艾康偉，王博偉，彭磊華

1 前言

目前在國(guó)內(nèi)，通常采用三維定點(diǎn)錄像分析的方法對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行診斷和分析。三維定點(diǎn)錄像分析的方法對(duì)錄像拍攝的要求是：在使用至少兩臺(tái)攝像機(jī)拍攝標(biāo)定框架后，其攝像機(jī)的位置和焦距等物理參數(shù)均不能改變，因此，稱之為“三維定點(diǎn)錄像分析的方法”。這種方法一般用來對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍不大的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如舉重、鉛球等，或雖然運(yùn)動(dòng)范圍較大但只對(duì)某一技術(shù)環(huán)節(jié)，如跳高的起跳等，進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。對(duì)于運(yùn)動(dòng)范圍較大的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如分析跳高或三級(jí)跳遠(yuǎn)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，若采用三維定點(diǎn)錄像分析的方法，所拍攝的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的成像較小，會(huì)給圖像的解析造成很大的誤差；此外，大部分的運(yùn)動(dòng)過程都發(fā)生在標(biāo)定框架所覆蓋的空間之外，這對(duì)圖像解析的精度造成很大的影響。解決這一問題的途徑可采用三維跟蹤掃描影像分析方法。

三維跟蹤掃描影像分析方法就是攝像機(jī)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)來記錄運(yùn)動(dòng)的圖像，并通過專門的圖像解析系統(tǒng)解算得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)空間實(shí)際三維坐標(biāo)的方法。此方法是在三維定點(diǎn)錄像分析方法的基礎(chǔ)上的應(yīng)用擴(kuò)展，在國(guó)外稱之為Pan/Tilt/Zoom功能。在攝像機(jī)架設(shè)在位置固定的三角架上后，Pan功能就是攝像機(jī)可以繞垂直軸左右搖動(dòng)，Tilt功能是可以繞水平軸上下?lián)u動(dòng)，這兩個(gè)功能可保證攝像機(jī)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)拍攝圖像；而Zoom功能可實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)在拍攝的過程中其焦距可調(diào)，從而保證了盡可能大的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像。

在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為普遍的三維運(yùn)動(dòng)錄像分析系統(tǒng)，如德國(guó)的SIM IMotion、美國(guó)的Peak Motus等都具有Pan/Tilt/Zoom功能，它們的算法都采用了Volker Drenk［7］（1994）研究的Pan/Tilt/Zoom算法。

艾康偉［1］等（2002）采用定點(diǎn)/定焦的拍攝方法對(duì)較大范圍進(jìn)行了標(biāo)定，獲得了我國(guó)優(yōu)秀花樣滑冰雙人滑運(yùn)動(dòng)員拋跳4周的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。但對(duì)于三維跟蹤掃描影像分析方法在國(guó)內(nèi)目前還沒有應(yīng)用的報(bào)告；而在國(guó)外，已有學(xué)者（Reyher，Raschner，Moessner）［6，8，9］采用這種方法獲得了水上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目賽艇和障礙滑雪運(yùn)動(dòng)員的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。

在控制點(diǎn)目標(biāo)觀測(cè)與坐標(biāo)框架換算系統(tǒng)［2］的基礎(chǔ)上，應(yīng)用德國(guó)的SIM IMotion三維運(yùn)動(dòng)錄像分析系統(tǒng)的Pan/Tilt/Zoom功能，實(shí)現(xiàn)掃描跟蹤攝像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像坐標(biāo)到空間實(shí)際三維坐標(biāo)的解算，并對(duì)其解算的精度進(jìn)行初步的分析；并較為詳細(xì)的介紹具體的操作流程，可作為今后應(yīng)用此項(xiàng)分析技術(shù)的參考。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

