バスケットボールの試合における 得点自 動加算システムcosta/wip18.pdfshoot!!...
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バスケットボールの試合における 得点自 動加算システム
MEMSYS B2 新人 costa
親 usaさん
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背景 • 小さなセンサの普及
• スポーツ競技における様々なシーンでの自動化
Ex)今年のサッカーW杯で使用されたゴールラインテクノロジー • バスケットボールの競技を進めていくには一定人数が必要
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問題意識
• 少人数チームはテーブル・オフィシャルズ(T.O)が負担 • T.Oは試合進行に欠かせない仕事
• サークルのように人数がいつも集まるとは限らない環境 • プレーヤー自らタイマー操作をする状況 • 一旦抜けることが試合への支障につながる
→得点加算の自動化で補うことが可能
10人しかいないので 互いに得点を入れ合うことで なんとか試合が成立
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目的
• 得点加算を自動化 →サークルのように人数が少ない環境において,円滑な試合運びにつながる
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機能要件
• シュートが入ったかどうか判定 • シュートが2Pか3Pか判定
緑色:2P
黄色:3P
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アプローチ
• シュート判定 • 曲げセンサの使用
• 2Pか3Pか判定 • 圧力センサによりシュートを打った時刻取得 • 画像処理で3Pライン判定
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曲げセンサ • 目的
• ボールがリングを通過したかどうかの判定
• 実装 • ゴールリングに設置(下図)
• 曲げセンサを使う理由 • 物理的にシュートを感知
上部から見たイメージ
曲げセンサ
通信 モジュール
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圧力センサ
• 目的 • シュートを打った正確な時刻の取得
• 実装 • インソール + サポーター等で足首に巻きつける
• 圧力センサを使う理由 • シュート前の踏み込みで圧力がかかる • その圧力値が上がったところが シュートタイミングと言える
タイミングがわかりにくい
タイミングがわかりやすい
加速度
圧力
ジャンプした瞬間
イメージ図
圧力センサ
通信モジュール
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• 目的 • シューターのつま先が3Pラインを超えているかの判定
• 実装 • コート隅2カ所に設置(フルコートでは四隅に設置) • プレーヤーは足先にマーカー装着(敵味方で区別)
• 画像処理をする理由 • 3Pかどうかを判定するのは 足元を見なければ不可能
画像処理①
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画像処理②
• 3P判定の問題点 1. 誰がシュートを打ったのか 2. シューターのつま先がわかるか 3. つま先は線の内側か外側か
• 画像処理を行うことで解決
イメージ図
1. ボール検知
2. マーカー検知
3. ライン検知
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タイムライン 曲げセンサの値
動画
Shoot!!
3P!!!!
Jump!! 圧力センサの値
時間(t)
t1
t2
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システム構成図 Shot!!!
シュート判定モジュール
シュートタイミング取得モジュール
画像処理モジュール
3P Shoot!!!
2P Shoot!!
YES NO
Time stamp
YES NO ERROR!!!!
音声警告 手入力
今期は最低限ここまで
ディスプレイ表示
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関連研究
• Hoop Tracker • シュート練習用のスマートウォッチ • 自分で打つ位置を決めて打つとスマートウォッチだけでなく,
PCなどの他のデバイス上でも記録を確認可能 • http://www.hooptracker.com/
<自分の研究との相違点> • 個人練習用(試合向きではない) • 腕への装着物 • 自分で設定しないと2Pか3Pか判定できない
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実装環境
• デバイス • Arduino + 曲げセンサ • SunSPOT + 圧力センサ • Web Camera • MacBook Air
• 実装言語 • C++ • Java
• 使用ライブラリ • OpenCV
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評価方針(精度評価)
<シュートが入ったかどうか判定> • シュート判定モジュール
• 10人に10本ずつ場所を変えながらシュートを打ってもらい,成功数を評価
<シュートが2Pか3Pか判定> • シュートタイミング取得モジュール
• 10人に10本ずつシュートを打ってもらい,ジャンプのタイミングと動画フレームがマッチしてるかを評価
• 画像処理モジュール • 10人に10本3Pシュートを場所を変えながら打ってもらい,成功
数を評価
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スケジュール 12 月 1月 2月
中間発表
シュートタイミング取得 モジュール実装
評価
資料作成
シュート判定 モジュール実装
画像処理モジュール実装
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まとめ
• 人数が少ないと円滑な試合進行が難しい • バスケットボールの試合において,得点自動加算システ
ムの提案 • 曲げセンサを用いて,シュートが入ったかどうか判定
• 圧力センサを用いて,シュートを打ったタイミングを取得
• シュートを打った時間の動画フレームから,画像処理によりシューターが3Pラインより外側にいるかを判定
• ディスプレイに得点を自動表示
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予備スライド
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エラー処理
• シューターとディフェンスが完全に重なりマーカー特定不可能
• ボールのトラッキング失敗
• 音声警告によりエラーを通知 • プレーヤーが手入力で得点加算