Анотація
Кількісний аналіз і-зворотний зв’язок у реальному часі щодо техніки короткої-ігри в гольф покладаються на високо-точне візуальне захоплення траєкторій розгойдування та руху м’яча. Портативні симулятори патингу мають забезпечувати високу-швидкість,-запис руху-без сліпих зон-в обмеженому просторі та за спрощених умов розгортання. Щоб задовольнити цю вимогу, у цьому дослідженні досліджується інтеграція модуля ендоскопічної камери-із над-широким полем зору та високою-роздільністю та високошвидкісними-можливостями отримання зображень-у портативну систему аналізу ударів у гольф. Ця інтеграція має на меті використовувати чудовий ширококутний-охоплення модуля та роздільну здатність зображення, щоб захопити всю площину хитання та початкову траєкторію м’яча за допомогою однієї-камери. Це забезпечує стабільні безперервні візуальні дані для алгоритмів аналізу руху, спрощуючи архітектуру системи, забезпечуючи при цьому аналітичну надійність.
I. Вузькі місця візуального захоплення та вимоги до портативних пристроїв аналізу
Основна функція сучасних симуляторів удару в гольф полягає в не-нав’язливому записі послідовності безперервного руху від ініціювання головкою ключки, контакту з м’ячем до початкового кидка м’яча. Цей процес створює численні проблеми для візуальної системи: по-перше, камера має охоплювати-область у формі віяла, яка простягається від позиції гравця до кількох футів перед м’ячем, щоб забезпечити повний запис траєкторії головки ключки та траєкторії м’яча. По-друге, швидка швидкість обертання вимагає камер із достатньо високою частотою кадрів, щоб зафіксувати ключові пози, уникаючи розмиття руху. Нарешті, система повинна підтримувати портативність і можливості швидкого розгортання, що вимагає компактних візуальних компонентів із простими інтерфейсами та контрольованим енергоспоживанням. У той час як традиційні рішення з кількома-камерами можуть розширити поле огляду, вони ускладнюють систему, калібрування та вартість, перешкоджаючи прийняттю споживчих-продуктів.
II. Технічні характеристики модуля візуалізації та його адаптованість для захоплення руху
Модуль візуалізації, використаний у цьому дослідженні, має оптичні та сенсорні конструкції, спеціально адаптовані до вищезазначених вимог до просторового та динамічного захоплення. У його лінзі використовується фіксований-фокус із фокусною відстанню 2,2 мм ± 5%, що забезпечує над-широке поле зору (FOV) 190 градусів по горизонталі, вертикалі та діагоналі. Це широке поле зору, що наближається до ефекту «риб’ячого ока», дає змогу єдиному модулю всебічно фіксувати положення ніг гравця, траєкторію удару та початкову траєкторію перекату м’яча після виходу з клюшки з розумної відстані в зоні удару. Ця можливість потенційно замінює багато-матриці камер, значно спрощуючи архітектуру системи та процедури-калібрування на місці.
Датчик має високу-роздільну здатність із ефективними пікселями 3552 (по горизонталі) x 3576 (по вертикалі). Висока щільність пікселів у поєднанні з діафрагмою F2,4±5% забезпечує багату деталізацію зображення в добре-освітленому приміщенні. Це критично важливо для подальших програмних алгоритмів для точної ідентифікації характерних точок клюшки та обчислення їх просторового положення та векторів швидкості. Хоча максимальна частота кадрів прямо не вказана в специфікаціях, такі датчики зазвичай підтримують режими високої частоти кадрів, що відповідає основним вимогам для захоплення швидких коливальних рухів.
Модуль має компактну фізичну конструкцію з основними монтажними розмірами, які зберігаються в межах міліметрів-допусків (наприклад, 30,00±0,2 мм, 13,05±0,3 мм). Він містить стандартний 40-контактний роз’єм плати-з кроком 0,5 мм (0,5S-2X-26-WB02). Ця стандартизована мініатюрна упаковка полегшує інтеграцію в хости симуляторів або спеціальні плечі камери, що відповідає філософії дизайну продукту «компактний і портативний». Його робоча напруга сумісна зі звичайними вбудованими системами, а енергоспоживання оптимізовано для живлення від батареї або зовнішнього адаптера в портативних пристроях.
III. Інтеграція модуля оптимізує продуктивність системи симулятора
Інтеграція цього над-ширококутного-модуля візуалізації в симулятори ударів, такі як Exputt RG, забезпечує основну цінність, досягаючи критичних цілей захоплення руху з мінімальним обладнанням. Встановлення модуля в оптимальному положенні перед або над матом для паттингу дозволяє його ультра-полю огляду на 190 градусів одночасно захоплювати зони початкового руху гравця, путтера та м’яча.
З боку програмного забезпечення спеціальний алгоритм відстеження обробляє відеопотік високої-роздільності модуля. По-перше, використовуючи широке поле зору ультра-об’єктива, алгоритм ініціалізує просторові співвідношення між позою гравця, позицією клюшки та м’ячем для гольфу в одному кадрі. Згодом за допомогою аналізу-за-кадром він точно відстежує траєкторію ударної голови (включно з траєкторією, швидкістю та прискоренням), а також початковий напрямок і швидкість м’яча після удару. Властиве викривлення країв ширококутних-об’єктивів виправляється за допомогою попередньо-каліброваних алгоритмів, що забезпечує точність обчислення положення та кута.
Це інтегроване рішення безпосередньо відповідає вимогам продукту щодо «простого налаштування та простої експлуатації». Користувачам не потрібно регулювати кілька кутів камери або синхронізацію; просто підключіть один-пристрій камери та розкладіть килимок, щоб розпочати практику. Стабільний потік даних однієї-камери також зменшує складність обслуговування системи. Одночасно вихідне зображення високої-роздільності забезпечує високо{6}}якісний візуальний матеріал для-відтворення коливань у реальному часі та відображення даних аналізу (наприклад, криві траєкторії головки ключки, кути удару) на пристроях із-великим екраном, таких як телевізори, покращуючи занурення в тренування та інтуїтивно зрозумілий відгук.
IV. Висновок: монокулярне над{1}}ширококутне-рішення розширює можливості портативних спортивних пристроїв для аналізу
Завдяки глибокій інтеграції ультра-модулів-зображення з високою-роздільністю в портативні симулятори гри в гольф, це дослідження підтверджує доцільність досягнення широкої-зйомки руху за допомогою однієї камери. Це рішення ефективно збалансовує продуктивність системи, складність, вартість і досвід користувача, знижуючи бар’єр для професійного спортивного аналізу до споживчого-рівня продукту.
Це не лише забезпечує ефективний технічний шлях для тренувального обладнання для гри в гольф, але також демонструє філософію дизайну,-спрощення традиційних багато-сенсорних систем за допомогою високо-інтегрованих модулів бачення-, які можна розширити для інших сценаріїв, що потребують портативного аналізу руху чи взаємодії пози, що швидко розгортається. Це підкреслює вирішальну роль технологічної еволюції основного компонента зображення в стимулюванні інновацій у професійній побутовій електроніці.