在實(shí)驗(yàn)室的條件下，使用兩臺(tái)數(shù)碼攝像機(jī)按照三維掃描跟蹤影像分析的步驟和要求分別對(duì)空間的若干個(gè)點(diǎn)（球）和已知長(zhǎng)度的運(yùn)動(dòng)中的桿進(jìn)行三維跟蹤掃描錄像，并應(yīng)用德國(guó)的SIM IMotion三維運(yùn)動(dòng)錄像分析系統(tǒng)的Pan/Tilt/Zoom功能對(duì)空間的若干個(gè)點(diǎn)（球）的三維坐標(biāo)和桿的長(zhǎng)度進(jìn)行解算，同時(shí)對(duì)空間的若干個(gè)點(diǎn)（球）使用全站儀和控制點(diǎn)目標(biāo)觀測(cè)與坐標(biāo)框架換算軟件系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量和三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，并將得到的數(shù)據(jù)結(jié)果與影像分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證影像測(cè)量方法的可靠性；將影像測(cè)量計(jì)算得到的桿長(zhǎng)度與桿的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比分析以對(duì)影像測(cè)量的精度進(jìn)行評(píng)估。

2.2 實(shí)驗(yàn)使用的儀器

帶Pan/Tilt/Zoom功能模塊的SIM IMotion三維運(yùn)動(dòng)影像分析系統(tǒng)。

數(shù)碼攝像機(jī)索尼DCR-HC52E和松下NV-GS55各一臺(tái)，用于拍攝標(biāo)定框架和跟蹤拍攝運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

標(biāo)定框架兩套，一套（Peak）應(yīng)用于攝像機(jī)的標(biāo)定和參考坐標(biāo)系的確定，一套（自制）應(yīng)用于全站儀測(cè)量和錄像解析得到的三維空間絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，兩套框架上各有控制點(diǎn)（球）24個(gè)，每個(gè)球的直徑35mm。

Topcon GPT-3002N全站儀一臺(tái)，控制點(diǎn)目標(biāo)觀測(cè)與坐標(biāo)框架換算軟件系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)一臺(tái)，用于控制點(diǎn)目標(biāo)觀測(cè)與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

自加工的附加控制點(diǎn)（球）一套共20個(gè)，本次實(shí)驗(yàn)使用14個(gè)，球的直徑70mm，標(biāo)準(zhǔn)的三角架螺口，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件，以三角架、吸盤、卡夾等形式安裝在必要的空間位置。

用于二維錄像分析標(biāo)定的L型架一套，兩端點(diǎn)到交點(diǎn)的實(shí)際長(zhǎng)度均為1.2m。

2.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的布置

根據(jù)SIM IMotion三維掃描跟蹤錄像分析系統(tǒng)的要求，在兩臺(tái)攝像機(jī)掃描跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的同時(shí)，要確保在拍攝的畫面中有2個(gè)以上的附加控制點(diǎn)，所以，在本次實(shí)驗(yàn)所安置的14個(gè)附加控制點(diǎn)（球）位置，通過左、右兩臺(tái)攝像機(jī)掃描取景確認(rèn)，每個(gè)畫面背景中都至少有3個(gè)以上的控制點(diǎn)。

主標(biāo)定框架（Peak框架）安放在場(chǎng)地的中央位置，并以主框架坐標(biāo)系為本次實(shí)驗(yàn)的坐標(biāo)系，副框架安放在主標(biāo)定框架的左側(cè)，所有14個(gè)附加控制點(diǎn)和副框架上的24個(gè)控制點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)都將在主框架坐標(biāo)系中分析和討論。

左、右兩臺(tái)攝像機(jī)在主框架坐標(biāo)系的空間位置可通過SIM IMotion三維運(yùn)動(dòng)錄像分析系統(tǒng)解算得到（表1），圖1是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)布置示意圖。

