谷爱凌,第一个金墩墩到手!揭秘机器视觉技术,花式助力冰雪之约

关注小矩👉 矩视智能 2022-02-09 19:00
在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中,18岁的谷爱凌夺得金牌,喜提一枚金色冰墩墩!以94.50分锁定金牌。


评论区一片喧哗,除了激动雀跃之余,观众看得爽,结果判得准,成了大众最为关心的事情。

众所周知,2022年北京冬奥会引入的AI评分系统,可将转瞬即逝的动作转化为空间坐标上量化的数据指标。

无论是动作纠偏还是参考模拟示范对动作打分,都可以达到极高精度,除了能在赛前帮助运动员训练,还能在比赛中辅助人类裁判,完成评分工作。


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“同场竞技” 
 轻松看懂冠亚军之争

冰雪竞技中顶尖运动员的表现往往不分伯仲。

在一些单人比赛中,选手会以不同的翻转、腾空动作完成赛程,在观众大呼“过瘾”的同时,如何能更直观地了解到选手的技术差异?

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目前,计算机技术运用的目标识别与目标跟踪已能够实现运动追踪,完成高效、精确的动作捕捉和运动分析,从标准视频中提取运动员骨骼点信息、身体姿态、运动轨迹和位置信息,快速完成三维重建,并输出运动表现分析。

近日,在 CCTV-16奥林匹克频道播出的《奥秘无穷-首钢滑雪大跳台》节目中,百度集团副总裁、深度学习技术及应用国家工程实验室副主任吴甜介绍:

“通过3D+AI技术解决了高速度、高难度动作还原的难题,将单人比赛项目变成多人比赛,实现了冠、亚军比赛画面的三维恢复和虚拟叠加,让观众通过一个赛道,看到不同选手的实时动作。”

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“同场竞技”实现画面三维恢复及虚拟叠加


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“时空定格”  
每个动作都抓得“稳又准”

对于观众来说,不仅要看懂同场竞技选手的技术差异,更想看懂、看清每个选手在空中的比赛动作。

跳台滑雪运动员的高速运动状态达到每秒16米,还需要在空中完成复杂的翻腾和转体动作,凭借肉眼很难捕捉到每个动作。

百度集团副总裁、深度学习技术及应用国家工程实验室副主任吴甜介绍:“通过时空定格技术把时序的连续动作定格到3D 空间,不仅让观众看清动作,还实现了360度多角度观看。”

通俗点说,就好像实现了一个3D 版本的“频闪照相机”,通过多次“频闪”捕捉高速连续的运动,让观众全方位看到选手的每一个动作细节。

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图片来源:中国青年报

不同于以往以人力为主的服务方式,“智慧化”将成为本届冬奥会场馆最大的亮点。

同样,被誉为“冰上芭蕾”的花样滑冰,作为一项讲求技术细节的运动,花滑的各种跳跃动作加上旋转周数,能排列出数百款组合。

旋转又加入换脚、进入方式、速度、周数等变量,变化多达几十种,普通观众往往对其望而生畏,只能依赖专业解说;比赛中选手动作转瞬即逝,观众很难看清细节,更谈不上回味和品评。

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图片来源:智源人工智能研究院

目前已有针对花样滑冰的深度学习数据集,基于人工智能计算机视觉算法对滑冰运动员的动作、姿态、速度等信息进行智能分析对比,从定性、定量再到定制化分析每个运动员的特点,提高科学化训练水平与效率,有效减轻教练员工作负荷,实现科学训练、有效提升运动员训练效果和竞赛成绩的目的。

相信未来花滑比赛转播时,视觉技术能为观众清晰展示运动员的腾空、旋转、跳跃编排,“逐帧”解构技术绝活,将细节一网打尽,方便普通观众更好理解、看得更投入。

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除了冰上运动,这套视觉训练分析系统还能否助力其他体育运动项目?

此外,跳水等高技术型项目也已开始应用运动追踪技术。

2021年,中国跳水队引入3D + AI 跳水辅助训练系统,数秒就能生成结果。从起跳到落水,通常只有2秒钟时间,运动员有时要完成1800度的转体和翻腾。

跳水辅助训练系统支持从视频中提取关键骨骼点信息、身体姿态、运动轨迹和位置信息等,使用算法进行三维重建,对腾空高度、转体、空中姿势等细节一一记录,支持添加摘要、归纳整理功能,半年内提升训练效率20%。

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机器视觉技术 
花式助力奥运会

1、运动员动作捕捉

通过估算运动员三维姿态,获得每个关节的三维角度。有了3D的人体姿态以及人体三维重建的结果,就可以对动作进行精准的量化评估。

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人体运动姿态的识别应用前景较为广泛,医疗行业通过人体运动姿态的识别可以检测到人体动作是否出现疾病;养老行业可以通过识别摔倒等动作发出预警及时救治等。

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2、智慧媒体餐厅

餐厅内的智能、自动餐饮设备,均由碧桂园千玺机器人集团研发制造,所有设备均能够24小时运作,保证点餐、制餐、出餐全流程自动化完成。

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尤其在火候控制方面,烹饪机器人使用到双压强火力控制系统和火候视觉模块。


前者能精确控制常压燃烧器的热负荷,这是实现火力控制数字化和标准化的关键;后者基于机器视觉技术,能实时监测食材的色泽饱和度等状态,并据此调节火力强度和烹饪时间。


通过火候模糊随动控制,双压强火力控制系统与火候视觉模块协同运行,让菜肴出品稳定性强、色泽和口感保持一致。


3、禁入区域检测

体育场馆后台等是非相关人员禁入的区域,属于严格管控地段,一旦有其他人员进入,可能造成危险的后果。AI智慧识别攀爬、徘徊、越界等行为并后台预警,助力大面积场馆智能安保。

生活中可应用的场景也非常多,例如:

交通拥堵治理:进行车辆检测、车型识别、车牌识别、非机动车检测、行人检测、红绿灯识别、车辆排队长度、车辆通行速度、拥堵程度判断分析。

异常事件检测与轨迹跟踪:检测拥堵、逆行、违法停车、缓行、抛锚、事故、快速路上的行人和非机动车、路面抛洒物、路口行人大量聚集等异常交通事件的发生。

厂区安全管理:对厂区人员是否戴安全帽,是否在安全区域作业等安全管理问题进行分析,此技术还可应用于其他有安全管控需求的区域,如矿山安全管理、仓库管理等

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从智慧防疫到智慧物流、智慧服务、智慧餐厅、智慧媒体,在冬奥会中,机器视觉技术的运用已经随处可见。

在科技的加持下,冬奥会将不仅仅是运动健儿的战场,更是一场关于未来科技生活的全新体验。

让我们一起继续关注奥运赛事,为全球运动员和中国代表团加油,一起向未来!



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