乒乓球运动轨迹识别定位与跟踪系统及方法与相关技术

本技术涉及图像处理和机器视觉领域，具体涉及一种乒乓球运动轨迹识别定位与跟踪系统及方法，通过两台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的图像；对采集的图像进行目标识别和空间定位后形成数据，并对该数据进行滤波和跟踪，得到乒乓球轨迹信息；通过乒乓球目标跟踪模块得到的乒乓球轨迹信息，并结合摄像机内外部参数，进行模拟重现乒乓球三维运行轨迹。本技术能够解决复杂背景变化的干扰和对快速运动目标的跟踪实时性不高的问题，提升跟踪采集高速移动目标的图像信息的准确性。

权利要求书

1.一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，基于乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统，其特征在于，所

述乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统包括：

实时图像采集和传输模块，包括两台高速高清摄像机，用于实时采集乒乓球运动时的图像；

乒乓球目标识别定位和跟踪模块，用于对实时图像采集和传输模块采集的图像进行目标识别和空间定位后形成数据，并对该数据进行滤波和跟踪，得到乒乓球轨迹信息；

摄像机标定模块，用于对摄像机的内外部参数进行标定；

运行轨迹三维重建模块，用于接收乒乓球目标跟踪模块得到的乒乓球轨迹信息，并与摄像机标定模块得到的摄像机内外部参数结合，进行模拟重现乒乓球三维运行轨迹；

所述乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法包括如下步骤：

Step1，通过两台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的图像；

Step2，对Step1采集的图像进行目标识别和空间定位后形成数据，并对该数据进行滤波和跟踪，得到乒乓球轨迹信息；

Step3，通过乒乓球目标跟踪模块得到的乒乓球轨迹信息，并结合摄像机内外部参数，进行模拟重现乒乓球三维运行轨迹；

所述Step2包括如下步骤：

Step21，获取Step1采集得到的第一帧图像；

Step22，检测乒乓球目标在图像上是否出现，当目标未出现时，检测下一帧，直到检测到目标出现；

Step23，选取乒乓球目标出现的目标模板，并根据融合运动信息的目标模板提取方法计算目标模板概率函数

Step24，初始化最优状态估计、估计误差协方差、缩放因子、观测增益矩阵、传递矩阵、输入控制矩阵和乒乓球目标的状态向量；

Step25，预测乒乓球目标位置yk；

Step26，根据融合运动信息的目标模板提取方法计算候选目标概率函数

Step27，计算Battacharyya系数ρ(y)，对ρ(y)在处泰勒展开，得新的目标位置yk+1，并输入下一帧，重复步骤Step25至Step27，确定所采集图像每一帧中乒乓球的位置，得到乒乓球的二维图像坐标；

所述Step23或Step26中，根据融合运动信息的目标模板提取方法计算第k帧时的目标模板概率函数和候选目标概率函数过程如下：

Step221，根据Mean-shift目标跟踪算法计算目标模板概率函数qu和候选目标概率函数pu(yk)：

其中，xi*是目标区域归一化后的图像像素点，并且i＝1,2,…,n为正整数，像素点的个数为n，

xi为候选目标模板中第i样本点，并且i＝1,2,…,nh为正整数，且样本点的个数为nh，

k(x)为均方误差最小的Epanechiov核函数，

δ(x)为狄拉克函数，

b(x)为x处的像素灰度值，

概率特征u＝1,2,…,m，u为正整数，且m为特征空间的个数，

δ[b(xi)-u]用于判断像素xi是否属于直方图第u个特征区间，

yk为第k帧中目标中心坐标，k为视频的帧数，

h为候选目标的尺度，

C为使的标准化的常量系数，且

Ch为使的标准化的常量系数，且

Step222，运用背景差分法获取目标的运动区域，定义二值化差分值Binary(xi)为：

Step223，建立背景加权模板，定义目标模板和所述候选目标模板的变换为：

其中，{Fu}u＝1,2,3…,l是特征空间背景上的离散特征点，l为离散特征点的个数，

是最小的非零特征值，

wi是对ρ(y)在处泰勒展开得到的权值；

Step224，建立目标加权模板，设定目标中心的权值为1，边缘处的权值趋近于0，则中间任一点(Xi,Yi)处的权值为：

其中，a,b分别为目标跟踪过程中初始化窗口的一半，

(X0,Y0)为矩形框的中心，

(Xi,Yi)为目标中间任意一点的坐标；

Step225，确定融合运动信息并进行背景加权和目标加权后的目标模板概率函数和所述候选目标概率函数

其中，xi*是目标区域归一化后的图像像素点，并且i＝1,2,…,n为正整数，像素点的个数为n，

xi为候选目标模板中第i样本点，并且i＝1,2,…,nh为正整数，且样本点的个数为nh，

k(x)为均方误差最小的Epanechiov核函数，

δ(x)为狄拉克函数，

b(x)为x处的像素灰度值，

概率特征u＝1,2,…,m，u为正整数，且m为特征空间的个数，

δ[b(xi)-u]用于判断像素xi是否属于直方图第u个特征区间，

yk为第k帧中目标中心坐标，k为视频的帧数，

h为候选目标的尺度，

C*为使的标准化的常量系数，且

为使的标准化常量系数，且所述Step24中，目标状态向量用表示，且

其中，(x,y)为目标中心点在图像中的像素坐标，

vx是目标中心点在图像坐标x轴上的运动速度，

vy是目标中心点在图像坐标y轴上的运动速度，

后一帧像素坐标减去前一帧像素坐标除以两帧时间差可得到后一帧的目标运动速度，将目标模板中心所在位置作为初始化目标位置，目标中心点的运动速度初始化为0；

初始化最优状态估计此状态估计包括目标中心点在图像中的像素坐标估计，以及中心点在x轴上

和y轴上的运动速度估计，使

初始化估计误差协方差p0，使p0为四阶零矩阵，

初始化缩放因子为小于0.1的四阶单位矩阵，

初始化观测增益矩阵H，使

初始化传递矩阵F，使

其中，dt为两帧间的时间差，

初始化输入控制Buk-1，使α1表示x方向上的加速度，α2表示y方向上的加速度，在乒乓球的运动中我们认为其在x方向上做匀速运动，因此输入控制

所述Step25中，预测乒乓球目标位置yk时，在Kalman滤波算法的基础上，圈定目标搜索区域，而进行的检测算法，具体步骤为：

Step251，根据状态估计方程由上一帧位置计算下一时刻状态估计值

其中，F为传递矩阵，uk-1为系统的控制量，B为联系系统控制量的系数矩阵，这三项均在Step24中进行了初始化，

为k-1时刻的最优状态估计矩阵，

为k时刻的状态估计矩阵；

Step252，由方程计算下一时刻估计协方差

其中，Pk-1为k-1时刻的估计误差协方差，

为k时刻的最优估计误差协方差，

FT为传递矩阵F的转置矩阵，

Q为缩放因子；

Step253，根据下一时刻状态估计值圈定目标检测区域，在圈定区域检索目标获取目标观测值zk；

Step254，由方程计算增益因子Kk，再代入方程中修正最优估计，得所述下一时刻目标位置

其中，Kk为增益因子，

H为观测增益矩阵，

HT为观测增益矩阵H的转置矩阵，

R为缩放因子，

为k时刻的最优状态估计矩阵，

Step255，由方程修正最优估计误差协方差pk，

其中，pk为k时刻最优估计误差协方差。

2.根据权利要求1所述的一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，其特征在于，所述Step23中，融合运动信息和预测机制的改进mean-shift目标跟踪算法通过背景差分法去除背景图像的干扰，再利用Mean-shift算法中的颜色特征对目标进行提取；所述背景差分法通过建立目标加权模板，使目标中心的权值最大，来减少遮挡的影响，以去除背景图像的干扰。

3.根据权利要求1所述的一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，其特征在于，所述Step3步骤具体为：

