【摘要】：對于乒乓球機器人而言,視覺系統(tǒng)的研究一直是其難點�，F(xiàn)有的仿人乒乓球機器人,大都是采用固定在外部的視覺系統(tǒng),很少有固定于機器人頭部的視覺系統(tǒng)。本文以國家863項目支持的浙江大學(xué)仿人機器人為平臺,研究在無標(biāo)記的情況下,利用球桌天然特征信息實現(xiàn)本體視覺仿人乒乓球機器人與人對打。同時為了實現(xiàn)本體視覺系統(tǒng)的乒乓球軌跡預(yù)測,本文分析了本體視覺系統(tǒng)和外部視覺系統(tǒng)乒乓球離散運動模型參數(shù)遷移的問題,以及當(dāng)乒乓球速度過快時,如何根據(jù)乒乓球與球拍的碰撞過程,提前對乒乓球的軌跡進行預(yù)測的問題。主要研究成果包括：1、在點自定位的基礎(chǔ)上,本文提出了如何利用球桌天然直線信息,進行機器人自定位。針對球桌邊緣直線,提出基于預(yù)測搜索域的直線識別算法,算法在機器人晃動的情況下,檢測圖像中乒乓球邊緣直線的成功率接近100%,解決了本體視覺存在動態(tài)性的情況下,直線識別不穩(wěn)定的問題。2、針對單目“門”形的直線自定位算法精度不夠的問題,提出了一種雙目“門”形的直線自定位的算法,提升了直線自定位算法的精度和穩(wěn)定性,為本體視覺系統(tǒng)進行乒乓球軌跡預(yù)測打下了良好的基礎(chǔ)。3、為了解決本體視覺系統(tǒng)的乒乓球軌跡預(yù)測問題,提出了基于本體-外部視覺系統(tǒng)的參數(shù)遷移的在線自適應(yīng)的軌跡預(yù)測算法。針對乒乓球速度過快時,視覺系統(tǒng)沒有足夠多的時間對乒乓球軌跡進行觀測的問題,提出了基于PnP的視覺定位算法來獲取乒乓球拍位姿態(tài)信息,再根據(jù)乒乓球的碰撞模型,估計出乒乓球碰撞后的速度,提前預(yù)估乒乓球的軌跡的方法。最后研究了基線與乒乓球定位誤差、擊球點誤差的關(guān)系。采用340mm基線的本體視覺系統(tǒng)的乒乓球機器人,利用標(biāo)記點進行自定位,成功實現(xiàn)了與人對打28個回合。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：2782671