乒乓球机器人视觉测量和制约

摘要4-5

Abstract5-13

章 绪论13-27

1.1 选题背景与13

1.2 乒乓球机器人的发展现状13-24

1.2.1 乒乓球机器人系统结构14-18

1.2.2 乒乓球机器人视觉系统18-20

1.2.3 乒乓球轨迹预测算法20-21

1.2.4 球拍的运动控制21-24

1.3 主要研究内容和结构安排24-27

1.3.1 主要研究内容24-26

1.3.2 论文的结构安排26-27

章 基于智能相机的高速视觉系统及图像处理算法27-51

2.1 视觉系统的硬件结构27-33

2.2 视觉系统的软件设计33-34

2.3 乒乓球跟踪的图像处理算法34-48

2.3.1 运动分析38-39

2.3.2 游程编码原理39-40

2.3.3 闭合轮廓提取40-41

2.3.4 基于采样点生长的中心定位算法41-43

2.3.5 智能相机的三帧并行原理43-45

2.3.6 乒乓球轮廓参数的设置方法45-48

2.4 实验与结果48-49

2.5 小结49-51

章 乒乓球后续轨迹与击打点预测51-89

3.1 乒乓球飞行机理建模51-56

3.1.1 飞行中的受力分析51-54

3.1.2 模型求解54-56

3.2 乒乓球与球台的碰撞模型56-61

3.2.1 竖直方向反弹模型56-58

3.2.2 方向反弹模型58-61

3.3 落点与击打点的预测61-64

3.3.1 RANSAC去除杂点62-63

3.3.2 基于负反馈的初速度较正63-64

3.4 误差分析64-68

3.4.1 落点误差分析64-68

3.4.2 击打点误差分析68

3.5 基于OPENGL的仿真系统设计68-77

3.5.1 场景的绘制69-70

3.5.2 三维到二维的变换70-74

3.5.3 软件结构与功能设计74-77

3.6 实验与结果77-86

3.6.1 轨迹滤波77

3.6.2 速度与模型参数对轨迹预测的影响77-81

3.6.3 反弹轨迹预测81-82

3.6.4 落点与击打点的预测82-86

3.7 小结86-89

章 基于PnP的乒乓球机器人位姿计算89-113

4.1 系统架构91-92

4.2 色标块角点的提取92-97

4.2.1 直线提取的RANSAC算法93-94

4.2.2 角点提取94-97

4.3 实验与结果97-111

4.3.1 定位实验97-102

4.3.2 误差分析102-111

4.4 小结111-113

第五章 打乒乓球机器人的运动控制113-123

5.1 五自由度乒乓球机器人113

5.2 三阶段击球运动控制策略113-120

5.3 实验与结果120-121

5.4 小结121-123

第六章 与展望123-125