(1)根据Step2分别得到两台高速高清摄像机图像中的乒乓球轨迹信息；

(2)根据同一时刻两台摄像机拍摄的视频帧，由(1)分别获得其中乒乓球的二维坐标；

(3)根据两台高速高清摄像机的内外部参数和同一时刻乒乓球在两台摄像机中的二维坐标，由最小二乘法获得当前时刻乒乓球的空间三维坐标；

(4)重复步骤(2)至步骤(3)，完成对所拍摄图像中每一时刻对应的乒乓球空间三维坐标的求取；

(5)根据每一时刻的乒乓球三维坐标，绘制乒乓球三维空间运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，其特征在于，所述实时图像采集和传输模块还包括两个光源，一个双路高清HDMI视频采集卡和一台电脑，两台高速高清摄像机设置在乒乓球桌同侧，机身均距离地面1米，两台高速高清摄像机沿乒乓球网架所在平面对称，分别相距网架所在平面50厘米，且镜头正对于乒乓球桌，视野交叉覆盖整个乒乓球运动有效区域；两个光源分别位于两台高速高清摄像机的左右两侧，与摄像机同处于一个水平面和垂直面，且分别相距网架所在平面1米；两个光源光照方向与网架所在平面夹角均为30度，光照交叉覆盖整个乒乓球运动有效区域；两台高速高清摄像机分别与双路高清HDMI视频采集卡的一个端口连接，使摄像机拍摄到的视频通过采集卡传输到电脑上，完成了实时图像采集和传输。

5.根据权利要求1所述的一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，其特征在于，所述实时图像采集和传输模块的采集帧频为2000FPS。

技术说明书

一种乒乓球运动轨迹识别定位与跟踪系统及方法

【技术领域】

本技术涉及图像处理和机器视觉领域，具体涉及一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统及方法。

【背景技术】

传统Mean-Shift目标跟踪算法以颜色信息或边缘信息作为特征进行描述，缺少空间信息和必要的模板更新。传统的颜色特征为颜色直方图，该方法需要计算每一个颜色区域中像素的数目，即便是最快的检测算法，也必须要有底层运算采用对图像点阵数据逐点扫描的操作，使了该算法的计算效率降低。此外，当对快速运动目标进行识别跟踪时，又会出现形变或目标跟踪丢失的情况。并且在乒乓球运动中，乒乓球又具有体积小、表面光滑容易反光等特点，增加了乒乓球识别的难度。在高速运动时乒乓球整个有效行程仅持续0.5s左右，使得准确检测和识别乒乓球任务非常困难。

本技术提出的一种乒乓球运动轨迹识别定位与跟踪系统中，运用高速高清摄像机采集乒乓球运动视频，解决了普通摄像机采集快速运动目标时容易发生形变的缺点。其中在融合运动信息和预测机制的改进Mean-Shift目标跟踪算法和传统Mean-Shift目标跟踪算法对乒乓球运动轨迹识别定位与跟踪的对比试验中，本技术提出的跟踪算法对乒乓球运动轨迹都能进行准确的跟踪，但Mean-Shift目标跟踪算法明显有几帧无法实现准确跟踪，并且在视频的处理速度上本技术提出的算法明显优于传统Mean-Shift算法。

【技术内容】

针对现有技术中存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统及方法，旨在解决在复杂背景和目标快速运动的情况时，现有技术无法对乒乓球进行实时准确跟踪的问题，不仅提高了图像采集的准确性，还提高了实时跟踪的准确性。

本技术的目的通过如下技术方案实现：

一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统，包括：

实时图像采集和传输模块，包括两台高速高清摄像机，用于实时采集乒乓球运动时的图像；

乒乓球目标识别定位和跟踪模块，用于对实时图像采集和传输模块采集的图像进行目标识别和空间定位后形成数据，并对该数据进行滤波和跟踪，得到乒乓球轨迹信息；

摄像机标定模块，用于对摄像机的内外部参数进行标定；

运行轨迹三维重建模块，用于接收乒乓球目标跟踪模块得到的乒乓球轨迹信息，并与摄像机标定模块得到的摄像机内外部参数结合，进行模拟重现乒乓球三维运行轨迹。

所述实时图像采集和传输模块还包括两个光源，一个双路高清HDMI视频采集卡和一台电脑，两台高速高清摄像机设置在乒乓球桌同侧，机身均距离地面1米，两台高速高清摄像机沿乒乓球网架所在平面对称，分别相距网架所在平面50厘米，且镜头正对于乒乓球桌，视野交叉覆盖整个乒乓球运动有效区域；两个光源分别位于两台高速高清摄像机的左右两侧，与摄像机同处于一个水平面和垂直面，且分别相距网架所在平面1米；两个光源光照方向与网架所在平面夹角均为30度，光照交叉覆盖整个乒乓球运动有效区域；两台高速高清摄像机分别与双路高清HDMI视频采集卡的一个端口连接，使摄像机拍摄到的视频通过采集卡传输到电脑上，完成了实时图像采集和传输。

所述实时图像采集和传输模块的采集帧频为2000FPS。

一种乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，包括如下步骤：

Step1，通过两台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的图像；

Step2，对Step1采集的图像进行目标识别和空间定位后形成数据，并对该数据进行滤波和跟踪，得到乒乓球轨迹信息；

Step3，通过乒乓球目标跟踪模块得到的乒乓球轨迹信息，并结合摄像机内外部参数，进行模拟重现乒乓球三维运行轨迹。

所述Step2包括如下步骤：

Step21，获取Step1采集得到的第一帧图像；

Step22，检测乒乓球目标在图像上是否出现，当目标未出现时，检测下一帧，直到检测到目标出现；

Step23，选取乒乓球目标出现的目标模板，并根据融合运动信息的目标模板提取方法计算目标模板概率函数

Step24，初始化最优状态估计、估计误差协方差、缩放因子、观测增益矩阵、传递矩阵、输入控制矩阵和乒乓球目标的状态向量；

Step25，预测乒乓球目标位置yk；

Step26，根据融合运动信息的目标模板提取方法计算候选目标概率函数

Step27，计算Battacharyya系数ρ(y)，对ρ(y)在处泰勒展开，得新的目标位置yk+1，并输入下一帧，重复步骤Step25至Step27，确定所采集图像每一帧中乒乓球的位置，得到乒乓球的二维图像坐标。

所述Step23或Step26中，根据融合运动信息的目标模板提取方法计算第k帧时的目标模板概率函数和候选目标概率函数过程如下：

Step221，根据Mean-shift目标跟踪算法计算目标模板概率函数qu和候选目标概率函数pu(yk)：

其中，xi*是目标区域归一化后的图像像素点，并且i＝1,2,…,n为正整数，像素点的个数为n，

xi为候选目标模板中第i样本点，并且i＝1,2,…,nh为正整数，且样本点的个数为nh，

k(x)为均方误差最小的Epanechiov核函数，

δ(x)为狄拉克函数，

b(x)为x处的像素灰度值，

概率特征u＝1,2,…,m，u为正整数，且m为特征空间的个数，

δ[b(xi)-u]用于判断像素xi是否属于直方图第u个特征区间，

yk为第k帧中目标中心坐标，k为视频的帧数，

h为候选目标的尺度，

C为使的标准化的常量系数，且

Ch为使的标准化的常量系数，且

Step222，运用背景差分法获取目标的运动区域，定义二值化差分值Binary(xi)为：

Step223，建立背景加权模板，定义目标模板和所述候选目标模板的变换为：

其中，{Fu}u＝1,2,3…,l是特征空间背景上的离散特征点，l为离散特征点的个数，

Fu*是最小的非零特征值，

wi是对ρ(y)在处泰勒展开得到的权值；

Step224，建立目标加权模板，设定目标中心的权值为1，边缘处的权值趋近于0，则中间任一点(Xi,Yi)处的权值为：

其中，a,b分别为目标跟踪过程中初始化窗口的一半，

(X0,Y0)为矩形框的中心，

(Xi,Yi)为目标中间任意一点的坐标；

Step225，确定融合运动信息并进行背景加权和目标加权后的目标模板概率函数和所述候选目标概率函数

其中，xi*是目标区域归一化后的图像像素点，并且i＝1,2,…,n为正整数，像素点的个数为n，

xi为候选目标模板中第i样本点，并且i＝1,2,…,nh为正整数，且样本点的个数为nh，

k(x)为均方误差最小的Epanechiov核函数，

δ(x)为狄拉克函数，

b(x)为x处的像素灰度值，

概率特征u＝1,2,…,m，u为正整数，且m为特征空间的个数，

δ[b(xi)-u]用于判断像素xi是否属于直方图第u个特征区间，

yk为第k帧中目标中心坐标，k为视频的帧数，

h为候选目标的尺度，

C*为使的标准化的常量系数，且的标准化常量系数，且

所述Step23中，融合运动信息和预测机制的改进mean-shift目标跟踪算法通过背景差分法去除背景图像的干扰，再利用Mean-shift算法中的颜色特征对目标进行提取；所述背景差分法通过建立目标加权模板，使目标中心的权值最大，来减少遮挡的影响，以去除背景图像的干扰。

