跆拳道作为一项竞技体育运动,自被奥运会纳入正式比赛项目以来,被越来越多的爱好者学习、使用。然而,比赛得分的判定缺乏客观评价标准,仅凭裁判主观意识判定得分与否,导致国际赛事中屡次发生比赛不公的事件。幸运的是,在现代科技高速发展的引领下,电子护具自动计分系统应运而生。经过多年的测试改进,已应用于几乎所有的跆拳道比赛之中,已经极大程度地提高了比赛竞技性并保证了比赛的公平判定。针对电子护具国内缺乏详细的研究,国内赛事中使用的电子护具基本被国外产品垄断,价格高昂。同时,现阶段比赛中对于高难度技术动作的额外加分依然依靠裁判主观判断。本文研究设计的跆拳道光电护具计分系统结合了越来越成熟的姿态估计方法,针对比赛中的回旋踢技术进行自动识别并给分,进一步保证了比赛的公平公正,也为国产跆拳道电子护具的自主研发提供了一种设计思路。本文的主要研究内容概括如下:首先,走访跆拳道教练员和运动员明确设计需求并结合比赛规则,提出了整个系统硬件、软件、算法的整体设计方案。其次,实现整个硬件系统,包括信号采集、信号传输、与上位机通信等,采用利兹线和压电线缆作为硬件系统的信号采集模块,Zig Bee芯片作为信号传输模块;针对硬件部分,对比赛中可能出现的击打情况进行大量测试,分析测试结果并将护具中的测力传感器由压电线缆替换为性能较好的压电薄膜接下来,针对比赛额外加分动作中出现频率最高的回旋踢进行自动识别,使用openpose模型对视频中运动员的关键点进行提取,建立二维人体模型。分析了回旋踢这一过程中和腿部相关肢段的变化规律,使用动态时间规整算法来判断选手是否使用回旋踢这一动作。最后,完成了整个系统的软件功能,将硬件模块、软件模块、算法模块在实际比赛场地进行联调并进行结果展示。本文提出的跆拳道光电护具自动计分系统结合了人体姿态估计方法,为国产自研电子护具提供了研究新思路,稍加改进,便可应用于其它竞技体育项目,如散打、自由搏击等,具有广阔的应用前景。