简易实用的终点摄像裁判系统

马向阳 （辽宁省鞍山市鞍钢高级中学，114034）

简易实用的终点摄像裁判系统

马向阳 （辽宁省鞍山市鞍钢高级中学，114034）

目前，众多田径比赛仍然是人工目测判定、秒表计时，因为撞线过程转瞬即逝无法再现，所以多名运动员瞬间冲线时的名次判断、计时判读和窜道判定是最困扰裁判的难题。针对这一问题，本文另辟蹊径，构建了一个基于手计时的终点摄像裁判系统。经过反复实验，针对出现的问题，在细节、流程方面进一步完善，使系统更加简易实用。

图1

一、设计思路

硬件普通易得，软件无需开发；系统即插即用，界面操作简洁；适用手计比赛，人工计时标准；录播撞线视频，依规估读成绩；降低裁判难度，节省人力资源。

二、模型建构

（一）配置

1．5米usb数据延长线（3条）。

2．极速A30电脑摄像头（3个）。

3．Windows系统笔记本电脑（3台）。

4．Windows Movie Maker 2.0视频软件:Movie Maker软件为Windows xp系统自带（可下载），有极佳的兼容性，文件小，运行流畅，摄像、计时同步完成，摄像、播放同一界面，支持逐帧回放和百分秒显示，操作简单。

5.A4塑质资料盒（1个）。

6.普通装沙方体饮料瓶（2个）。

7.裁纸刀1把、厚泡沫板和宽透明胶带若干、强力两面胶一段。

（二）摄像头固定盒的制作：将3个摄像头固定在一个盒中便于使用（见图1）。

制作方法：在资料盒前侧裁剪一个长18cm的窗口；窗口处用两面胶并排固定摄像头；资料盒内两侧各放置一个沙瓶；将留出摄像头后盒内的剩余空间用裁剪后的泡沫板填满；固定住数据线，让线从盒后穿出，用胶带在盒外挤实、固定、包裹、粘牢。

（三）流程

1.计时主裁判用秒表计取每组第一名的成绩t。

2.摄像计时员在观察运动员正常出发（没有出现违例召回情况）后开启终点视频摄像，至全体通过终点线后停止摄像。

3.回放该组到达终点的视频画面，目测运动员抵达终点线前后的两帧图像，估判到达名次（注：国际田联《田径竞赛规则（2012－2013）》第165条计时和终点摄像之17款4项如果运动员抵达终点线时的图像中没有躯干任何部分抵达终点线后沿垂直面瞬间的画面，则必须查看抵达终点线前后的两幅图像；如果在这两张图像中运动员抵达终点的顺序有变化，则终点摄影主裁判应宣布有关的运动员名次相等），按估读规则判读撞线时标tn’（n为名次）。

图2

估读规则（见图2）：逐帧回放每名运动员的撞线视频，对比运动员抵达终点线前后的两帧图像和对应时标（ta和tb），目测运动员的躯干(一般是胸部前沿)与终点线后沿最近距离的比例关系，估读撞线时标tn’（n为名次）的相应数值。

当a趋于0时，tn’=ta；

当a明显小于b时，tn’=ta+0.02；

当a和b趋于相等时，tn’=ta+0.04；

当a明显大于b时，tn’=ta+0.06；

当b趋于0时，tn’=tb。

4.终点记录员记录统计每名运动员的估读撞线时标tn’和计时主裁判秒表计取的第一名时间t，依模型公式Tn= tn’+（tt1’）得出同组每名运动员的手计时成绩Tn。（n为名次）。

系统模型不是直接应用摄像系统进行计时，而是以视频资料中的画面作为证据，判定名次和确定运动员之间的时间间隔，以第一名运动员的手计时成绩为基准，通过模型公式计算出其他运动员的手计时成绩。按照估读规则取值，误差小于0.02秒，在手计时误差范围内。该系统模型符合国际田联《田径竞赛规则（2012－2013）》第165条计时和终点摄像14款的条件要求，估读成绩应被承认为正式计时。

三、组装调试

（一）连接设备

摄像头固定盒中间摄像头在终点线延长线上，距离8道外线4米远2.4米高工作台上（计时台、人字梯等均可）；将3台笔记本电脑在跑道外侧的裁判桌上摆放好；用usb数据延长线连接摄像头与笔记本电脑。

（二）系统调试

1.运行movie maker软件

启动连好的笔记本电脑，依照C: Program FilesMovie Maker路径，双击movie maker执行程序图标启动软件（之后可在开始菜单中找到程序图标）。进入用户界面，鼠标拉动右侧窗格框线，调大监视器画面（见图3）。

