随着图像处理技术的快速发展,近年来视觉测量技术的研究也取得了较大进步,并得到了广泛应用,例如工业零件检测、车辆测距以及机器人视觉。在现代体育中利用该技术可以实现体育成绩测量与判定的高度自动化,减少人工因素误差,避免暗箱操作,确保比赛或考试的公平公正性。本文围绕视觉测量在铅球项目中的应用进行了深入研究,设计开发了一套基于单目视觉的铅球项目成绩测量系统,对视觉测量技术在现代体育中的推广具有一定的理论借鉴价值。虽然现在大多数铅球比赛和考试中都采用激光测距仪进行成绩测量,但仍然存在测量效率低、人为因素影响大等问题。激光测距仪在测量时需要标杆垂直放置和人工对准,而本文设计的视觉测量系统只需在铅球落点放置标靶即可,节省了测量时间,大大提高了测量效率。后续工作还可以在系统中加入运动跟踪模块,获取铅球飞行轨迹,通过轨迹分析即可实现铅球落点的自动识别,完全实现系统自动化测量。本文的主要工作如下:(1)针对铅球落点标靶的识别问题,提出了一种基于背景差分法与多特征融合的快速目标检测识别方法。该方法使用背景差分法滤除大量的非目标信息,然后利用颜色与形状特征来识别标靶以及区分其他物体。该方法不仅可以准确识别标靶,而且能够满足系统实时性要求。(2)依据铅球场地的平面特性及应用需求,采用对应点标定法对摄像机进行标定。为了提高摄像机的标定精度,提出了一种基于任意两点距离最小二乘法的单应性矩阵评价模型。该模型不需要已知点的坐标,只需任意两点的距离即可,容易测量,且误差值相对较小。由单应性矩阵最优解计算铅球落点实际场地坐标,进而得到投掷距离成绩。经系统现场测试,实际测量结果均符合误差要求。本文设计开发的视觉测量系统结构简单,成本低廉,可行性高,而且系统精度还有很大的提升空间,具有良好的应用和推广前景。