乒乓球機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)的研制.pdf

1、乒乓球機(jī)器人作為一個(gè)高新技術(shù)高度集成的平臺是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一，機(jī)器視覺伺服系統(tǒng)作為乒乓球機(jī)器人的“眼睛”，提供給大腦外界信息以完成擊球任務(wù)，實(shí)現(xiàn)感知、預(yù)測的功能。該文圍繞乒乓球機(jī)器人伺服系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及相關(guān)圖像處理、識別和軌跡預(yù)測等算法的研究和改進(jìn)展開論述。首先，介紹了雙目視覺系統(tǒng)的整體架構(gòu)，包括硬件架構(gòu)和設(shè)備選擇，以及軟件架構(gòu)及各部分的功能。重點(diǎn)闡述了雙目視覺的圖像同步處理的軟硬件結(jié)合的解決方案；其次，對在乒乓球的檢測、定位、

2、跟蹤算法上所作的改進(jìn)進(jìn)行了詳盡地闡述與比較分析，并提出了一種線性的、高魯棒性的攝像機(jī)自定位算法；再次，對乒乓球與球桌碰撞過程建立了較為準(zhǔn)確的模型，對球與球桌碰撞前后速度變化有了更精確的預(yù)測；將乒乓球飛行過程中的空氣阻尼系數(shù)和其他外力加速度作為未知參數(shù)，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波方法，提高了乒乓球軌跡的識別精度；提出了自適應(yīng)的軌跡預(yù)測方法，解決了不同人（發(fā)球機(jī)）擊球，球軌跡近似模型不同的問題；接著，提出了一種基于橢圓錐面相交的方法來識別球拍的位置