所述Step24中，目标状态向量用表示，且

其中，(x,y)为目标中心点在图像中的像素坐标，

vx是目标中心点在图像坐标x轴上的运动速度，

vy是目标中心点在图像坐标y轴上的运动速度，

后一帧像素坐标减去前一帧像素坐标除以两帧时间差可得到后一帧的目标运动速度，将目标模板中心所在位置作为初始化目标位置，目标中心点的运动速度初始化为0；

初始化最优状态估计此状态估计包括目标中心点在图像中的像素坐标估计，以及中心点在x轴上和y轴上的运动速度估计，使

初始化估计误差协方差p0，使p0为四阶零矩阵，

初始化缩放因子为小于0.1的四阶单位矩阵，

初始化观测增益矩阵H，使

初始化传递矩阵F，使

其中，dt为两帧间的时间差，

初始化输入控制Buk-1，使α1表示x方向上的加速度，α2表示y方向上的加速度，在乒乓球的运动中我们认为其在x方向上做匀速运动，因此输入控制

所述Step25中，预测乒乓球目标位置yk时，在Kalman滤波算法的基础上，圈定目标搜索区域，而进行的检测算法，具体步骤为：

Step251，根据状态估计方程由上一帧位置计算下一时刻状态估计值

其中，F为传递矩阵，uk-1为系统的控制量，B为联系系统控制量的系数矩阵，这三项均在Step24中进行了初始化，

为k-1时刻的最优状态估计矩阵，

为k时刻的状态估计矩阵；

Step252，由方程计算下一时刻估计协方差

其中，Pk-1为k-1时刻的估计误差协方差，

为k时刻的最优估计误差协方差，

FT为传递矩阵F的转置矩阵，

Q为缩放因子；

Step253，根据下一时刻状态估计值圈定目标检测区域，在圈定区域检索目标获取目标观测值zk；

Step254，由方程计算增益因子Kk，再代入方程中修正最优估计，得所述下一时刻目标位置其中，Kk为增益因子，

H为观测增益矩阵，

HT为观测增益矩阵H的转置矩阵，

R为缩放因子，

为k时刻的最优状态估计矩阵。

Step255，由方程修正最优估计误差协方差pk，

其中，pk为k时刻最优估计误差协方差。

所述Step3步骤具体为：

(1)根据Step2分别得到两台高速高清摄像机图像中的乒乓球轨迹信息；

(2)根据同一时刻两台摄像机拍摄的视频帧，由(1)分别获得其中乒乓球的二维坐标；

(3)根据两台高速高清摄像机的内外部参数和同一时刻乒乓球在两台摄像机中的二维坐标，由最小二乘法获得当前时刻乒乓球的空间三维坐标；

(4)重复步骤(2)至步骤(3)，完成对所拍摄图像中每一时刻对应的乒乓球空间三维坐标的求取；

(5)根据每一时刻的乒乓球三维坐标，绘制乒乓球三维空间运动轨迹。

与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：

本技术通过实时图像采集和传输模块把采集到的图像传输到乒乓球目标识别定位与跟踪模块，经过目标识别，空间定位，再对数据进行滤波和跟踪，得到跟踪结果；再将得到的乒乓球空间信息和摄像机标定得到的内外部参数一起送入运行轨迹三维重建模块，模拟重现三维运行轨迹。

进一步的，在本技术中，运用高速高清摄像机采集乒乓球运动视频，解决了普通摄像机采集快速运动目标时容易发生形变的缺点。

进一步的，在融合运动信息和预测机制的改进Mean-Shift目标跟踪算法和传统Mean-Shift目标跟踪算法对乒乓球运动轨迹识别定位与跟踪的对比试验中，本技术提出的跟踪算法对乒乓球运动轨迹都能进行准确的跟踪，但Mean-Shift目标跟踪算法明显有几帧无法实现准确跟踪，并且在视频的处理速度上本技术提出的算法明显优于传统Mean-Shift算法。

【附图说明】

图1为本技术的乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统的结构示意图；

图2为本技术的融合运动信息和预测机制的改进mean-shift目标跟踪算法流程图；

图3为快速Kalman滤波算法流程图；

图4本技术的目标跟踪效果图；

图5本技术的乒乓球运行轨迹三维重建图。

【具体实施方式】

为了加深对本技术的理解，下面结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步说明。

如图1所示，本技术的乒乓球轨迹识别定位与跟踪系统包括以下几个模块组成：实时图像采集和传输模块、摄像机标定模块、乒乓球目标识别定位和跟踪模块、运行轨迹三维重建模块。所述系统架构流程是：实时图像采集和传输模块把采集到的图像传输到乒乓球目标识别定位与跟踪模块，乒乓球目标识别定位与跟踪模块经过目标识别和空间定位，再对数据进行滤波和跟踪，得到跟踪结果；再将得到的乒乓球空间信息和摄像机标定得到的内外部参数一起送入运行轨迹三维重建模块，模拟重现三维运行轨迹。

其中各模块的具体结构如下：

(1)实时图像采集和传输模块：该模块为硬件模块，包括两台高速高清摄像机，两个光源，一个双路高清HDMI视频采集卡和一台电脑；

其中，两台高速高清摄像机分布于乒乓球桌同侧，机身均距离地面1米，两台高速高清摄像机沿乒乓球网架所在平面对称，分别相距网架所在平面50厘米，且镜头正对于乒乓球桌，视野交叉覆盖整个乒乓球运动有效区域；

两个光源分别位于两台高速高清摄像机的左右两侧，与摄像机同处于一个水平面和垂直面，且分别相距网架所在平面1米；两个光源光照方向与网架所在平面夹角均为30度，光照交叉覆盖整个乒乓球运动有效区域；

双路高清HDMI视频采集卡安装在电脑主板的插槽里，再通过两条HDMI数据线分别与两台高速高清摄像机相连，实现了摄像机和电脑的连接。电脑上安装高清导播切换台系统软件，并通过这个软件来实现两台摄像机的同时采集和结束，视频保存在电脑硬盘中。

(2)摄像机标定模块：该模块采用张正友摄像机标定法，用MATLAB编程，实现对两台摄像机的标定，得到其内外部参数。

(3)乒乓球目标识别定位与跟踪模块：该模块即采用本技术的融合运动信息和预测机制的改进mean-shift目标跟踪算法，用MATLAB编程，求出乒乓球的二维坐标。

(4)运行轨迹三维重建模块：此模块根据摄像机标定模块得到的两台摄像机的内外部参数，和乒乓球目标识别定位与跟踪模块得到的乒乓球的二维坐标，运用MATLAB编程，根据最小二乘法求出乒乓球的三维空间坐标，并绘出乒乓球三维运动轨迹。

高速高清相机，其帧频为2000FPS，即该相机可以在复杂背景变化干扰的情况下，以2000FPS的帧频速度实时跟踪高速运动的乒乓球。

本技术的乒乓球轨迹识别定位与跟踪方法，具体实施步骤包括：

Step1，采用含有两个高速摄像机的图像采集装置分别对快速运动的乒乓球进行图像采集；

Step2，针对采集得到的两个视频图像，分别运用融合运动信息和预测机制的改进mean-shift目标跟踪算法，确定所采集图像每一帧中乒乓球的位置，得到的乒乓球的二维图像坐标；

