發(fā)布時間：2023-02-05 14:53

　　隨著高爾夫球運(yùn)動的普及以及電子體育的快速發(fā)展,利用傳感器技術(shù)跟蹤高爾夫球體飛行軌跡的高爾夫感測器開始流行。其中,基于雙目視覺技術(shù)的便攜式地面高爾夫感測器具有精度高,體積小,無需重復(fù)標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)。但便攜式感測器使用場景復(fù)雜多樣,環(huán)境光變化大,對高爾夫球的檢測與追蹤算法提出了挑戰(zhàn)。對此,本文設(shè)計了一套基于雙目視覺的便攜式地面高爾夫感測器。本文提出了基于EDCircles的改進(jìn)型球體檢測算法,實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜場景下的高爾夫球檢測。同時利用動態(tài)ROI,RANSAC圓檢測進(jìn)行高爾夫球的中心點(diǎn)坐標(biāo)序列提取,重建3D坐標(biāo)后使用RANSAC直線擬合算法進(jìn)行過濾,實(shí)現(xiàn)了高爾夫球的準(zhǔn)確跟蹤。最后利用基于閾值曲面的標(biāo)記提取算法,實(shí)現(xiàn)了高爾夫球旋轉(zhuǎn)參數(shù)的計算。該感測器具有場景適應(yīng)性好,精度高,標(biāo)定簡單等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,系統(tǒng)可以追蹤速度高達(dá)90m/s,旋轉(zhuǎn)高達(dá)11000RPM的高爾夫球,可以在室內(nèi)室外使用,精度達(dá)到專業(yè)使用的水平。本文主要的貢獻(xiàn)包括:1)高爾夫球體檢測算法設(shè)計地面版感測器使用場景多樣,在室外使用時光強(qiáng)可能高達(dá)100000Lux,此時背景物體的亮度普遍偏高,球體和背景灰度值的差距比較小,單閾值二值化...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 便攜式地面高爾夫感測器主要挑戰(zhàn)
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 高爾夫球檢測與中心點(diǎn)坐標(biāo)序列提取
    2.1 雙目視覺地面高爾夫感測器
    2.2 輪廓篩選法
    2.3 RANSAC方法
    2.4 改進(jìn)型EDCircles方法
    2.5 坐標(biāo)序列提取算法流程
        2.5.1 全局ROI球體搜索
        2.5.2 初始ROI監(jiān)測
        2.5.3 基于幀差法的擊球檢測ROI
    2.6 基于動態(tài)ROI的圖像坐標(biāo)序列提取
    2.7 本章小結(jié)
第3章 3D世界坐標(biāo)重建與軌跡追蹤
    3.1 雙目相機(jī)模型
    3.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
    3.3 雙目重建
    3.4 雙目標(biāo)定
    3.5 基于RANSAC的3D坐標(biāo)過濾
    3.6 初始運(yùn)動參數(shù)計算
    3.7 本章小結(jié)
第4章 球體旋轉(zhuǎn)參數(shù)提取
    4.1 球體旋轉(zhuǎn)介紹
    4.2 球體旋轉(zhuǎn)表示與計算
    4.3 球體標(biāo)記設(shè)計
    4.4 球體標(biāo)記提取
    4.5 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)框架
    5.2 結(jié)構(gòu)組成
    5.3 硬件組成
    5.4 FPGA設(shè)計
        5.4.1 FPGA高速圖像采集
        5.4.2 FPGA圖像循環(huán)存儲
        5.4.3 FPGA圖像預(yù)處理
    5.5 嵌入式軟件設(shè)計
    5.6 上位機(jī)軟件設(shè)計
    5.7 系統(tǒng)功耗優(yōu)化
    5.8 系統(tǒng)驗(yàn)證
        5.8.1 處理時間
        5.8.2 擊球檢測率
        5.8.3 追蹤精度測試
        5.8.4 功耗測試
    5.9 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
指導(dǎo)教師對研究生學(xué)位論文的學(xué)術(shù)評語
答辯決議書
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3735168