智能羽球裁判系統
判定得分
側面視角得失分判定
1、發球高度判別
擊球瞬間鎖定與局部最佳化搜索
當羽球中心點與球員手腕座標的距離縮減至預設閾値内時,啓動「接觸片段」記錄。為了精確鎖定羽球受力離開球拍的真實物理瞬間,運用局部最佳化搜索,系統首先尋找該片段中球手距離最近的「局部最小點」,能精確排除因運動模糊産生的座標噪點,並根據發球次序自動調整偏移量,確保擷取到的Y軸座標精確代表羽球起始飛行的點位。
空間幾何校正與 115 公分高度換算
為了在單一視角影像中取得精確的物理高度,建立了以球網為基準的校準模型。已知國際標準球網高度為155 cm,系統透過測量影像中球網頂端至地板的垂直像素長度,推導出單位像素公分比。當定位到擊球瞬間的像素座標時,系統能依此係數將羽球相對於地板的垂直位移轉譯為物理高度,達成 115 cm 的發球高度限制進行比對,實現了從二維影像到三維物理判準的跨維度量化。
2、發球是否過發球線
發球線虛擬平面鎖定
利用 OpenCV 偵測到的發球線之兩端點座標,計算出發球線在影像中的水平分界點。由於側面視角存在透視形變,系統會根據發球者的方位,自動動態鎖定對向場地的短發球線位置作為判決基準面。
時序軌跡與物理特徴分析
持續監測羽球擊出後的運動規律。判決程序會透過羽球是否具備朝向對方場地移動的有效向量與利用飛行弧線,計算羽球在接近發球線軸位置時的動能,確保軌跡非異常掉落。
臨界點交會與過線判定邏輯
當羽球在時序軌跡中移動至偵測預設之發球線座標時,系統將啓動即時空間比對程序。若羽球在通過發球線垂直平面的瞬間,其Y軸座標顯示仍處於穩定的飛行弧線中,且經由運動向量預估其落點將位於發球線後方之有效區域,系統即標記為有效過線。反之,若羽球在到達發球線X軸臨界點前,其垂直位移已出現過早下墜趨勢,或與發球線前的地面參考線産生交點,系統則判定為發球未過線。
將場地偵測與羽球軌跡的數據整合。利用羽球偵測球體最後消失座標當作羽球落地點,為避免因羽球短暫被球員遮擋而造成誤判,設定了 30 幀的緩衝時間,若 30 幀内球體未重新出現,則判定該消失點為實際落地點。
當確認落地點後,系統會即時利用幾何空間判定,比對落地點座標與第一階段鎖定的單打場地四角點,若座標位於多邊形內則判定為「界内」,反之則為「界外」,並利用反向投影計算出虛擬中線斜率,系統根據落地點相對於中線的座標位置,判斷球是落在 P1 還是 P2 的半場,進而決定得分歸屬。
P1 半場落地:
若判定為「界內」,代表 P2 進攻成功,P2 得分。
若判定為「界外」,代表 P2 擊球出界,P1 得分。
P2 半場落地:
若判定為「界内」,代表 P1 進攻成功,P1 得分。
若判定為「界外」,代表 P1 擊球出界,P2 得分。
後方視角得失分判定