基于人脸识别的乒乓球智能训练平台设计
发布时间：2021-07-29 11:58
随着人工智能在社会多个领域的应用呈现,以人脸识别为基础的公安人脸布控、社区人脸门禁、单位人脸考勤等应用已逐步进入实用阶段,人体行为识别和非接触人体生理参数检测等技术的研究也得到快速发展,人工智能在文体娱乐领域的应用已经开始兴起,如何将现有的成熟技术应用于文体娱乐领域的乒乓球智能训练系统是值得研究的一个热点问题。本文尝试将这些技术综合应用于智能乒乓球训练系统中,有效提升训练人员的训练体验与整个训练过程的安全。相对于传统的教练一对一指导方式,本文通过会员人脸注册机制,允许多个会员同时在场所中获得各人专属的训练学习计划,并通过发球机进行个性化的训练,同时收集训练中的动作视频,乒乓球落点视频上传云端进行智能分析,方便专业教练进行评估,提出新的个性化训练计划,实现一对多的新型教练训练系统。本文设计了一款基于卷积神经网络人脸识别、人体骨骼识别和人脸心率检测的综合智能乒乓球训练系统与平台,主要用于解决乒乓球运动领域的智能化训练问题,该系统在乒乓球训练场所入口处放置人脸识别摄像头,用于乒乓球会员签到及训练台号的分配,在每个智能训练球台上方设置智能分析摄像头,用于乒乓球会员的动作检测和人脸心率检测。每个...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一种基于智能手环的体育教学平台使用界面
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论7图1.2庞伯特2.0和运动员进行训练的场景近两年，已经大量涌现出一批专利，利用深度学习对乒乓球运动中的动作进行比对、纠正、重建，能够进一步提升科学的训练方法，提高训练效率，同时采用三维重建的方法能够让人们更加形象清晰认识到自己的错误。2019年，由刘昌黎等人公布的专利已经聚焦于采用深度学习的方法智能纠正乒乓球的接发球姿势[20]，研究了一种智能乒乓球纠正练习系统。整个系统由控制模块，画面采集模块，手势检测模块，身体检测模块，语音交互模块，3D显示模块组成。其主要目的主要针对于快速纠正运动员的击球标准动作，由于乒乓球发球球速快，旋转多，球路复杂，击球手需要快速作出判断进行回击，在这个过程中较为容易出现动作的变形。目前这一动作的标准与否主要通过教练员的人眼判断，并对此加以指导和纠正，而且发球状态无法经常保持一致，对单一的回击动作也很难做出重复的矫正练习。通过架设于训练者周围的若干摄像头采集训练视频，与标准数据动作进行对比，强化了单一动作的训练，做到了具体化、标准化，避免了目测产生的误判问题。近两年，随着生活节奏越来越快，越来越多的人们选择购买智能发球机在家进行乒乓球运动，由此也带来了乒乓球智能发球机的快速发展。过去的老式发球机由于其设备不够智能化，只能发出固定几个角度和球速的球，缺少变化，被专业训练队员所舍弃，同时也不利于新手入门的成长。2019年，洛可可公司推出了一款智能乒乓球训练发球机[21]，其具体装置如下图1.3所示。
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论8图1.3智能乒乓球发球机的产品图该公司的产品已经多年市场的历练，自成立以来在乒乓球领域中有超过六十年的研发经验，并为一些世界顶级乒乓球员制造过乒乓球器材，结合双方在专业乒乓球和发球机制造领域的知识。该智能发球机产品历时五年的研发，最终被命名为Infinity智能发球机。如下图1.4所示，是该智能发球机的结构渲染图。图中可以看到该发球机采用了智能回收网的设计，能够将落入网内的乒乓球重新吸入发球机中，进行持续的高强度训练。同时球网采用了多个挂钩的设计，方便进行安装，能够快速在球台上安装展开运动训练。图1.4智能乒乓球训练发球机回收网系统为了达到能够进行实战训练的水平，该智能发球机相比于市面上的普通产品，采用了如下图1.5所示的电机控制组，高达六组电机的控制单元能够让发球机高速响应指令，快速发出多个角度、不同频率的球。经过实际测试，该智能发球机能够实现水平方向上一百五十度的无缝高速转动，垂直方向上五十度到向下三十度的发球轨迹，同时每分钟最高可以发出120
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于反向双目识别的驾驶员分心检测[J]. 王冠,李振龙. 科学技术与工程. 2018(17)
[2]Hough算法在图像处理中的应用[J]. 钟彩,文密. 信息通信. 2012(06)
[3]人脸检测技术现状与发展研究[J]. 霍鹏. 科技信息. 2012(24)
