作者:温才妃 来源:中国科学报 发布时间:2022/1/23 14:55:37
选择字号:
滑雪场上的“鹰眼”

 

架设好的高山滑雪自动跟踪拍摄设备  董立泉团队供图

团队在国家高山滑雪中心安装、调试被测试设备 董立泉团队供图.jpg

团队在国家高山滑雪中心安装、调试被测试设备 董立泉团队供图

 

团队成员在云顶滑雪公园调试设备 董立泉团队供图

“有了高山滑雪自动跟踪拍摄系统,我们恐怕要失业了。”在延庆国家高山滑雪中心,当地电视台摄影师打趣说道。

从前拍摄高山滑雪,都是摄影师扛着摄像机漫山遍野去拍摄,路线长、环境冷、费体力,拍摄难度非常大。

自从有了北京理工大学开发的高山滑雪自动跟踪拍摄系统,只需在野外每隔150米架设一套自动跟踪拍摄系统,进行“接力”拍摄,便可将高山滑雪运动员自山顶高速滑下的全过程尽收“眼底”。摄像系统通过识别并捕捉高速滑行的运动员,进行全自动跟踪拍摄,再将信号传至电视台,整个拍摄过程完全实现全自动,无须人工参与。这也就难怪摄影师们发出如此的感叹了。

“高山滑雪自动跟踪拍摄系统”是北京市科委重点支持、北京理工大学光电学院教授董立泉课题组承担的“科技冬奥”重点研发专项。“这是一个跨技术领域的集成化产品,在抗震、高低温环境以及智能算法上有它独特之处,目前在国内尚无同类产品。”董立泉告诉《中国科学报》。

采访时,团队成员、北京理工大学教师褚旭红刚结束张家口云顶滑雪公园户外作业,冒着严寒走在雪地里。赛场现已闭环,未来的冬奥会、冬残奥会,褚旭红和北京理工大学光电学院博士生赵祺森、硕士生杨焘等将是跟踪拍摄系统的守护者。

冰天雪地里,一阵大风刮来,镜头一晃动,画面就会模糊。高山滑雪跟踪拍摄系统基于陀螺稳定平台,即便在有四、五级风或有一定的震动环境中,依然可以实现4K高清拍摄。

滑雪场的温度低至零下三、四十度,普通的摄像机通常会在极端天气下“罢工”,而高山滑雪跟踪拍摄系统设计有密封圈、温控加热。“相当于给摄像机做了一个恒温箱,可以在-40℃至60℃之间正常工作。”赵祺森说。

而它最神奇之处还在于,智能识别运动员。雪道滑过来了一群人,有运动员、教练员、陪练,如何迅速找出运动员,这“难倒”了普通摄像机,就连摄影师也需要一些反应时间。然而,通过算法,高山滑雪跟踪拍摄系统可以自动识别运动员,并快速进行锁定、跟踪。

人脸识别并不神秘,但通常对实时性没有过高的要求,比如用于海关的人脸识别虽然数据量庞大,但动作常会有半分钟的延迟。

项目组成员在前期调研中发现,高山滑雪的雪道落差大、弯多,有时候接近直角弯,而运动员的速度最快高达130至140公里/小时,摄影师想要抓住精彩瞬间着实不易。“这就对系统的实时性有很高的要求,否则运动员下一秒已挪动了位置,计算结果是无用的。设计时,设备的识别以及跟踪是以毫秒计算的。”

这样的性能用在U型槽滑雪比赛中再好不过。速度快、动作变化多……U型槽滑雪摄影素以难度大著称。赛事要求运动员从一个25至30度的坡上滑下来,并做六七次跳跃动作,如运动员在空中跳起时要摸板、翻转。裁判则根据动作完成质量评分,就连经验最丰富的裁判也不可能完全凭借肉眼看清动作。

在张家口云顶滑雪公园的U型槽滑雪赛道上,高山滑雪跟踪拍摄系统将始终抓拍着运动员,“随时准备着给他们一个特写镜头”。褚旭红告诉《中国科学报》,相比较竞速的高山滑雪,U型槽滑雪对动作细节拍摄的要求更高,从20米至200米,10倍变焦保证画面时刻清晰;自动跟踪的难度也更大,高山滑雪运动员的运动曲线是自上而下,而U型槽滑雪的运动曲线不仅有上有下,还不时有跃起。有人把它比作“赛场鹰眼”,说的正是它精准的自动跟踪和识别功能。

冬奥会结束,高山滑雪跟踪拍摄系统依然大有用场。据董立泉介绍,这套系统实际上是一个自动识别与跟踪系统,将来还可用在追捕边境偷渡、油田偷油,要地防护、监狱管理,或演播室跟踪拍摄、大型运动场所的搜索识别跟踪等。

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
极小种群野生植物平当树实现人工高效繁育 江门中微子实验的“变形金刚塔”建成
利用天然气高选择性制备乙烷和氢气 回收金属,普鲁士蓝的另一种用途
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文