圖1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)布置示意圖

表1 左，右兩臺(tái)攝像機(jī)在主框架坐標(biāo)系的空間位置一覽表（m）

2.4 附加控制點(diǎn)三維空間坐標(biāo)測(cè)量

使用Topcon GPT-3002N全站儀和控制點(diǎn)目標(biāo)觀測(cè)與坐標(biāo)換算軟件系統(tǒng)對(duì)14個(gè)附加控制點(diǎn)和副框架上的24個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)觀測(cè)測(cè)量，并將坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換到主框架坐標(biāo)系中，具體測(cè)量的結(jié)果如表2和表3所示。

2.5 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的錄像掃描跟蹤拍攝

首先，左、右側(cè)攝像機(jī)拍攝主標(biāo)定框架，用以求解直接線性變換法的11個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)。然后，左、右側(cè)攝像機(jī)搖頭并變焦拍攝副框架，其目的就是通過影像解析得到的24個(gè)控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)與全站儀測(cè)量得到空間坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。最后，讓一名受試者手持二維錄像分析標(biāo)定L型架由右向左走動(dòng)，走動(dòng)距離約10m，在走動(dòng)的過程中，讓受試者隨意搖動(dòng)二維錄像分析標(biāo)定L型架，與此同時(shí)左、右側(cè)攝像機(jī)搖頭并變焦掃描跟蹤拍攝，拍攝頻率為25fps，并確保所拍攝的運(yùn)動(dòng)畫面中至少有2個(gè)以上的附加控制點(diǎn)可視（圖2）。

表2 附加控制點(diǎn)在主框架坐標(biāo)系中的坐標(biāo)一覽表 （m）

表3 副框架控制點(diǎn)在主框架坐標(biāo)系中的坐標(biāo)一覽表 （m）

此拍攝的目的是在運(yùn)動(dòng)的條件下，通過三維掃描錄像分析系統(tǒng)解析計(jì)算端點(diǎn)L型架兩端點(diǎn)到交點(diǎn)的長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度（1.2m）進(jìn)行對(duì)比分析。

圖2 左、右側(cè)攝像機(jī)跟蹤掃描拍攝運(yùn)動(dòng)畫面截圖

3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)錄像的空間三維實(shí)際坐標(biāo)解算

應(yīng)用SIMIMotion三維運(yùn)動(dòng)錄像分析系統(tǒng)的PTZ功能對(duì)視頻圖像的解析與三維定點(diǎn)的圖像解析過程基本一樣，惟一不同點(diǎn)就是在完成對(duì)模型所定義的點(diǎn)解析后，還要解析至少2個(gè)附加控制點(diǎn)。附加控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)值（表2）可以事先輸入到數(shù)據(jù)庫中（圖3）。在解析時(shí)根據(jù)在畫面中出現(xiàn)的實(shí)際附加控制點(diǎn)，在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行選擇并解析。左、右攝像機(jī)拍攝畫面解析的附加控制點(diǎn)可以相同，也可以不同。

圖3 附加控制點(diǎn)三維坐標(biāo)輸入界面示意圖

3.1 副框架控制點(diǎn)三維坐標(biāo)解算

對(duì)副框架24個(gè)控制點(diǎn)共重復(fù)解析11次，在經(jīng)三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，24個(gè)控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以原始形式輸出，不做任何數(shù)據(jù)平滑處理，副框架控制點(diǎn)三維重構(gòu)示意圖如圖1所示。

3.2 L型架長(zhǎng)度的三維影像分析解算

在SIMI三維運(yùn)動(dòng)影像分析系統(tǒng)中將L型架兩端點(diǎn)分別定義為P1和P3，交點(diǎn)定義為P2。對(duì)P1、P2和P3進(jìn)行解析（圖4），共解析962幅運(yùn)動(dòng)畫面，L型架在參考坐標(biāo)系X軸方向上的移動(dòng)距離約10m。在經(jīng)三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，可得到解析點(diǎn)P1、P2和P3的三維空間坐標(biāo)，并以原始形式輸出，不做任何平滑處理。由解析點(diǎn)P1、P2和P3計(jì)算得到的L型架三維重構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖4 L型架運(yùn)動(dòng)掃描跟蹤錄像解析的界面示意圖

