乒乓球的三维运动轨迹重建①

马瑞雪,杜忠华,肖 雨,刘仁杰,刘健莹

(南京理工大学 机械工程学院,南京 210094)

随着高科技的迅猛发展,许多行业开始和高科技融合起来提高效率,如体育竞技运动中高科技已经开始大范围渗入了.在乒乓球比赛中战况时常是很激烈的,对战双方的快节奏使比赛一直处于迅速变换中,许多精彩瞬间都是一闪而过,之前通过慢动作和肉眼来捕捉落点处和运动轨迹已经不太适应如今的需求.利用双目立体视觉系统对乒乓球[1,2]的运行轨迹进行三维重现,不仅可以在比赛中精确判定落点,还可以在日常训练中用来提高训练效果.在日常训练中长期依靠教练的肉眼观察和经验去判定运动员的训练情况是比较受限的,获得乒乓球的三维运动信息可以用来辅助分析运动员的击球技术及训练情况,及时制定合适的训练方案.

随着各种智能机器人的出现,乒乓球机器人也开始出现在人们的视野中,而视觉系统是研究这类机器人的重中之重.双目视觉系统相似于人类的视觉系统,从二维图像中获取三维信息,这就是三维重建技术实现的目的.目前三维重建技术[3-5]已经日渐成熟,许多行业都开始应用该技术,例如在医学影像、化石结构重现、影视动画设计等方面.最初的三维重建技术主要是针对静态建筑或处于静止状态的物体等,随着该技术的成熟和广泛的应用范围,近几年来,三维重建也开始应用在物体的运动捕捉方面……