如何追踪足球的位置？

Question

我开始研究追踪足球（美国的足球），我可以就哪种方法更可靠，更有效率提出一些建议。

球需要加以确定它是否在球门柱之间，如果它是一个目标（中间/左/右/右上角/等），那么大致是哪一侧。

最初我正在考虑一个嵌入式惯性测量单元（IMU，一种融合操作传感器，如加速度计/陀螺仪/磁力计，有时候是GPS），能够实现蓝牙低功耗（BLE 4.0版，其范围比蓝牙经典更大）获得球的绝对位置，这可能是一个选择。由于我对IMU的经验不足，有关DO和DONT的一些提示会很方便。

另一种选择是在球门柱后面使用相机。使用2D相机，我想象一个这样的设置： 希望相机足够快，因为我认为运动模糊是挑战之一，因为当球快速运动时，形状和颜色会出现扭曲。

在检测方面，我正在考虑一种基于某些假设的天真方法：

• 将背景分段，因为它是静态的（主要是绿色）
• 尝试Hough Transform for circle and ellipses
• 基于边界框大小分割移动对象和过滤器（寻找较小的球状对象）

我也在考虑训练足球检测的级联，但我想事先检查这是否有点过分。

Answer 1

您可以使用廉价的Kinect相机，其算法如下：

1. 检测RGB数据中的斑点（抗模糊）
2. 在点云中进行欧几里德聚类，在那里你可以检测到斑点，其中一个阈值/边界框与你玩的球的大小有关（深度数据有绝对测量值）
3. 计算球的质心
4. 在视线上计算质心距相机中心的距离
5. 查看距离是否小于相机与同一光线上目标之间的距离

在我看来，这些操作非常简单，算法应该在商品硬件上实时运行。

唯一需要注意的是Kinect在一定距离后的精确度大约是废话，所以你必须稍微修补它才能使它工作。或者，如果它无法覆盖所有目标，您可能必须使用多个。