應(yīng)用影像分析系統(tǒng)所提供的空間兩點(diǎn)間距離的計(jì)算功能可得到P1到P2、P2到P3的實(shí)際空間距離，即兩桿的長(zhǎng)度，分別以L12和L23表示。

4 影像測(cè)量的精度分析

測(cè)量誤差分析分兩個(gè)方面來討論。首先，以全站儀測(cè)量得到的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，并將三維掃描跟蹤影像解析得到的副框架24個(gè)控制點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)與其比較，以驗(yàn)證三維掃描跟蹤影像分析系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；然后，對(duì)在移動(dòng)距離約10m的L型架經(jīng)三維掃描跟蹤影像解析得到的L12和L23測(cè)量數(shù)值與實(shí)際的真值1.2m進(jìn)行比較分析，以驗(yàn)證在動(dòng)態(tài)的條件下三維掃描跟蹤影像系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。

4.1 空間絕對(duì)坐標(biāo)誤差分析

表4是影像解析得到的副框架控制點(diǎn)三維空間坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，從各控制點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差來看，解析的重復(fù)性是比較好的。由于副框架控制點(diǎn)三維空間坐標(biāo)的真值是不可能測(cè)量得到的，這里假定，通過全站儀測(cè)量得到副框架控制點(diǎn)三維空間坐標(biāo)更接近實(shí)際的真值，并以此作為判斷影像分析得到的副框架控制點(diǎn)三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)精度的基礎(chǔ)。表5給出的是影像分析和全站儀（表3）測(cè)量得到的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的差值。

△XYZ表示通過兩種測(cè)量方法得到的控制點(diǎn)（球）中心點(diǎn)坐標(biāo)的空間距離。由表5可知，24個(gè)控制點(diǎn)的△XYZ平均值為0.0179m，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0028m，最大值為0.0238m（S點(diǎn)），最小值為0.0109m（Q點(diǎn)）。根據(jù)表2可計(jì)算得到副框架24個(gè)控制點(diǎn)到左攝像機(jī)的空間距離在8.11～9.54m之間，到右攝像機(jī)的空間距離在11.04～12.68m之間，從拍攝距離的角度來分析，攝影測(cè)量的偏差△XYZ是很小的。

表4 影像解析得到的副框架控制點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)一覽表 （n=11，m）

4.2 空間動(dòng)態(tài)相對(duì)誤差分析

圖5是影像分析得到的L12和L23的長(zhǎng)度測(cè)量數(shù)據(jù)，由于L12和L23的實(shí)際長(zhǎng)度已知為1.2m，所以，可以對(duì)影像動(dòng)態(tài)分析的誤差進(jìn)行分析。表6是L12和L23的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)誤差。L12和L23的三維影像測(cè)量長(zhǎng)度分別為1.215±0.009m和1.211±0.008m（n=962）；誤差平均值分別為0.0154±0.0107和0.0105±0.0081；這說明L23的測(cè)量精度要比L12高。圖6也從測(cè)量誤差頻次分布方面說明了這一點(diǎn)，圖的橫坐標(biāo)表示誤差的等距間隔，如5mm表示測(cè)量誤差＜5mm；10mm表示測(cè)量誤差≥5mm并＜10mm，以此類推；縱坐標(biāo)表示在某一誤差范圍內(nèi)測(cè)量誤差所出現(xiàn)的頻次。

表5 影像分析與全站儀測(cè)量得到的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的差值一覽表 （m）