Step3，结合采集得到的两个视频图像中乒乓球的位置即乒乓球的二维图像坐标和两台摄像机的内外部参数，运用最小二乘法计算得出乒乓球三维空间信息，进行三维运动轨迹重建，处理得到乒乓球的空间运动轨迹，进行三维运动轨迹重建过程如下步骤：

(1)根据Step2分别得到两台摄像机拍摄的图像中的乒乓球二维轨迹信息；

(2)从电脑硬盘中取出同一时刻两台摄像机拍摄的视频帧，由(1)分别获得其中乒乓球的二维坐标；

(3)根据两台摄像机的内外部参数和同一时刻乒乓球在两台摄像机中的二维坐标，由最小二乘法获得当前时刻乒乓球的空间三维坐标；

(4)重复步骤(2)至步骤(3)，完成对所拍摄图像中每一时刻对应的乒乓球空间三维坐标的求取；

(5)根据每一时刻的乒乓球三维坐标，绘制乒乓球三维空间运动轨迹。

融合运动信息和预测机制的改进mean-shift目标跟踪算法如图2所示，具体实施步骤为Step21至Step27：

Step21，获取Step1采集得到的第一帧图像；

Step22，检测乒乓球目标在图像上是否出现，当目标未出现时，检测下一帧，直到检测到目标出现；

Step23，选取乒乓球目标出现的目标模板，并根据融合运动信息的目标模板提取方法计算目标模板概率函数

Step24，初始化最优状态估计、估计误差协方差、缩放因子、观测增益矩阵、传递矩阵、输入控制矩阵和乒乓球目标的状态向量；

其中，目标状态向量用表示，且

(x,y)为目标中心点在图像中的像素坐标，

vx是目标中心点在图像坐标x轴上的运动速度，

vy是目标中心点在图像坐标y轴上的运动速度，

后一帧像素坐标减去前一帧像素坐标除以两帧时间差可得到后一帧的目标运动速度，将目标模板中心所在位置作为初始化目标位置，目标中心点的运动速度初始化为0；

初始化最优状态估计此状态估计包括目标中心点在图像中的像素坐标估计，以及中心点在x轴上和y轴上的运动速度估计，使

初始化估计误差协方差p0，使p0为四阶零矩阵，

初始化缩放因子为小于0.1的四阶单位矩阵，

初始化观测增益矩阵H，使

初始化传递矩阵F，使

其中，dt为摄像头两帧间的时间差，

uk-1为系统的控制量，B为联系系统控制量的系数矩阵，初始化输入控制Buk-1，使其中，α1表示x方向上的加速度，α2表示y方向上的加速度，在乒乓球的运动中我们认为其在x方向上做匀速运动，因此使输入控制

Step25，通过滤波器预测乒乓球目标位置yk，在Kalman滤波算法的基础上，圈定目标搜索区域，而进行的检测算法；

Step26，根据融合运动信息的目标模板提取方法计算在yk处的候选目标概率函数

Step27，计算Battacharyya系数ρ(y)，对ρ(y)在处泰勒展开，得新的目标位置yk+1，并输入下一帧，重复步骤Step25至Step27，确定所采集图像每一帧中乒乓球的位置，得到乒乓球的二维图像坐标。

以第k帧为例，本技术的融合运动信息的目标模板提取方法计算目标模板概率函数和候选目标概率函数过程如下：

Step221，根据Mean-shift目标跟踪算法计算目标模板概率函数qu和候选目标概率函数pu(yk)：

视频监控跟踪系统的研究

视频监控跟踪系统的研究 视频监控跟踪系统的研究 【摘要】视频监控跟踪系统是对图像信号目标进行实时自动识别，进而对目标位置的相关信息进行有效的提取，并且自动跟踪目标运动的伺服系统。在对精度与动力进行分析与研究的情况下，研发了跟踪伺服机械系统，并且开展了具备分布、集中的特点，同时对微机测控系统与网络通信系统的电路软件与硬件进行了相关的设计，探索了自适应跟踪算法的应用。 【关键词】视频监控系统；自适应跟踪算法；跟踪伺服系统 随着科学技术的不断发展与进步，视频监控跟踪系统方面的研究也取得了一定的进步。成像跟踪指的就是利用景物图像的特点对运动中的目标展开跟踪的技术，跟踪装置一般是由伺服机构与操作系统共同构成的，可以在图像信号中对跟踪目标进行实时自动识别，进而提取位置信息的一种复合技术系统。 一视频监控跟踪系统实现自动跟踪所面临的问题 ㈠运动目标的检测 在图像序列中，对于运动目标的检测是一项非常关键并且困难的研究课题，在完成运动补偿、视频理解以及视频压缩编码的过程中，均需要利用相应的运动目标检测技术，在视频理解中，开展运动目标的检测是为后续的识别、跟踪以及活动分析奠定了坚实的基础。运动目标的检测指的就是对图像序列展开相关的检测，指出与运动物体三维有关的一些点，滤除一些与运动目标无关的信息。正确检测运动目标可以极大的提高后续识别、活动分析以及跟踪的正确率。通常情况下，均需要视频监控系统展开长时间的运行，也就需要系统达到以下几点要求：一是，可以与背景的变化相适应，比如可以适应一天时间内所有时间的光照变化；二是，能够与背景物体的变化相适应，比如场景物体的移入与移出等场景的变化；三是，可以有效的对背景中一些比较大的变化进行分辨，比如显示器屏幕的闪烁等情况；四是，可以检测出光照的变化情况，并且可以在尽可能短的时间里适应这样的

人员定位管理系统

人员定位管理系统 人员定位管理系统用于井下人员的无线定位、跟踪和考勤。该系统以现代无线通 讯技术为基础，应用通讯技术中的信令技术及无线发射接收技术，在井上调度室设置中心控制计算机系统，在井下相关位置布置监控基站。 射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID），RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 RFID工作频率 不同频段的RFID产品会有不同的特性，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。 目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频的频率三种范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主 要的应用。 一、低频(从125KHz到134KHz) 其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作, 也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用.通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用. 磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。 特性： 1. 工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m. 2.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。 3. 工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。 4．低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。 5．虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。 6．相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。 7．感应器的价格相对与其他频段来说要贵。 主要应用： 1．畜牧业的管理系统 2．汽车防盗和无钥匙开门系统的应用

乒乓球力学分析

打好乒乓球——技术篇一 作者：shiye 一、综述 此主题相关图片如下： 图1 读书讲究先把书读薄再读厚，打乒乓亦一样，先把它简单化然后再复杂！简单就是指击球的原理，即打和摩的关系，用同样的力击球可以打出不同旋转的球，现象的背后是科学的解释。然而球在空气中不仅受到重力的因素，由于对方击球给球带来的旋转并由此在空气中受气流影响，球的运行轨迹也发生着变化，这给我们击球带来难度，我们必须预判来球的线路、落点、旋转以及根据自己的站位和自身的技术特点来采取有效的技术回击来球，这就是复杂的问题，我们必须考虑拍形、引拍大小、挥拍方向和如何发力等。二、概念1、α—球拍和水平线的夹角；影响拍形。2、β—击球点球拍的挥动方向与水平线的夹角。3、γ—挥拍方向与球拍之间的夹角；影响旋转的重要因素。4、μ—挥拍方向与通过球拍和球接触点法线方向的夹

角。5、θ—球拍挥动方向和在击球点球的轨迹切线方向的夹角（图9）。 此主题相关图片如下： 图２三、球的旋转1、先来了解下击球的部位，如图3示，随着α的减小击球部位越来靠近球的上部，当α=0时球拍拍面与球的顶部相切。所以说很多文章说的击球的部位和拍形是一个道理。 此主题相关图片如下：

图３2、现在我们从经验中思考下图4引发的问题，假定球击球前球没旋转，当击球的某一点而挥拍方向不同时（即球拍竖直不变用力方向不同时）球的旋转变化。经验告诉我们F1击球即正碰球，球将没有旋转，随着角度的增大球旋转也将增强，到F6时理论上球的旋转最强。 此主题相关图片如下：

