基于opencv的乒乓球定位在机器人跟踪上的应用

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1、中文图书分类号：TP24密级：公开UDC：600学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：基于OPENCV的乒乓球定位在机器人跟踪上的应用论文作者：杨天娇领域：软件工程指导教师：李英梅杨世才论文提交日期:2016年5月UDC：600学校代码：10005中文图书分类号：TP24学号：G2013125195密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（非全日制）题目：基于OPENCV的乒乓球定位在机器人跟踪上的应用英文题目：TABLETENNESLOCATIONAPPLICATIONINTHEROBOTTRACKINGB

2、ASEDONOPENCV论文作者：杨天娇领域：软件工程研究方向：教育信息技术申请学位：工程硕士专业学位指导教师：李英梅杨世才所在单位：软件学院答辩日期：2016年5月27日授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：杨天娇日期：2016年5月

3、27日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：杨天娇日期：2016年5月27日导师签名：李英梅日期：2016年5月27日摘要摘要机器人发展迅速，工业机器人已经非常成熟，abb、funac、motocom等一系列工业机器人已经普遍应用于一些大型装配、焊接等企业，随着中国制造2025的重大国家规划的提出，使得机器人的发展进入飞速上升期。同时，服务

4、机器人也作为国家规划的重要组成部分进入人们的视野，扫地机器人、上菜机器人等相继进入家庭、餐馆。单纯按照预定轨服务机器人已经满足日常的需求，具备自主学习、决策的服务机器人是科学研究的主要方向。而机器视觉是服务机器人自主学习、决策的核心，动态目标识别、目标跟踪、异常行为检测等实际需求是正式当前模式识别、机器学习主流。然而，机器人摄像头带来了场景运动，背景建模等常用方法并不适应新的这一挑战。本文着重研究摄像头运动情况下的目标（乒乓球）识别技术。首先，使用基于圆形特征的摄像机标定方法进行摄像机内参数标定获取视觉系统的标定参数，然后对输入图像进行相应预处理

5、，并对环境场景进行背景建模。为了满足机器人的运动性，兼顾了模型的鲁棒性和实时性。其次，在颜色空间提取目标特征实现乒乓球的识别与定位。同时，为了消除其他相同颜色物体等干扰，采用卡尔曼滤波对视觉信号进行预处理。最后，仿真系统输出基于图像中心坐标系的坐标和前景的像素模型参数，与上位机进行通讯实现机器人对乒乓球的跟踪功能。仿真实验结果表明，本文提出的跟踪方法具有较高的跟踪精度和识别准确率。在不同环境下的测试表现出了较高的鲁棒性，具备一定的实际应用能力。克服了摄像头移动情况下的目标检测识别鲁棒性差等问题。关键词：机器人；计算机视觉；OpenCV；乒乓球识别

6、；Kalman滤波IAbstractRobotdevelopmentisrapid,industrialrobotshavebeenverymature,abb,funac,motocomandaseriesofindustrialrobotshavebeenwidelyappliedinsomelargeassembly,weldingandotherenterprises,asChina'smanufacturing2025majorstateplanningisputforward,makethedevelopmentofrobotinto

7、therapidrise.Atthesametime,servicerobotasanimportantpartofthestateplanningintopeople'shorizons,sweepingthefloor,servingrobotoneafteranotherintothefamily,suchasrestaurants.Justaccordingtothescheduledtrackservicerobotsalreadymeettheneedsofdaily,hastheautonomouslearning,decision

8、-makingservicerobotisthemaindirectionofscientificresearch.Andmachine