基于图像识别的立定跳远自动测距系统设计

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1、Abstract：Atpresent,therearefewtypesofstandinglongjumpautomaticdistancemeasuringsystemsonthemarket,whicharemainlydividedintopressuresensorrangingandinfraredsensorranging・TherequiredlargenumberofsensorsresuItsinhighpricesanditisinconvenienttomovetheinstrumentsduringthemeasuremen

2、tprocess・Tosolvethisproblem,standinglongjumpautomaticdistancemeasuringsystembasedonimagerecognitionisdesigned.ThesystemusesanARMmicroprocessorasthecore,andexternallyconnectsmultipiemodulessuchasradiofrequencyidentification,imageacquisitionandalarmprompts.Theradiofrequencyident

3、ificationmoduleisusedtodetecttheuser'sidentity,andthehigh-definition，high-speedautofocuscameraisusedasanimageacquisitiondevice・Imageprocessingisperformedbyanalgorithmtorealizeachievementmeasurement.Thetestshowsthatthedesignofthestandinglongjumpautomaticdistancemeasuringsystemc

4、anachieveaccuratemeasurementoftheuser'sstandinglongjump,thesystemisstableandreliable,andtheoutputiswithinthetheoreticalerrorrange.Theautomaticrangingsystemhasthecharacteristicsoflowcostandlowpowerconsumption,andcanbeappliedtovariousapplications.引言立定跳是学生在校期间体育达标的必测项目［1］。在立定跳远测试

5、中，许多学校已经采用了自动测距系统。目前，立定跳远自动测距常规采用的方法主要有2种。一种是利用压力传感器进行测距，当测试者落地后，触发跳毯下方压力传感器，产生电平信号，计算出成绩。另一种是利用红外对射传感器的持续对射实现测距［2］,跳毯上方布置红外线光路，正常红外脉冲照射时，红外接收端输出低电平信号，当测试者落地后发生遮挡，遮挡范围内的红外接收端输出高电平，从而计算出成绩。通过分析可知，前者由于需要将压力传感器以面的形式布设到跳毯下方，所需传感器数量较多，导致设备笨重、移动不便。而采用后者虽然设备重量轻、移动便捷，但由于红外对射传感器需排布在跳毯上

6、方，在使用过程中易发生触碰，导致对射传感器的角度发生改变，对成绩的测量精度将会带来一定的误差。在分析了如上2种方法的特点之后，本文研发提出了一种的基于图像识别［3-4］的立定跳远测距系统。在硬件设计上采用ARM微处理器作为控制主机和网络服务器，并增加了射频识别、报警提示、图像采集等功能模块。其中，ARM微处理器具有高速运算的能力，可以对釆集到的图像进行高速处理［5-6］,并对处理后的图像提送至算法分析［7-8］,从而计算出测距成绩。本系统在实现测距功能的同时，增加了用户刷卡登录、数据导出及远程传输［9-10］、报警提示［11］等功能，保证了测试流程

7、的便捷性和测试结果的公平性。1系统整体设计方案立定跳远自动测距系统方案设计如图1所示。系统主要由人机交互模块、检测模块、核心控制模块和上位机构成。其中,人机交互模块包括图像采集功能、射频识别功能和报警提示功能。检测模块由红外对射模块、振动检测模块组成，通过采集用户的测试信号，用以触发图像采集功能。核心控制模块主要采用ARM微处理器作为控制器，通过查询射频识别输入的信息,判断是否与数据库服务器中的数据相匹配，若不匹配，则进行报警提示，若匹配，则控制图像采集模块开启工作，再对采集的图像进行加工、计算，最终将结果远程传输至上位机加以存储，并通过Web端提

8、供效果显示。2系统硬件设计2.1系统结构图立定跳远自动测距系统结构布局如图2所示。图2中，部分1是系统的图像采集模块，主要