图４3、现在从理论上探讨下影响球的旋转因素，如图5示球受到力F的作用。根据理论力学原理可得：F=M+F’ M是F对球产生的力偶矩，它的大小决定了球 此主题相关图片如下： 图５的旋转强弱，而它的大小取决于力臂的大小。对球的受力点受力分析如图6示，可得出M=F＇cosγ，γ和M成反比；γ是影响球旋转的重要因素。理论上不管拍形如何即α的大小，只要γ保持一定，同样的力对球的旋转恒定。但由于球受重力和自身旋转的因素当

防窜货跟踪管理系统解决方案

防窜货跟踪管理系统 解决方案 XXXXX科技有限公司 2017.2.8

目录 目录 (2) 1.系统概述 (3) 2.原理与流程 (3) 3.锦春堂经销商管理平台..................................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.1.功能模块描述 (5) 3.1.1.平台管理系统 (5) 3.1.1.1.基本设置 (5) 3.1.1.2.商品管理 (5) 3.1.2.码管理 (6) 3.1.3.代理商系统 (6) 3.1.4.产品出入库管理 (6) 3.1.5.报表与查询 (7) 3.1.6.数据查询 (7) 2.5 平台运行环境 (7) 3. 系统报价及其开发周期 (7)

1.系统概述 产品防窜货跟踪管理系统是结合条码技术和计算机管理技术开发的新型物流解决方案。通过对单件产品进行数字处理，为生产制造企业在流通领域内跟踪产品提供支持，并解决分销渠道售假、窜货等长期困扰企业的难题。产品在流通过程中，系统及时将防窜货码状态记录到中心数据库，客户可以通过防窜货码查询产品流向。通过防窜货码不但可以确认产品防窜货流向，还可以鉴别产品真伪。该系统的应用有利于厂商制定不同地区的价格策略，并及时准确地掌握产品在市场上的流通情况 2.原理与流程 防伪功能：通过一窜数字防伪码实现查询认证，该防伪码无序、无规律、无重复，每个码查询一次后失效。 防窜货功能：结合条码（或二维码）对产品进行控制追踪，从而达到防窜货效果。 通过条码标签（或二维码标签）为每个产品分配一个唯一的识别码，产品入库、出货、退货时对条码（或二维码）进行扫描，并赋予特定信息（经销商、产品、时间等），最后使用系统的查询追踪功能来查询产品条码，调出入库、出货、退货等信息。 防窜货流程示意图：

无人岛监控系统解决方案20151230

XX边海防监控系统 方案

目录 1. 概述 (3) 1）军队边海防现状 (3) 2）现今边海防需求 (4) 3）本单位关于边海防监控的建议 (5) 4）边海防系统 (6) 2. 系统组成 (7) 3. 系统应用 (8) 1）无人岛屿多模复合光电雷达预警监视取证系统应用 (8) 2）舰船多模复合光电雷达预警监视取证系统应用 (9) 3）边海防多模复合光电雷达预警监视取证系统应用 (10) 4）政府机关及军队营房光电与雷达监控应用 (11) 5）单兵式手持光电监控布防应用 (12) 6）组网式应用 (13) 4. 系统功能 (14) 5. 系统特点 (15) 6. 技术指标 (17) 7. 系统配置 (19) 8. 总结及展望 (20)

1.概述 1）军队边海防现状 从2004年起，我国启动海防基础设施建设，国家投资20多亿元人民币进行边防基础设施建设，在沿海地区修建执勤码头、监控站，监控中心和部分辅助设施，越来越多的视频监控系统应用到了边海防哨所中。 近十多年来国家在沿边沿海地区共修建光缆近3万余公里，全军所有边防连以上单位和大多数固定哨所已联通光缆，边海防团以上单位和大部分边海防连队，开通了电话交换网、军事综合信息网和电视电话会议系统。大部分边海防部门和单位都配备了较为先进的执勤车辆、船艇和检查检验、救援救捞、远程通信、导航定位等信息化装备。部分海警、海监队还配备了大型执法船艇和直升机。在部分边防哨所，官兵配有笔记本电脑、无线传输设备和带摄像功能的巡逻车，随着摄像头的转动，边界现场的实时画面即可传输远在百里之外的指挥室和万里之遥的总部机关。 海防部队装备设水平的提高，为视频监控系统在海防部队的应用打下了良好的基础。目前，国家和军队已陆续安排建设了700余套边海防视频监控系统和100余个监控中心，配备新型雷达等先进侦查观测器材，研制装备了新型边防巡逻车和5000余台卫星导航设备，90%的边海防一线分队和重点哨所接通了光缆，沿边沿海重点地区基本实现了昼夜实时监控。2012年发生的黄岩岛争端，以及三沙警备区的

怎样像定位系统一样跟踪人而不被发现

怎样像定位系统一样跟踪人而不被发现（草稿）编辑 译者：鹿鸣音原作者：ERIC RAVENSCRAFT 发表时间：1970-01-01浏览量：0评论数：0挑错数：0 跟踪他人通常都不是一个好主意，除非你有私家侦探的执照，但它不会对已经知道到这种行为是如何进行的人造成伤害，所以你可以学会在可能发生这种情况的时候保护自己。

很有必要指出的是，尽管各州的法律各有所不同，跟踪他人不仅是一个粗鲁的侵犯他人隐私的行为，如果它可以认为是跟踪或骚扰他人的话，也很可能是非法行为。你可以阅读更多关于跟踪在每一个国家的法律，在那里这种行为是合法的。然而，在一般情况下，在没有征得他们的同意的情况下跟踪某人，这是一个非常糟糕的想法。在这篇文章中许多的技术都是以供私家侦探，或是有明确的许可可以去做这样的事情的情况下使用。这些信息是为了帮助你识别那些想要跟踪你的人，可以帮你注意到这种的迹象。我们不推荐个人自己来尝试这个。P 提前P学习他们的行为习惯

如何利用互联网来研究你的，你同事的，或新朋友的下一步行动（不怪）你想知道一些关于互联网的信息或在工作中潜在的新员工，但你不一定需要一个全面彻底的……了解… 这取决于你对你要跟随的人的了解程度，这可能是说起来容易做起来难。然而，你对你的目标的习惯了解更多信息，你就更可能会知道他们将要去的地方。我们已经涵盖了如何在线研究一个人而没有那么多麻烦的内容。人不可能总是把他们最邪恶的秘密发布在微博上，但一个家庭地址，工作地址，和附近的显著地点的信息（杂货店，学校，等）可以给你提供一个相当好的猜测，他可能会在一个什么样看似平常的日子，选用什么路径的，以及这样普通的外出会干些什么P。 从装备中看到（或记录）

室内定位追踪系统—MoteTrack

Mote Track A Robust, Decentralized Approach to RF-Based Location Tracking Introduction Wireless sensor networks deployed throughput an indoor environment offer the opportunity for accurate location tracking of mobile users. Using radio signal information alone, it is possible to determine the location of a roaming node at close to meter-level accuracy . We are particularly concerned with applications in which the robustness of the location-tracking infrastructure is at stake. For example, firefighters and rescuers entering a building can use a heads-up display to track their location and monitor safe exit routes. Likewise, an incident commander could track the location of multiple rescuers in the building from the command post. We are developing a robust, decentralized approach to RF-based location tracking. Our system, called MoteTrack, is based on low-power radio transceivers coupled with a modest amount of computation and storage capabilities. MoteTrack does not rely upon any back-end server or network infrastructure: the location of each mobile node is computed using a received radio signal strength signature from numerous beacon nodes to a database of signatures that is replicated across the beacon nodes themselves. This design allows the system to function despite significant failures of the radio beacon infrastructure. In our deployment of MoteTrack, consisting of 25 beacon nodes distributed across our Computer Science building, we achieve a 50th-percentile and 80th-percentile location-tracking accuracy of 1 meter and 1.7 meters respectively when diversifying the radio signal over 16 frequencies. In addition, MoteTrack can tolerate the failure of up to 60% of the beacon nodes without severely degrading accuracy, making the system suitable for deployment in highly volatile conditions. We investigate in detail MoteTrack's performance under a wide range of conditions, including variance in the number of obstructions, beacon node failure, radio signature perturbations, receiver sensitivity, and beacon node density.

