乒乓球機(jī)器人軌跡跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的發(fā)展可以用蒸蒸日上來(lái)形容。作為典型的娛樂(lè)機(jī)器人，乒乓球機(jī)器人，在中國(guó)，對(duì)它的研究才剛剛起步，需要投入更多的人力物力給這張白紙?zhí)钊敫嗟纳?。乒乓球機(jī)器人中球體的軌跡跟蹤算法是研究的一個(gè)重點(diǎn)方向。
　　將視頻跟蹤技術(shù)引入體育訓(xùn)練中，用以提高體育訓(xùn)練的科學(xué)性與效率，是一項(xiàng)新興的研究?jī)?nèi)容。對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)捕捉與跟蹤，通過(guò)記錄下的數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與特征進(jìn)行分析研究，可以輔助運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練。視頻跟蹤技術(shù)的多數(shù)算法

2、只適用于固定的環(huán)境，例如，靜態(tài)背景、室內(nèi)環(huán)境、沒(méi)有遮擋的物體等，意在視頻序列中獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)穩(wěn)定性的跟蹤，目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)儼然成為了一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)的研究任務(wù)。
　　本文以乒乓球發(fā)球機(jī)為研究對(duì)象，該發(fā)球機(jī)可以發(fā)射出不同速度，不同角度，不同旋轉(zhuǎn)的乒乓球，選擇索尼攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻拍攝，對(duì)視頻中的小球?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和跟蹤。
　　首先，論述了課題研究的背景、意義以及現(xiàn)狀，并對(duì)視頻目標(biāo)跟蹤的基本技術(shù)進(jìn)行了綜述，包括常用的跟蹤算法、難點(diǎn)問(wèn)題和技術(shù)

3、要求等；其次，分析了乒乓球飛行過(guò)程中的受力情況，并對(duì)其物理模型進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)；最后，在利用幀差法對(duì)乒乓球進(jìn)行跟蹤時(shí)，雖然可以跟蹤檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，但是，實(shí)驗(yàn)背景比較復(fù)雜，光線較暗，實(shí)驗(yàn)室中還存在各種實(shí)驗(yàn)器材設(shè)備，以及與乒乓球顏色相近的門，在做圖像差分的過(guò)程中，干擾較大，而且出現(xiàn)了很多雜亂的假目標(biāo)，針對(duì)該問(wèn)題，引入卡爾曼濾波算法，該算法有效的解決了環(huán)境因素的干擾，但是依然存在小部分的假目標(biāo)，因此，在卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上，結(jié)合混合高斯背景模型，得