,旋轉(zhuǎn)多,球路復(fù)雜,擊球手需要快速作出判斷進(jìn)行回?fù)簦谶@個(gè)過程中較為容易出現(xiàn)動(dòng)作的變形。目前這一動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)與否主要通過教練員的人眼判斷,并對此加以指導(dǎo)和糾正,而且發(fā)球狀態(tài)無法經(jīng)常保持一致,對單一的回?fù)魟?dòng)作也很難做出重復(fù)的矯正練習(xí)。通過架設(shè)于訓(xùn)練者周圍的若干攝像頭采集訓(xùn)練視頻,與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)動(dòng)作進(jìn)行對比,強(qiáng)化了單一動(dòng)作的訓(xùn)練,做到了具體化、標(biāo)準(zhǔn)化,避免了目測產(chǎn)生的誤判問題。近兩年,隨著生活節(jié)奏越來越快,越來越多的人們選擇購買智能發(fā)球機(jī)在家進(jìn)行乒乓球運(yùn)動(dòng),由此也帶來了乒乓球智能發(fā)球機(jī)的快速發(fā)展。過去的老式發(fā)球機(jī)由于其設(shè)備不夠智能化,只能發(fā)出固定幾個(gè)角度和球速的球,缺少變化,被專業(yè)訓(xùn)練隊(duì)員所舍棄,同時(shí)也不利于新手入門的成長。2019年,洛可可公司推出了一款智能乒乓球訓(xùn)練發(fā)球機(jī)[21],其具體裝置如下圖1.3所示。
南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第一章緒論8圖1.3智能乒乓球發(fā)球機(jī)的產(chǎn)品圖該公司的產(chǎn)品已經(jīng)多年市場的歷練,自成立以來在乒乓球領(lǐng)域中有超過六十年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),并為一些世界頂級(jí)乒乓球員制造過乒乓球器材,結(jié)合雙方在專業(yè)乒乓球和發(fā)球機(jī)制造領(lǐng)域的知識(shí)。該智能發(fā)球機(jī)產(chǎn)品歷時(shí)五年的研發(fā),最終被命名為Infinity智能發(fā)球機(jī)。如下圖1.4所示,是該智能發(fā)球機(jī)的結(jié)構(gòu)渲染圖。圖中可以看到該發(fā)球機(jī)采用了智能回收網(wǎng)的設(shè)計(jì),能夠?qū)⒙淙刖W(wǎng)內(nèi)的乒乓球重新吸入發(fā)球機(jī)中,進(jìn)行持續(xù)的高強(qiáng)度訓(xùn)練。同時(shí)球網(wǎng)采用了多個(gè)掛鉤的設(shè)計(jì),方便進(jìn)行安裝,能夠快速在球臺(tái)上安裝展開運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。圖1.4智能乒乓球訓(xùn)練發(fā)球機(jī)回收網(wǎng)系統(tǒng)為了達(dá)到能夠進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的水平,該智能發(fā)球機(jī)相比于市面上的普通產(chǎn)品,采用了如下圖1.5所示的電機(jī)控制組,高達(dá)六組電機(jī)的控制單元能夠讓發(fā)球機(jī)高速響應(yīng)指令,快速發(fā)出多個(gè)角度、不同頻率的球。經(jīng)過實(shí)際測試,該智能發(fā)球機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)水平方向上一百五十度的無縫高速轉(zhuǎn)動(dòng),垂直方向上五十度到向下三十度的發(fā)球軌跡,同時(shí)每分鐘最高可以發(fā)出120
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于反向雙目識(shí)別的駕駛員分心檢測[J]. 王冠,李振龍. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(17)
[2]Hough算法在圖像處理中的應(yīng)用[J]. 鐘彩,文密. 信息通信. 2012(06)
[3]人臉檢測技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J]. 霍鵬. 科技信息. 2012(24)
[4]遺傳算法研究進(jìn)展[J]. 馬永杰,云文霞. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(04)
[5]表面肌電信號(hào)測試中工頻干擾的抑制[J]. 羅志增,任曉亮. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2005(02)
[6]基于隱馬爾可夫模型的自動(dòng)人臉識(shí)別方法[J]. 徐毅瓊,李弼程,王波. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2004(S2)
[7]濾除ECG中肌電和寬頻率范圍工頻干擾的小波算法[J]. 趙捷,華玫. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2004(03)
碩士論文
[1]基于彈性圖匹配法的人臉識(shí)別算法研究[D]. 劉曉東.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3309280
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