乒乓球基本技术动作口诀_具体解析

具体分析： 1、用重心控制球 即打球主要是全身发力，不是单纯靠手臂，利用腿，腰等身体部位的动作集中发力击球，表现出来就是身体的重心控制有用身体重心拉球、打球并送出的感觉，有用自己身体重心压住来球并送出的感觉。 反冲时，也要用重心来控制球只有前臂和手腕动作，没有用重心来调节弧线，经常压不住球或回球质量不高。 提前判断来球的落点及旋转，晚了就来不及做动作，被迫只用前臂和手腕击球，另外动作不要大，因为如果来球旋转稍强的话，落台后弹起来很快，不好找点。 2、用“迎”的手法把球拉得更爆 要让弧圈球暴力，应尽量采用主动迎球的手法。要有这个“迎”的意识，即一身体要迎前，二步法要迎前，三手法也要迎前。向前的基础力量的产生的问题，FORWARD，LOOP INTO THE BALL，就是要向前拉住球。 这个力要靠向前的重心交换来完成。(右手为例)右实左虚的弓箭步一定要做得完全，即右脚踩实，右脚尖和球台底线平行，指向东。左脚稍前，脚尖着地，脚跟一定要提起来。上身要含胸收腹。以王励勤、马林榜样，他们含胸收腹作得很充分，二人含胸含到上身基本都和台面近乎平行。 这样的作得好处一是重心会自然地落到两腿的前脚掌；二是这种机制使发力时必须向前，含着胸自然人就向前哈。像马林、刘国政抢冲凶的时候差不多要趴在案子上就是突出的例子。向上不向前的情况也会自然地被避免。 3、“照着来球收小臂” 手臂不往回拿，而是尽量迎前往前扫，它自己不能往前了会自己回来，你不用操心，往回拿就没劲了。 4、业余横板横板的反手没有想象的那样好 业余横板的问题确实是集中在反手和中路。反手是横板的特长，但很多业余的没有开发好，结果成了弱点，以至于敌不过直板的推挡。还有，我觉得很多横板战位离台过近，影响了正、反手的转换。其实也是由于站位远了反手的问题。所以练好反手是打好横板的关键，而肘的控制相当重要。得反手者得天下。横板

太阳能自动跟踪系统方案

摘要 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，但是太阳能又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。太阳光线自动跟踪装置解决了太阳能利用率不高的问题。本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计。 第一，机械部分设计： 机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。当太阳光线发生偏离时，控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪；同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2，小齿轮2带动齿圈和太阳能板实现垂直方向转动，通过步进电机1、步进电机2的共同工作实现对太阳的跟踪。 第二，控制部分设计： 主要包括传感器部分、信号转换电路、单片机系统和电机驱动电路等。系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。传感器采用光敏电阻，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处下方。当两个光敏电阻接收到的光强度不相同时，通过运放比较电路将信号送给单片机，驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。 关键词太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机

Abstract Human being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on.These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. First,the mechanical part is designed. Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rayshas a deviation, small gear arerotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together. Second, control system part is designed. Control system mainly includesthe sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection systemisused to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances receiveddifferent light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors. Keywords Solar energyTrackingPhotosensitive resistance SCMSteppingmotor

卫星跟踪监控系统应用

卫星跟踪监控系统应用领域 通过卫星通讯系统（海事系统、铱星系统或舒拉亚系统），可以覆盖地面公网不能覆盖的地域，实现GPS位置监控、短报文传输、数据传输等功能。 卫星跟踪监控系统包括三部分： ● GPS卫星系统； ●通讯卫星系统（海事卫星、铱星或舒拉亚卫星系统）； ●卫星地面站（海事卫星、铱星或舒拉亚卫星系统）； ●卫星终端（海事卫星、铱星或舒拉亚卫星终端）； ●卫星跟踪监控管理平台； 海事卫星跟踪监控系统示意图： 通讯卫星系统运行稳定可靠，卫星终端设备具有以下特点： ●体积小、重量轻； ●密闭封装，适合各种恶劣环境条件； ●内置GPS接收机，可随时报告其所处的位置； ●宽电压输入范围； ●低功耗，可使用电池或太阳能电池供电，有利于无电力情况下的监控与跟踪； ● RS232接口，可编程，无需外部控制； ●支持远端控制，参数设置； ●采用全向天线，适合陆地、水上及空中的应用。 卫星跟踪监控应用领域：

集中监控与数据采集：在勘探、油气管线、化学品储藏罐、输变电、水文水利、能源、环境、挥发性气体设施等领域的监控和数据采集系统中，把卫星终端与放置在流域、管道中的传感器相连，或附加传动装置，管理者就可以在控制中心及时得到各种监测报告，如液体的流速、浓度、温度等，并可以设置报告频率、时间和条件等，也可以进行防盗设置。可不显眼地安装以防止篡改，这些终端配置对需要管理和跟踪危险材料的企业是很重要的； 远程环境状态数据采集：在海洋、森林等不易人工采集数据的地方，把卫星终端与相应的传感器相连，可及时将采集到的各种温度、湿度、空气质量等数据传到控制中心，随时掌握海洋表面环境、森林环境等情况。也可以用于安全生产、地质灾害监测等行业； 海洋渔业行业：使用卫星短报文服务，可以发布天气预报、遇险警报、进行渔汛传递，让渔船和岸上的家人、渔船管理者及海上救急中心保持畅通的短报文交流。对于即将驶出安全海域的渔船，卫星终端还可以及时发出警告。在船舶跟踪方面处于“船舶安全警报系统 (SSAS)的核心； 长途物流及危险品运输行业：把卫星终端安装在车队的每辆车上，进行应急通信，并结合数据库管理系统进行监控和管理，帮助客户更高效地使用卡车、拖车和重型装备，从而降低成本。区域告警、紧急报警、出发与到达报告。司机的应急按钮，可发送防盗窃和防抢劫安全报警。车辆和运输物品状态信息采集传输，WebGIS服务等； 贵重货物的行踪监视：把卫星终端安装在石油船舶、集装箱、浮标、私人游艇等移动物体上进行全球追踪，能够自动报告被监测物的GPS信息，随时查询资产的位置、方向、速度和安全状态，提高海上资产的安全保障； 偏远地区旅游探险：攀登雪山、高峰，穿越沙漠、森林等交通不便，常规通信信号不能抵达的地区时，卫星终端能把GPS位置、海拔等信息随时传递给家人。应急通信、区域告警、紧急报警、出发与到达报告、WebGIS服务等； 当门、舱口或负载意外开启，发出自动报警信息。 航空应用：在飞机或直升机上安装卫星终端，对飞机进行可靠的远程监控，而且该方案是很经济的； 水利行业运营：地面水文及雨量监测中心接入和信息提供，地面水文及雨量监测中心指令互通，平安报回执确认服务； 防卫和安全应用。

(双向)人员定位管理系统技术说明

1 KJ251A矿井人员定位管理系统（双向） 1-1系统概述 随着煤矿企业对安全生产的日益重视，入井人员的管理越来越重要。KJ251A矿井人员管理系统就是为了满足这种需求而专门开发的。系统采用先进的远距离无线射频识别技术和远程通讯技术，山地面管理计算机及软件、人员定位分站、读卡器及人员标识卡等组成。可实现对矿井入井人员的实时监测、跟踪定位、轨迹回放、考勤统计、报表查询等功能。 1.2 KJ251A人员定位管理系统设计原则及依据 本方案在设计过程中始终遵循可為性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则, 以满足矿井人员管理系统整体的需要。 设计依据为： ☆《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》AQ62 10-2 007 ☆《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ1048- 2 007 ☆《EIA/TIA568》 ☆《EIA/TIA-569 （通讯布线）》 ☆《煤矿安全规程》 ☆《煤矿监控系统总体设计规范》 ☆《煤矿监控系统中心站软件开发规范》 ☆《煤矿监控系统性能测试方法》 ☆《数字数据网络工程设计暂行规定》YD5029-97 ☆《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》 ☆《爆炸性环境用防爆电气设备防爆型电气设备》 ☆《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》 ☆《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术条件》 ☆《矿井通风及安全装备标准》 ☆《矿井通风安全监测装置使用管理规范》 ☆《信息技术设备包括电气设备的安全规范》

