如何跟踪足球的位置？

Question

我开始研究追踪一个足球(在美国的足球)，我可以利用一些关于哪种方法更可靠和更有效的建议。

球需要钉在球门之间，如果是球门(中左/右上角/等等)，那大概是哪一边。

最初我考虑的是嵌入式惯性测量单元(IMU )，它是一种融合的传感器，如加速度计/陀螺仪/磁强计，有时还有GPS)，能够实现蓝牙低能(BLE，Version4.0)，其范围比蓝牙经典大，可以获得球的绝对位置，因此这是一种选择。因为我对IMUs还不是很有经验，一些关于DOs和DONTs的建议会很方便。

另一种选择是在门柱后面使用照相机。用2D相机，我想象的是这样的设置：

希望相机足够快，因为我认为运动模糊将是一个挑战，因为形状和颜色会出现扭曲时，球是在快速运动。

在检测方面，我想到了一种基于一些假设的天真方法：

• 分割背景，因为它是静态的(大部分是绿色的)
• 尝试圆和椭圆的Hough变换
• 基于包围框大小的分段移动对象和过滤器(寻找更小、类似球的对象)

我也在考虑为足球检测训练一个梯级，但我想检查这是否是过火或事先。

Answer 1

你可以用一台便宜的Kinect相机，它有一个简单的算法，就像这样：

1. 检测RGB数据中的blobs (抗模糊)
2. 在点云中进行欧几里德聚类，在其中检测气泡，并设置一个阈值/包围框，与您所玩的球的大小有关(深度数据有绝对测量值)。
3. 计算球的质心
4. 计算质心距摄像机中心的距离。
5. 看看距离是否小于同一射线上摄像机与目标之间的距离。

在我看来，这些操作非常简单，算法应该在普通硬件上实时运行。

你唯一需要小心的是，Kinect在一定距离后的精度会变成垃圾，所以你必须稍微修改一下，才能让它正常工作。或者，如果不能覆盖所有的目标，您可能需要使用多个目标。