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理［7］，L12和L23的誤差平均值加1.64倍標(biāo)準(zhǔn)差的值分別為0.0329m和0.0236m，這表明對(duì)于L12和L23的來說，95％測(cè)量值的誤差絕對(duì)值分別小于0.0329m和0.0236m，其相對(duì)誤差分別為2.74％和1.97％，而L23的相對(duì)誤差小于2％，由此可知，三維掃描跟蹤影像測(cè)量的相對(duì)誤差是能夠控制在2％以內(nèi)，可以滿足運(yùn)動(dòng)技術(shù)三維影像分析的精度要求。

圖5 影像分析得到的L12和L23的長(zhǎng)度測(cè)量數(shù)據(jù)示意圖

圖6 L12和L23的測(cè)量誤差頻次分布示意圖

從圖5可以看到，L12和L23的誤差呈增加的趨勢(shì)，那么，是什么原因?qū)е铝诉@樣的結(jié)果？筆者注意到，在拍攝錄像的過程中，左側(cè)攝像機(jī)在跟蹤拍攝L型架的同時(shí)鏡頭焦距變焦，以保持L型架在畫面中的大小，而右側(cè)攝像機(jī)則沒有，隨著L型架遠(yuǎn)離右側(cè)攝像機(jī)，L型架在畫面中的成像越來越小。有研究的結(jié)果表明，在二維平面攝像的條件下，物體在畫面中所占比例越大，測(cè)定坐標(biāo)的誤差平均值越?。?］。

表6 L12和L23的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)誤差一覽表 （n=962）

為了驗(yàn)證三維跟蹤掃描攝影測(cè)量過程中，左、右攝像機(jī)拍攝的L型架成像大小與L12和L23的測(cè)量誤差的關(guān)系，從SIM IMotion三維影像分析系統(tǒng)分別輸出左、右攝像機(jī)P1、P2和P3解析點(diǎn)的像坐標(biāo)數(shù)據(jù)P′1（x1i，y1i），P′2（x2i，y2i）和P′3（x3i，y3i），i=1，2，3…，962，根據(jù)公式：

可計(jì)算出由P′1，P′2和P′3點(diǎn)所構(gòu)成的三角形的面積，并以此作為成像大小的參數(shù)指標(biāo)。對(duì)于左、右側(cè)攝像機(jī)此參數(shù)分別以AL和AR來表示.

圖7是左、右側(cè)攝像機(jī)拍攝的L型架的面積參數(shù)AL和AR的變化趨勢(shì)圖，它從數(shù)值上說明了在跟蹤掃描拍攝錄像的過程中左側(cè)攝像機(jī)基本保持了L型架在畫面中的成像大小，而右側(cè)攝像機(jī)拍攝的L型架的成像越來越小。

表7是面積參數(shù)與L12和L23的測(cè)量誤差的相關(guān)系數(shù)表，均為負(fù)相關(guān)。L12的誤差與面積參數(shù)AR的相關(guān)系數(shù)為-0.522，P＜0.001相關(guān)具有高度顯著性。這說明L12的誤差的一個(gè)主要的來源是右側(cè)攝像機(jī)拍攝的成像較小引起的。這從一個(gè)側(cè)面提示，在進(jìn)行掃描跟蹤攝影測(cè)量時(shí)，要盡量使得所拍攝物體的成像較大，從而可減小測(cè)量誤差，提高數(shù)據(jù)的精度。

圖7 左、右側(cè)攝像機(jī)面積參數(shù)AL和AR的變化趨勢(shì)示意圖

表7 面積參數(shù)與測(cè)量誤差的相關(guān)系數(shù)一覽表 （n=962）

4.3 提高攝影測(cè)量精度的途徑

測(cè)量誤差主要是由系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差所構(gòu)成。對(duì)于三維跟蹤掃描攝影測(cè)量來說，系統(tǒng)誤差主要由成像系統(tǒng)的分辨力、成像系統(tǒng)的幾何畸變和處理算法的精度所決定的［4］；隨機(jī)誤差主要是由對(duì)控制點(diǎn)的全站儀的觀測(cè)測(cè)量、掃描跟蹤錄像的拍攝方法和對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像解析的人員操作導(dǎo)致的。控制或減小測(cè)量誤差可從以下幾方面來考慮：