☆ 《安全技术防范规范工程程序技术规范》 1.3系统组成 系统主要山监控计算机、系统软件、检卡显示器、人员定位分站、读卡器、人员标识卡等组成。 监控主机:负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。 系统软件:完成人员信息编码采集、识别、加工、显示、存储、查询和报表打印。 通讯接口：地面监控主机与井下分站的通讯转换。 检卡显示器：用于出入井口检测人员标识卡是否完好。 人员定位分站:通过与读卡器的有线通讯，实时获取人员编码数据（可本地显示）。 读卡器:接收标识卡发出的无线人员编码信号、向信号覆盖区域内的所有标识卡进行“群呼”及向信号覆盖区域内的某张标识卡进行“寻呼”（双向通讯功能）。 人员标识卡：承载唯一的人员编码信息，当被无线信号激活后,将编码数据发送给读 卡器。设计紧急呼叫按钮,在紧急情况上可以向地面监控中心发射紧急求救信号。 图11□井下设备布置示意图 1-4系统的工作原理 人员随身携带的标识卡进入读卡器工作区域后,即将人员编码加密信息发射出去；读

产品追溯跟踪解决方案

条码追溯是MES系统和核心模块，也是实现质量控制，提高售后服务品质、加快服务相应速度的最好办法，追溯模块包括了：零件、组件、产成品的批号信息、人员班次、资源/设备状态、不良原因、下一步的执行指导等等，它能监控诸如 WIP (Work-in-Process) 的状态，以及返工，产出率，产量，损耗等等信息，供应商所提供的不良材料可以得到及时的处理以及反馈。 产品质量追踪就是通过对每批次产品在各加工工序的生产时间和生产批号、各加工工序的在线或离线检验数据记录、各批次使用辅料的质量检测记录等信息进行关联查找，为质量分析人员提供手段和方法来追溯每一批次产品在整个生产的各个工序或环节的质量控制状况，重现该批次产品的整个生产过程，从中发现问题，为质量的改进提供依据。 可以通过指定批次号来查找该批次对应各生产工序的生产时间段及所对应的质量信息（各工序的在线或离线质量信息、批次统计信息、趋势图、及原辅料批次信息等），也可通过指定工序时间段来查找在该时间段内的生产批次。 缺陷召回 经系统分析和确认，对存在质量问题的产品或半成品，按照条码批次和相关信息进行统一召回处理，通过MES系统的产品追溯功能，可以实现从最终用户、产成品到生产过程、质量检验、原料采购和供应商等相关信息的追溯，以便对发生质量问题的所有批次产品进行召回处理。 维修换件 售后维修通知单： 通过对售后维修通知单记录服务客户、维修去向、产品型号、条码、维修内容和维修状态等信息； 售后维修记录与处理单： 对维修设备维修过程中的具体信息进行登记，如机器条码、维修人、不合格现象、处理结果等，其中部分零件更换后通过更换元件s进行记录，通过售后维修处理单记录该设备的最后处理措施和处理结果； 产品及元件条码替换： 对部分关键元器件进行的维修或替换，通过条码替换记录新的条码信息，待设备第二次出现问题后，可通过新的条码标签进行识别，查询出历史的维修记录信息等； 维修记录流水帐： 通过时间段可灵活查询产品维修的所有流水信息，可通过各类组合查询条件，快速的查询某条维修记录信息，双击该信息后系统自动跳转到维修窗口，可以查看历史的所有维修信息； 返修机统计表：

如何实现人员精确定位

如何实现人员精确定位 ——基于WSN技术的第三代人员定位系统 作者：中国矿业大学教授华钢安徽烽讯电子科技公司金灏 井下人员定位系统示意图 随着我国对煤矿安全日益重视，监管力度不断加强，大中型煤矿和众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿安全监控系统，有效地遏制了重大瓦斯煤尘爆炸事故的发生。 生产安全的核心是人的安全。煤矿迫切需要利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况以及井下人员位置。矿用人员定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等于一体的综合性应用系统。这一科技成果的实现，将为煤炭企业的安全生产、日常管理以及事故急救带来可靠指挥依据。 实现人员跟踪定位 矿用人员定位跟踪系统以标示卡为基本采集单位，完成对下井者地理信息和工作信息的采集、存储、处理、显示和打印，同时可以对各种异常状态进行预警、报警。系统主要由标识卡、读卡器、人员检测分站、通信接口、服务器、打印机等组成。 从结构上划分，人员定位跟踪系统主要包括主站、分站和移动分站。主站模块既是系统的信息处理中心，又是用户的信息获取源。从各种总线传输汇总的数据，经过主站模块完成数据筛选、信息存储、异常处理后，与用户进行信息交流；分站模块包括各种基站、读卡器和标示卡，共同形成一个动态信息采集监控区，并通过一定的信息传送方式，将数据汇总至主站模块。 从功能上划分，人员定位跟踪系统基本功能包括实时数据采集与存储、井下人员的电子考勤、动态定位、地图管理、历史路径查询与显示、数据联网、报表生成，以及

报警提示井下人员进入危险区域及限制区域，矿难时提供井下人员搜救帮助等功能。 以WSN技术为核心 人员定位跟踪系统的核心主要涉及传感器及其组网技术与人员信息的地理化显示处理技术。特别是前者的升级换代，从根本上标志着人员定位跟踪系统的发展阶段；后者作为决策支持的主要工具，体现了系统智能化、专家化的程度。 传感器及其组网技术 在无线技术基础上的煤矿井下人员定位系统经历了三个主要阶段，前两个阶段都采用RFID技术。RFID的中文全称是无线射频识别技术，它利用无线电波对记录媒体进行读写。与其他识别技术相比，RFID技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。但是这种技术的读卡器价格昂贵，如果要实现人员位置的密集跟踪，系统造价将难以承受。而人员检测与管理系统作为一个综合性系统，与安全监控系统具有同等重要性，若只实现小范围的人员检测，难以体现其价值，更难以发挥其应用前景。 随着现代传感器网络的发展，无线传感器网络（WSN）技术走向成熟，并在多个领域有成功应用。因此，基于WSN技术的第三代人员定位跟踪系统成为近年来的研究热点。WSN由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。 WSN家族非常庞大，包含多个协议族。根据煤矿应用的特点，第三代人员定位跟踪系统不约而同地把研究的焦点取在Zigbee标准上。Zigbee是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的关于组网、安全和应用软件等方面的技术标准。完整的Zigbee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。 应用汇聚层是把不同的应用映射到Zigbee网络上，主要包括安全属性设置和多个业务数据流的汇聚等功能；网络层则可实现网络的自组织和自维护，从而降低了网络的维护成本。Zigbee技术具有低功耗、短时延、低速率、近距离、低成本、大容量、高安全性、免执照频段等特点，因此在短距离无线通信领域有着较大的优势。而煤矿巷道在空间上本身具有局限性，若采用基于Zigbee技术的低成本传感器密集分布，将为当前的井下人员跟踪带来质的飞跃。 人员信息的地理化显示技术 用户并不关心传感器网络采用何种类型，其主要的系统体验来源于人员地理信息的可视化效果。如何将井下人员信息直观地传达给用户，并在灾害过程中为决策者提供临场感，是人员定位跟踪系统面临的另一难题。 人员定位系统的未来

录播系统方案

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全自动录播系统 解决方案 一．客户需求分析 授课过程录制成优质课程是教育系统工程中最为重要的一个环节，是教育资源建设中最为重要的组成部分,可供广大师生、教研员课后点播观摩评价，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。那么如何实现高效率的制作高质量的课件呢？按照传统思路，授课老师亲自制作课件，但是一般要求授课老师掌握一些计算机、摄像和课件编辑等专业技术，例如：HTML、JavaScript、非线性编辑系统等等，还需要掌握与课件相关的专业知识。但是目前大多数学校师资力量比较紧张，教师的教学任务繁重，如果按照传统的思路去制作课件势必会给教师授课带来很多的负担。那么如何用最简单的步骤，最快的时间制作出高质量的课件是一个非常重要的、急需解决的问题。 二．全自动录播系统的应用领域 全自动录播系统集最先进的图像分析技术、多媒体技术、网络流媒体技术、人工智能和自动控制技术于一体，将老师授课，师生互动场景，授课电脑VGA信号以及课堂板书等进行智能化的跟踪切换录制，自动生成课程资源。它将教学设备、教学理念和教学手段相结合，实现课堂教学活动全面完整的再现，形成常态化、自动化、智能化的课程资源建设和应用平台， 本套系统主要应用在以下各方面：

