基于机器视觉乒乓球机器人的方法研究和视觉系统开发
发布时间：2021-04-08 20:14
乒乓球机器人是由视觉系统、机械系统和控制系统相结合的手眼系统[1],其中视觉系统相当于人的大脑、眼,通过视觉系统进行预测乒乓球的飞行轨迹,计算出击球点和击球时机,击球人才能有效地回球。国外已对乒乓球机器人的方法研究多年,并且已有一定的研究成果,能进行与人对打多个回合,而在我国,仅浙江大学进行了相关研究,并设计出三代乒乓球机器人,且在持续研究中。通过研究可知乒乓球机械人重点在于视觉系统,通过视觉系统计算出击球点的三维坐标和待击球的时间,控制机器手完成击球动作。要完成机器手有效的回球,要获取准确的击球点和击球时机,需要获取准确的飞行点坐标和提前预测乒乓球未来的飞行轨迹,预留出足够的时间,使机器手完成击球动作。其中获取准确的击球点和击球时机是重点也是难点,只有解决好这问题,机器人打乒乓球才能有效地实现。本文首先介绍乒乓球机器人现状和发展以及乒乓球机械手的研究意义。接着介绍双目标定的方法,计算出摄像机的内参和相机之间的位姿关系,利用标定结果计算出乒乓球的三维坐标信息。接着介绍通过对比现有目标跟踪图像处理算法,并且根据乒乓球的飞行特点,研究制定一套快速实时图像处理算法。通过...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
贝尔实验室设计的乒乓球机器人Fig.1-1TabletennisrobotdesignedbybellLABS
图 1-2 瑞士设计的乒乓球机器人Fig.1-2 Table tennis robot designed by Switzerland.图 1.3 日本研发的乒乓球机器人Fig.1-3 Table tennis robot developed in Japan.乓球机器人的研究相对较晚，浙江工业大学对乒
3图 1.3 日本研发的乒乓球机器人Fig.1-3 Table tennis robot developed in Japan.乓球机器人的研究相对较晚，浙江工业大学对乒乓机器人[4]，如图 1-4。如图（a）为第一代乒乓球机且是双球拍，带有旋转的机器手臂，由于单目视觉其他辅助信息才能计算出乒乓球的三维信息，因此球影来计算三维信息，对于该方法获取的三维信息用了 P4.30GHZ 的 CPU，得出的三维坐标也有时间成功率较低，在 60%左右。针对这个问题，浙江工
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光流定位的自动路径规划清扫机器人[J]. 李炫志,黄旭铭,姜科,郑慎鹏,李晨韵,陈光乐,周晋怡. 微型机与应用. 2017(05)
[2]基于运动场分离水下图像增强处理方法研究[J]. 孔祥尉,杨进华,周彪,齐志宏. 长春理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
[3]人群运动方向异常检测算法[J]. 刘赏,董林芳. 计算机科学. 2013(S2)
[4]乒乓球轨迹预测的研究与仿真[J]. 王奇志,杨晓晓. 计算机工程与科学. 2013(02)
[5]稳定精确的摄像机标定方法[J]. 米雪,苏健民. 计算机工程与应用. 2012(16)
[6]基于游程分析轮廓提取算法的改进[J]. 胡涛,郭宝平,郭轩. 深圳大学学报(理工版). 2009(04)
[7]基于智能摄像机的高速视觉系统及其目标跟踪算法研究[J]. 张正涛,徐德. 机器人. 2009(03)
[8]一种全局视觉下的机器人定位系统[J]. 刘懿,廖家平. 湖北工业大学学报. 2009(01)
[9]一种基于改进遗传算法的摄像机自标定方法[J]. 刘睿,王锋. 光盘技术. 2008(05)
[10]一种基于三消隐点的摄像机自标定算法[J]. 段成钢,李秀智. 计测技术. 2007(04)
博士论文
[1]可重构的无线智能视频监控平台的研究[D]. 王一木.浙江大学 2013
[2]乒乓球机器人视觉测量与控制[D]. 张正涛.中国科学院研究生院（自动化研究所） 2010
[3]基于轮廓对比的PCB裸板缺陷检测算法研究[D]. 胡涛.华中科技大学 2009
[4]基于几何与图像结合的虚拟场景绘制技术研究[D]. 全红艳.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]无标记仿人乒乓球机器人本体视觉系统及其轨迹预测研究[D]. 郏海峰.浙江大学 2016
[2]航拍地面目标检测算法研究[D]. 刘松松.北京工业大学 2016
[3]一种基于机器视觉的穴盘苗盘上检测方法研究[D]. 张志远.浙江理工大学 2016
[4]基于视觉的螺旋焊管管径测量研究[D]. 周长斌.山东大学 2015