2.视频录播

（1）用户界面，“工具栏”上，单击“任务”。左侧显示“电影任务”窗格，窗格中“捕获视频”下，单击“从视频设备捕获”（快捷键CTRL+R）（见图3）。

（2）“视频捕获设备”页，“可用设备”中，单击要用来捕获视频的模拟设备。

（3）“捕获的视频文件”页，“为捕获的视频输入文件名”框中，为捕获的视频文件输入文件名（可填入代码如100g1m01——项目100年级g1性别m组别01）。“选择保存所捕获视频的位置”框中，单击“浏览”为视频选择保存空间足够大的位置（设置一次即可）（见图4）。

图3

图4

（4）“视频设置”页，默认捕获视频和音频的视频设置。

（5）“捕获视频”页，调整摄像头镜头焦距，确保影像窗口画面清晰；调整摄像头拍摄角度，对准终点线，确保拍到8条跑道和道内运动员。默认设置“完成向导后创建剪辑”、“扬声器静音”和“捕获时间限制”复选框为不选中（设置一次即可）。单击“开始捕获”可开始捕获视频（快捷键ALT+C）；单击“停止捕获”可停止捕获视频（快捷键ALT+T）；单击“完成”关闭“视频捕获向导”（快捷键ENTER），回到用户界面，刚捕获的视频名称将导入“内容”窗格中（见图5）。

图5

（6）用户界面，单击中间“内容”窗格中刚捕获的视频名称，监视器窗口呈现视频影像，功能按钮呈激活状态。使用鼠标配合快捷键可快速选取播放点和方式，便于清晰观察。播放或暂停（快捷键ENTER或空格键）、上一帧（快捷键ALT+左箭头键）、下一帧（快捷键ALT+右箭头键）、全屏播放（快捷键ALT+ENTER）（见图6）。

图6

重复以上步骤可反复完成视频录播工作（“捕获视频”页的设置无需再做）。

四、实际应用

为了减少失误，提高效率，启用三套摄像系统，一套始终按项目组别摄录，其它两套轮流进行终点摄像和成绩判读。判读结束迅速完成摄录准备，进入后备摄像状态。

（一）终点裁判长(见图7)

图7

全面管理终点裁判工作。负责终点和起点的旗语沟通，然后到计时主裁判对面，计取每组第一名的成绩做后备。

（二）计时主裁判(见图7)

按工作规范做好准备工作，计取每组第一名的成绩。赛前，提示摄像计时员“回表”；赛中，尽早提示摄像计时员“开表”、“查表”，出现故障，立即指示开启后备摄像；赛后，告知记录员第一名成绩，监督判读和记录工作，确认成绩无误，签名交径赛裁判长，通知摄像计时员“回表”，示意终点裁判长就绪。破纪录时，应及时检查设备、视频，请径赛裁判长和总裁判审核。

（三）摄像计时员(见图7)

按规范完成系统连接调试工作，电脑进入录播界面。

1.回表：启动“从视频设备捕获”，命名视频，进入“捕获视频”页，示意主裁就绪，注意起点状态。

2.开表：判定运动员正常出发或“开表”提示后，即刻开启终点摄像。

3.查表：开启摄像后，检查软件工作是否正常(发现问题立即报告主裁)。

4.停表：运动员全部冲过终点线，检查员组织回道，面向镜头错位站好，确认全部拍清后，停止捕获，点按完成。

5.读表：在终点和计时主裁判的监督下，回放刚刚捕获的视频文件，依据运动员特征（大腿外侧道次号）和系统估读规则，向终点记录员判读名次、道次和时标。“读表”结束，立即“回表”准备捕获下组视频。

（四）终点记录员(见图7)

终点记录员在终点和计时主裁判的监督下，按工作规范，记录计时主裁和摄像计时员的判读数据，输入电脑统计出每名运动员的手计时成绩，填写成绩报告单交给计时主裁。重复以上步骤进行下一组次的裁判工作。

五、结语

经校运会试用，与手计时比较，这个系统对名次和窜道的判定非常准确，计时精度与手计时相当。在资金、设备、人员、精度要求都不能太高的中学校内运动会上，7个人用3个摄像头、3根usb数据线、3台笔记本电脑，省人、省力、快速、准确地完成了本来需要30多人的工作，确实是一件十分惬意的事情，真心希望这个简单实用的终点摄像计时裁判系统能为同行们带来更多的方便。

装备与器材栏目第8、9期征稿提示

最佳投稿时间：

2014年第8期：2014年6月10日～6月25日

2014年第9期：2014年7月10日～7月25日

第8、9期：体质监测工具的使用和维护

撰稿提纲：1.开学初各级各类学校陆续开展学生体质健康监测活动，配以图片谈一下测试工具的使用方法；2.测试是一项长期复杂的工作，为保证工作的顺利进行和测试工具的正常使用，我们有必要对测试工具进行维护，您是如何进行的？