1、授课过程的全自动录制与实时直播； 2、完成国家级精品课程和省级精品课程录制，建立学校优秀/骨干教师课程库； 3、教学管理人员进行教学评估、评比，通过网络管理监控更方便、准确、客观； 4、搭建相互观摩、借鉴的网络平台，达到教学资源共享平衡； 5、增加学校网络信息平台可用资源的数量； 6、建立在线学习平台，实现学生自主学习、充分享受优质资源最佳的主动学习环境。 其它应用的领域： ※网络课件制作； ※微格教室建设； ※网络远程教育、培训； ※报告、会议实时直播、录播； ※多方教学研讨； ※优秀教师的教学成果建设； ※教学管理、评估； ※网络自主学习管理； ※优质动态教育资源的建设和共享； ※网络电视台建设 三．方案详细介绍 全自动录播系统主要完成教师、学生的视频自动跟踪采集，音频智能采集，教师电脑屏幕截取，教师/学生视频/计算机画面智能导播，以上信号源自动传送至课件实时录制系统

危险品运输车辆的远程定位跟踪监控系统解决方案47116

定位系统在物联网中的应用之 危险品运输车辆的远程定位跟踪监 控系统解决方案 核心提示：通过监控平台，监控人员可随时向驾驶员发出语音文字调度指令，提醒驾驶员注意行车安全，纠正违章情况等，从而避免事故的发生或减少事故发生造成的损失。 运输安全中的惨痛事例 2011年11月02日贵州福泉运炸药车辆爆炸已致8死300伤 所谓危险品，是指具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质，主要是汽油、柴油、雷管、炸药、甲醇、乙醇、硫酸、盐酸、液氨、液氯、农药、黄磷、苯酚等。危险品运输是特种运输的一种，由专门组织或技术人员对非常规物品使用特殊车辆进行运输。我国每年通过公路运输的危险品约有2亿吨、3000多个品种。一旦泄漏、爆炸，造成的人员伤害往往是巨大的。如发生在京沪高速公路上的液氯泄漏事故，造成近30人死亡，400多人中毒，1万多人疏散，大量家畜和农作物死亡，2万多亩土地受污染，直接经济损失2901万元；发生在江西梨温高速公路上的特大爆炸事故，其货车核载只有1.48吨，实载黑火药6吨，超载装运火药达300%，造成了27人死亡的特大恶性事故。

发生在2005年三月底的淮安氯气泄漏惨剧造成死亡20多人，伤300多人，国内媒体频繁播报的高速公路、国道上发生的危险品运输车辆发生车祸危险品泄漏的新闻，这些都给特种运输行业敲响了警钟。如何对特种运输尤其是危险品运输车辆进行动态管理？一直是各地安全生产主管部门及危险品运输企业高度重视并亟待解决的问题。 近年来，危险品的运输数量和运输车辆随着经济的持续、快速发展与日俱增。运输过程中环境、车辆、危化品的不安全状态和人的不安全行为所造成的特重大事故频繁发生，严重危害和威胁到人的安全和环境的污染。而从事危险品的运输又是以私营、股份制公司为主。司机、押运人员流动性强，多是挂靠运输公司，人员素质参差不齐，管理难度较大。加之货运业主为了降低成本，多创经济效益，普遍存在多拉快跑、超限超载、带病行驶的现象。因此，建立危险品运输车辆监控预警系统，使危险品运输管理工作科学化、规范化和制度化，是缓解当前危险品运输事故严峻形势的有效途径。 危险品运输车辆安装了车载监控系统和GPS系统，就可以对危险品运输车辆在运行中的情况进行实时定位跟踪监控，能及时捕捉车辆所处位置、运行速度以及停靠时间等具体数据，具有超速报警、越界行驶报警、疲劳驾驶报警、实时位置查询、信息与求助服务、网络防盗反窃和运行线路监控等功能。一旦出现危急情况，系统会自动报警，并在10秒之内车辆的违章情况会传到控制室并记录下来，以便及时实施抢救，最大程度减少社会公共安全和群众生命安全事故的发生。

人员精确定位系统报告

井下精确定位系统可行性 研究报告 机电装备研究所 2018.4.3 一、义煤集团目前存在的问题 1、矿用电机车 煤炭生产过程中，矿用电机车是井下轨道煤炭运输及辅助运输重要的动力设备，电机车按供电方式分为架线式和蓄电池式两种，轨道数量有单轨道和双轨道两种。由于电机车具有结构简单，维护方便，运输费用低等特点，在煤矿水平巷道中，作为运输工具起着很大作用，得到广泛应用。为确保煤矿井下运输安全，《煤矿安全规程》对电机车运输的轨距、轨型、运行速度、机车的制动距离以及两台机车在同一轨道同一方向行驶时，必须保持不小于100m的距离等做出了明确的规定。

由于煤矿井下运输巷道沿途灯光昏暗，工况恶劣，如果电机车司机注意力稍有不集中，反应迟钝，观察判断失误以及道岔错位等原因，电机车很容易出现事故，轻者掉轨，误开到其它轨道上，重者使两电机车行驶到同一轨道上造成迎面相撞或追尾事故，特别是迎面相撞事故由于极大的惯性，造成的后果更加严重。可能会损毁轨道、路基、车辆和运送的设备，甚至会造成冒顶塌方、火灾瓦斯事故。若是运送人员的车辆相撞后果更为严重，将造成大量人员受伤。而目前电机车的制动一般都是人工操作电阻制动和手闸制动两种，刹车时易产生剧烈抖动或刹车过猛而造成人为事故。这种机车相撞事故一旦发生危害巨大，后果惨重，极大地影响了煤矿企业正常有序的安全生产。 除电机车之间出现碰撞事故外，电机车撞人事故也常有发生。长期以来大巷机车运输事故在主巷运输事故中所占比例一直较大，其发生的类型一般有以下几类：①大巷作业人员避让列车不及被碰挂致伤；②大巷人行道宽度不够，使巷道内人员无法安全避让列车，被列车碰挂致伤；③无乘车候车室的大巷，下班后候车的工人因劳累睡在线路旁，被列车碰挂致伤；④乘车人员乘坐人车时，未挂好防护链且因劳累睡着后，意外被列车甩出车外摔伤； ⑤跟车工摘挂钩时，因与司机联络失误或机车司机操作失误，兑车不当，被挤碰致伤；⑥行人在从石门巷道快速跨越大巷轨道时，被运行中的列车碰伤等。 巷道欠维护，上顶冒落，机车和矸石相撞，也时有发生。 要消除以上事故，一是要完善巷道设施；二是职工要做好自我保护；更重要的是要在完善机车安全设施，主动做好大巷行车安全防范工作。 2、人员定位 煤矿安全生产事关煤矿系统人员的生命和财产安全，各级政府一贯高度重视煤矿安全生产问题，并采取了一系列措施不断加强安全生产工作。通过不断的努力，煤矿安全生产状况总体上趋于稳定好转，但煤矿生产的主体集中在井下，随着机械化开采程度的普及，井下巷道不断向四面延伸，巷道纵横交错，人流、车流错综复杂。作为地面生产指挥控制核心部门，实时了解井下人员、车辆、原煤及材料的流动运行情况和跟踪监测就显得尤为重要，一旦遭遇各种井下事故，必须在最短的时间内获取事故现场的人员状况及分布情况，将为后续工作提供主要参考依据，以减少盲目性，因此，改变目前煤矿企业对井下人员的管理模式，优化井下人员定位管理系统，实现井下人员的精确定位和管理信息的精确化、精细化已成为所有煤矿企业日趋关心的问题。 煤矿井下人员定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备