[4]遗传算法研究进展[J]. 马永杰,云文霞. 计算机应用研究. 2012(04)
[5]表面肌电信号测试中工频干扰的抑制[J]. 罗志增,任晓亮. 仪器仪表学报. 2005(02)
[6]基于隐马尔可夫模型的自动人脸识别方法[J]. 徐毅琼,李弼程,王波. 计算机应用. 2004(S2)
[7]滤除ECG中肌电和宽频率范围工频干扰的小波算法[J]. 赵捷,华玫. 航天医学与医学工程. 2004(03)
硕士论文
[1]基于弹性图匹配法的人脸识别算法研究[D]. 刘晓东.上海交通大学 2009
本文编号：3309280
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一种基于智能手环的体育教学平台使用界面
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论7图1.2庞伯特2.0和运动员进行训练的场景近两年，已经大量涌现出一批专利，利用深度学习对乒乓球运动中的动作进行比对、纠正、重建，能够进一步提升科学的训练方法，提高训练效率，同时采用三维重建的方法能够让人们更加形象清晰认识到自己的错误。2019年，由刘昌黎等人公布的专利已经聚焦于采用深度学习的方法智能纠正乒乓球的接发球姿势[20]，研究了一种智能乒乓球纠正练习系统。整个系统由控制模块，画面采集模块，手势检测模块，身体检测模块，语音交互模块，3D显示模块组成。其主要目的主要针对于快速纠正运动员的击球标准动作，由于乒乓球发球球速快，旋转多，球路复杂，击球手需要快速作出判断进行回击，在这个过程中较为容易出现动作的变形。目前这一动作的标准与否主要通过教练员的人眼判断，并对此加以指导和纠正，而且发球状态无法经常保持一致，对单一的回击动作也很难做出重复的矫正练习。通过架设于训练者周围的若干摄像头采集训练视频，与标准数据动作进行对比，强化了单一动作的训练，做到了具体化、标准化，避免了目测产生的误判问题。近两年，随着生活节奏越来越快，越来越多的人们选择购买智能发球机在家进行乒乓球运动，由此也带来了乒乓球智能发球机的快速发展。过去的老式发球机由于其设备不够智能化，只能发出固定几个角度和球速的球，缺少变化，被专业训练队员所舍弃，同时也不利于新手入门的成长。2019年，洛可可公司推出了一款智能乒乓球训练发球机[21]，其具体装置如下图1.3所示。
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论8图1.3智能乒乓球发球机的产品图该公司的产品已经多年市场的历练，自成立以来在乒乓球领域中有超过六十年的研发经验，并为一些世界顶级乒乓球员制造过乒乓球器材，结合双方在专业乒乓球和发球机制造领域的知识。该智能发球机产品历时五年的研发，最终被命名为Infinity智能发球机。如下图1.4所示，是该智能发球机的结构渲染图。图中可以看到该发球机采用了智能回收网的设计，能够将落入网内的乒乓球重新吸入发球机中，进行持续的高强度训练。同时球网采用了多个挂钩的设计，方便进行安装，能够快速在球台上安装展开运动训练。图1.4智能乒乓球训练发球机回收网系统为了达到能够进行实战训练的水平，该智能发球机相比于市面上的普通产品，采用了如下图1.5所示的电机控制组，高达六组电机的控制单元能够让发球机高速响应指令，快速发出多个角度、不同频率的球。经过实际测试，该智能发球机能够实现水平方向上一百五十度的无缝高速转动，垂直方向上五十度到向下三十度的发球轨迹，同时每分钟最高可以发出120
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于反向双目识别的驾驶员分心检测[J]. 王冠,李振龙. 科学技术与工程. 2018(17)
[2]Hough算法在图像处理中的应用[J]. 钟彩,文密. 信息通信. 2012(06)
[3]人脸检测技术现状与发展研究[J]. 霍鹏. 科技信息. 2012(24)
[4]遗传算法研究进展[J]. 马永杰,云文霞. 计算机应用研究. 2012(04)
[5]表面肌电信号测试中工频干扰的抑制[J]. 罗志增,任晓亮. 仪器仪表学报. 2005(02)
[6]基于隐马尔可夫模型的自动人脸识别方法[J]. 徐毅琼,李弼程,王波. 计算机应用. 2004(S2)
[7]滤除ECG中肌电和宽频率范围工频干扰的小波算法[J]. 赵捷,华玫. 航天医学与医学工程. 2004(03)
硕士论文
[1]基于弹性图匹配法的人脸识别算法研究[D]. 刘晓东.上海交通大学 2009
本文编号：3309280
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