[5]仿人乒乓球机器人本体视觉系统研究[D]. 谢琪.浙江大学 2014
[6]基于粒子滤波的视频跟踪算法研究[D]. 杨小军.冶金自动化研究设计院 2013
[7]乒乓球机器人球拍位姿的确定[D]. 严国全.安徽工业大学 2013
[8]红外目标检测识别算法及实现[D]. 文云.中北大学 2013
[9]无重叠视域多摄像机运动目标匹配研究[D]. 尤亚.苏州大学 2013
[10]视频流中基于头肩特征的运动人体检测与跟踪[D]. 周永虎.西安电子科技大学 2013
本文编号：3126196
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
贝尔实验室设计的乒乓球机器人Fig.1-1TabletennisrobotdesignedbybellLABS
图 1-2 瑞士设计的乒乓球机器人Fig.1-2 Table tennis robot designed by Switzerland.图 1.3 日本研发的乒乓球机器人Fig.1-3 Table tennis robot developed in Japan.乓球机器人的研究相对较晚，浙江工业大学对乒
3图 1.3 日本研发的乒乓球机器人Fig.1-3 Table tennis robot developed in Japan.乓球机器人的研究相对较晚，浙江工业大学对乒乓机器人[4]，如图 1-4。如图（a）为第一代乒乓球机且是双球拍，带有旋转的机器手臂，由于单目视觉其他辅助信息才能计算出乒乓球的三维信息，因此球影来计算三维信息，对于该方法获取的三维信息用了 P4.30GHZ 的 CPU，得出的三维坐标也有时间成功率较低，在 60%左右。针对这个问题，浙江工
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光流定位的自动路径规划清扫机器人[J]. 李炫志,黄旭铭,姜科,郑慎鹏,李晨韵,陈光乐,周晋怡. 微型机与应用. 2017(05)
[2]基于运动场分离水下图像增强处理方法研究[J]. 孔祥尉,杨进华,周彪,齐志宏. 长春理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
[3]人群运动方向异常检测算法[J]. 刘赏,董林芳. 计算机科学. 2013(S2)
[4]乒乓球轨迹预测的研究与仿真[J]. 王奇志,杨晓晓. 计算机工程与科学. 2013(02)
[5]稳定精确的摄像机标定方法[J]. 米雪,苏健民. 计算机工程与应用. 2012(16)
[6]基于游程分析轮廓提取算法的改进[J]. 胡涛,郭宝平,郭轩. 深圳大学学报(理工版). 2009(04)
[7]基于智能摄像机的高速视觉系统及其目标跟踪算法研究[J]. 张正涛,徐德. 机器人. 2009(03)
[8]一种全局视觉下的机器人定位系统[J]. 刘懿,廖家平. 湖北工业大学学报. 2009(01)
[9]一种基于改进遗传算法的摄像机自标定方法[J]. 刘睿,王锋. 光盘技术. 2008(05)
[10]一种基于三消隐点的摄像机自标定算法[J]. 段成钢,李秀智. 计测技术. 2007(04)
博士论文
[1]可重构的无线智能视频监控平台的研究[D]. 王一木.浙江大学 2013
[2]乒乓球机器人视觉测量与控制[D]. 张正涛.中国科学院研究生院（自动化研究所） 2010
[3]基于轮廓对比的PCB裸板缺陷检测算法研究[D]. 胡涛.华中科技大学 2009
[4]基于几何与图像结合的虚拟场景绘制技术研究[D]. 全红艳.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]无标记仿人乒乓球机器人本体视觉系统及其轨迹预测研究[D]. 郏海峰.浙江大学 2016
[2]航拍地面目标检测算法研究[D]. 刘松松.北京工业大学 2016
[3]一种基于机器视觉的穴盘苗盘上检测方法研究[D]. 张志远.浙江理工大学 2016
[4]基于视觉的螺旋焊管管径测量研究[D]. 周长斌.山东大学 2015
[5]仿人乒乓球机器人本体视觉系统研究[D]. 谢琪.浙江大学 2014
[6]基于粒子滤波的视频跟踪算法研究[D]. 杨小军.冶金自动化研究设计院 2013
[7]乒乓球机器人球拍位姿的确定[D]. 严国全.安徽工业大学 2013
[8]红外目标检测识别算法及实现[D]. 文云.中北大学 2013
[9]无重叠视域多摄像机运动目标匹配研究[D]. 尤亚.苏州大学 2013
[10]视频流中基于头肩特征的运动人体检测与跟踪[D]. 周永虎.西安电子科技大学 2013
本文编号：3126196
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