4.3.1 提高成像系統(tǒng)的分辨力

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的三維運(yùn)動(dòng)錄像拍攝大都采用普通DV數(shù)碼攝像機(jī)，它的PAL制標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字圖像的分辨率是720像素×576像素。目前市場(chǎng)上已有全高清的數(shù)碼攝像機(jī)，它的分辨率可達(dá)1 920像素×1 080像素，采用這樣的攝像機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)的圖像可極大提高成像系統(tǒng)的分辨力。

4.3.2 控制成像系統(tǒng)的幾何畸變誤差

成像系統(tǒng)的幾何畸變誤差主要是指成像系統(tǒng)不能使圖像與實(shí)際景物在全場(chǎng)嚴(yán)格滿足針孔成像模型（或中心投影關(guān)系），使中心投影射線發(fā)生彎曲。一般來說，圖像中心附近的幾何畸變要比圖像邊緣小，所以，在拍攝運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，應(yīng)盡可能地將被拍攝物體置于畫面的中心。與三維定點(diǎn)影像分析不同，由于三維跟蹤掃描攝影測(cè)量的攝像機(jī)可以跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)拍攝錄像，所以，能夠保證將運(yùn)動(dòng)物體拍攝到畫面的中心附近。

4.3.3 重復(fù)觀測(cè)測(cè)量，減少人為誤差

對(duì)于掃描跟蹤影像三維測(cè)量來說，附加控制點(diǎn)的準(zhǔn)確度對(duì)于解析分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度有著重要的影響，而附近控制點(diǎn)的測(cè)量是由全站儀來完成的，不可避免地會(huì)產(chǎn)生人為的觀測(cè)誤差。在時(shí)間允許的情況下，對(duì)附加控制點(diǎn)的測(cè)量應(yīng)重復(fù)觀測(cè)多次，取平均值，這樣可以盡量的減小人為觀測(cè)所產(chǎn)生的誤差。

4.3.4 提高錄像拍攝的操作能力

由上面的討論可知，運(yùn)動(dòng)錄像的拍攝在兩個(gè)方面影響著測(cè)量的誤差：一是，物體的拍攝成像是否在圖像的中心附近；二是，在成像要盡可能地大的同時(shí)要將至少2個(gè)附加的控制點(diǎn)拍攝到畫面中。這就要求在三維掃描跟蹤影像拍攝的過程中，操作人員要熟悉所拍攝運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)以及附加控制點(diǎn)的分布情況，并對(duì)錄像的拍攝有較強(qiáng)的操作能力。這樣就可以盡量地減小在后期的圖像解析過程中由于圖像拍攝所產(chǎn)生的誤差。

5 結(jié)論

1.應(yīng)用全站儀觀測(cè)測(cè)量和三維掃描跟蹤影像測(cè)量?jī)煞N測(cè)量方法對(duì)空間分布的24個(gè)點(diǎn)（球）的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)、解析和計(jì)算，數(shù)據(jù)對(duì)比顯示，兩種測(cè)量方法所得結(jié)果的平均偏差為0.0179±0.0028m（n=24），說明本研究所應(yīng)用的三維跟蹤掃描影像分析方法是可靠的。

2.對(duì)已知長(zhǎng)度的桿的三維跟蹤掃描影像分析結(jié)果表明，本方法相對(duì)測(cè)量誤差可以控制在2％以內(nèi)，可以滿足運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析的精度要求。

3.跟蹤掃描影像拍攝運(yùn)動(dòng)物體的成像大小對(duì)三維解析數(shù)據(jù)結(jié)果的精度有較大的影響，在實(shí)際運(yùn)動(dòng)圖像跟蹤掃描拍攝過程中要注意運(yùn)動(dòng)物體的成像盡可能地大，以提高數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。

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