举重视频统计系统的设计与实现

摘要

随着现代科技水平的提高,科学训练已成为提高竞技水平、取得优异成绩的重要保证。科学训练的重要保证之一,就是要准确地获取运动员训练的各种信息。通过对这些信息的分析和研究来调控训练,使训练达到预期效果。举重视频统计系统的设计与实现正是基于此目的,通过对举重运动员训练信息的实时采集,完整地记录每一个运动员每天的具体训练情况,便于教练对运动员作有针对性的训练,提高了训练的合理性和科学性。 由于举重运动员训练动作随意性较大,不宜采用机械方式来统计运动员的训练信息,对此本课题采用视频检测方式来设计与实现。 在算法设计方面,本系统主要包含数字图像处理和训练动作计数两部分算法。数字图像处理算法主要是通过提取图像感兴趣区域来识别杠铃的位置,并将位置信息传送给训练动作计数算法。训练动作计数算法主要是使用可由用户定制的计数标准来分析杠铃的位置信息,完成对运动员训练动作的计数,从而得到运动员实时的训练量信息。 在硬件实现方面,本系统选用Samsung公司的ARM920T处理器S3C2440作为嵌入式平台处理器,采用ov511芯片USB摄像头作为图像采集设备,使用触摸式液晶显示屏进行人机交互,训练器械为加贴了彩色标识的普通杠铃。 在软件实现方面,本系统选用utu LinUX作为嵌入式操作系统,软件开发主要包含算法实现和界面开发两部分,其中界面开发采用Qt/Embedded作为图形界面嵌入式软件开发工具。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1课题研究背景及发展趋势

1.2本课题的主要内容

1.3本论文结构

第2章举重视频统计系统硬件设计

2.1系统架构概述

2.2嵌入式系统硬件组成

2.3 ARM9微处理器

2.3.1 ARM9的主要结构和特点

2.3.2 ARM9的特色技术

2.4嵌入式系统开发板

2.4.1开发板外观及硬件资源

2.4.2 utu2440-F核心板

2.4.3开发板硬件连接

2.5图像采集设备

2.6触摸式液晶显示屏

2.7举重训练器械的改进及场地布置

2.8本章小结

第3章嵌入式软件开发平台的搭建

3.1 Linux平台嵌入式软件开发概述

3.2嵌入式Linux操作系统

3.2.1嵌入式Linux操作系统概述

3.2.2 utu Linux及其相关软件功能

3.3交叉编译环境的建立

3.3.1在目标板上安装Linux系统

3.3.2在宿主机上建立交叉编译环境

3.3.3为目标板编译用户程序的方法

3.4 Bootloader的移植

3.5内核的裁剪与编译

3.5.1 Linux内核介绍

3.5.2裁剪Linux内核

3.5.3编译Linux内核

3.6文件系统的建立

3.7 USB摄像头驱动

3.7.1编译加载ov511驱动

3.7.2编译加载zc301驱动

3.8图形界面开发工具

3.8.1图形界面开发工具的选择

3.8.2 Qt体系结构及其开发环境的建立

3.8.3 Qt应用程序的开发

3.9本章小结

第4章举重视频统计系统软件设计

4.1软件模块结构

4.2USB摄像头图像采集

4.2.1 Video4linux程序设计

4.2.2 USB摄像头图像采集流程

4.2.3图像格式转换

4.3应用程序设计与实现

4.3.1 Qt／Embedded、Qtopia应用程序设计

4.3.2类结构设计与说明

4.3.3软件流程图

4.4数据存储及网络通信

4.5本章小结

第5章举重视频统计系统算法分析

5.1数字图像处理算法

5.1.1数字图像数据的存储模型

5.1.2 ROI提取算法的设计与实现

5.2训练动作计数算法

5.2.1算法背景知识

5.2.2系统的使用规范

5.2.3训练动作计数算法的设计与实现

5.3系统存在的问题及解决思路

结论

参考文献

攻读硕士学位期间完成的论文、著作及专利

致谢