羽毛球客观辅助边线裁判系统

摘要

羽毛球客观辅助边线裁判系统，涉及一种信号装置。提供一种客观、自动、连续的羽毛球客观辅助边线裁判系统。设有光源耦合器、入射光纤束、光纤阵列式地板边线装置、图像采集器、处理器和显示器；地板边线装置设有光纤耦合器阵列、出射光纤阵列和返回光纤阵列，光纤耦合器阵列由至少1个光纤耦合器组成，每个光纤耦合器设有入射、出射和返回端，入射端与入射光纤束另一端的各光纤连接，出射端与出射光纤阵列的各光纤连接，出射光纤阵列和返回光纤阵列分别设有至少1根光纤，返回光纤阵列的各光纤一端与各光纤耦合器连接，返回光纤阵列的各光纤另一端与图像采集器连接，图像采集器与处理器连接，处理器与显示器连接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号装置，尤其是涉及一种采用光电检测传感技术，主要用于羽毛球、排球、网球等球类比赛的羽毛球客观辅助边线裁判系统。

背景技术

在羽毛球、排球、网球等球类比赛中，对球的落地点的判别关系到比赛的得分还是失分。目前的比赛中，由于球落地时与地面的接触点的判别是由人的眼睛得出的结论，因此难免出现误判现象。即使采用高速摄像系统，通过回放的方式，最终的判别结论仍是以人眼对图像的观察而给出的结论，还是摆脱不掉主观因素的影响。另外，使用摄像回放系统会中断比赛，严重影响比赛的连续性。因此为了避免人为主观因素的影响，一个有效方法就是使用非主观参与的客观的自动裁判系统。目前，在羽毛球、排球、网球等球类比赛中，应用具有客观、自动、连续的裁判系统尚未见报道。

公告号为CN2586134的实用新型专利提供一处光纤阵列成像探测器，由一定长度的闪烁光纤沿与被探测射线平行的方向排列成二维平面阵列固定构成，该光纤阵列的两端为研磨平整的两个平面。将被测物体置于射线源和该光纤阵列成像探测器之间，射线穿过被测量物体后，在探测器的一个平面上形成射线的投射影像，这些射线被闪烁光纤吸收并将其能量转化成闪烁光，即在另一个平面上形成与射线投影图像对应的光学图像；然后可利用高灵敏度的CCD传感器将此光学图像转化成视频信号，实现实时显示和实时图像获取。

发明内容

本发明的目的是提供一种客观、自动、连续的羽毛球客观辅助边线裁判系统。

本发明设有光源耦合器、入射光纤束、光纤阵列式地板边线装置、图像采集器、处理器和显示器；

光源耦合器设有壳体、红外光源、准直透镜组和整形器，红外光源、准直透镜组和整形器设于壳体内；

入射光纤束的一端与光源耦合器耦合；

光纤阵列式地板边线装置设有光纤耦合器阵列、出射光纤阵列和返回光纤阵列，光纤耦合器阵列由至少1个光纤耦合器组成，每个光纤耦合器设有入射端、出射端和返回端，光纤耦合器阵列的各光纤耦合器入射端分别与入射光纤束另一端的各光纤连接，光纤耦合器阵列的各光纤耦合器出射端分别与出射光纤阵列的各光纤连接，出射光纤阵列设有至少1根设在赛场边界线上的光纤，返回光纤阵列设有至少1根光纤，返回光纤阵列的各光纤一端与光纤耦合器阵列的各光纤耦合器连接，返回光纤阵列的各光纤另一端与图像采集器连接，图像采集器与处理器连接，处理器与显示器连接。

光纤耦合器可采用Y型多模光纤耦合器。

图像采集器可采用CCD图像采集器。

显示器最好为声或/和光显示器。

本发明的工作原理：可将光纤排成羽毛球、排球、网球等场地边界线形状的出射光纤阵列，将光源经光源耦合器及光纤耦合器出射，如果出射光纤阵列中有某根光纤的前端被球或球的一部遮挡，则从光纤耦合器返回端返回一定的光能量，使亮度增加，通过检测返回端，图像采集系统得到光强变化的图像，记录下数字图像，通过图像处理技术，得到高亮位置及与边界线的相对位置关系，从而得出是否界外的结论。

与现有的边线裁判系统比较，本发明采用阵列式光电主动探测方法，具有以下突出的优点和效果：

比赛中球与地板的接触点准确位置的结论是由CCD采集的图像，然后用数字图像处理的方法得到，不依赖于人眼的判断，使结论具有客观性、公正性；

判别结果的精度可小于1毫米，因此准确性较高；

判别的结果在球触地面后的很短时间内给出，使判别结果具有快捷、实时性，保证比赛的连续性；

仲裁的结果以声音、动画等多媒体形式给出，具有生动性、娱乐性；

由数字图像处理技术，可实现系统不受地板上物体的影响而产生误判的功能，具有抗干扰性。

附图说明

图1为本发明实施例的原理结构框图。

图2为本发明实施例的入射光纤束示意图。

图3为本发明实施例的单个Y型光纤耦合器示意图。

图4为本发明实施例的出射光纤阵列示意图。

图5为本发明实施例的返回光纤阵列示意图。

具体实施方式

参见图1～3，本发明设有光源耦合器1、入射光纤束2、光纤阵列式地板边线装置3、CCD图像采集器4、处理器5和声光显示器6。

光源耦合器1设有壳体、红外光源、准直透镜组和整形器，红外光源与准直透镜组及整形器依次设于壳体内(具体结构图中未画出)。红外光源经准直透镜组和整形器将调整好的红外光耦合进入射光纤束2，入射光纤束2的一端与光源耦合器1耦合。

光纤阵列式地板边线装置3设有Y型多模光纤耦合器阵列、出射光纤阵列和返回光纤阵列。Y型多模光纤耦合器阵列由多个Y型多模光纤耦合器311构成(图中未画出Y型多模光纤耦合器阵列，只画出单个Y型多模光纤耦合器311)，单个Y型多模光纤耦合器311(参见图2)设有入射端、出射端和返回端，入射端与入射光纤束2中的1根光纤21连接，出射端与出射光纤阵列的1根光纤321连接，返回端与返回光纤阵列的1根光纤331连接。

参见图4，出射光纤阵列由横向6根和纵向6根共12根光纤321构成，12根光纤321布设在羽毛球赛场的边界线上形成羽毛球赛场的形状。出射光纤阵列的各光纤321发出的出射光监视着羽毛球赛场的各条边界线。

参见图5，返回光纤阵列由横向6根和纵向6根共12根光纤331构成，返回光纤阵列与出射光纤阵列所形成的羽毛球赛场的形状对应相同。返回光纤阵列的各根光纤331一端与Y型多模光纤耦合器阵列的各个光纤耦合器311的返回端连接，返回光纤阵列的各根光纤331另一端与CCD图像采集器4的输入端连接，CCD图像采集器4的输出端与处理器5输入端连接，处理器5输出端与声光显示器6连接。