تخمین مسیر حرکت توپ پرتابه و کنترل ربات جهت رسیدن به توپ با استفاده از تک دوربین

در تحقیقات رباتیک گرفتن یک جسم پرتاب شده توسط سیستم رباتیکی یکی از مسائل چالش برانگیز است. نتایج حاصل از این تحقیقات را می توان در زمینه سیستم های نظارتی مبتنی بر تصاویر ویدئویی، تحلیل تصاویر ویدئویی ورزشی، برنامه های نظارت بر فعالیت های انسانی و ارتباط انسان و ماشین مورد استفاده قرار داد. در این مقاله الگوریتم جدیدی بر مبنای بینایی ماشین برای تخمین مسیر حرکت پرتابه ارائه شده است که به صورت بلادرنگ زمان و مکان برخورد پرتابه با ناحیه کاری ربات را تخمین می زند. از نوآوری های این مقاله می توان به ارائه الگوریتم بهبود یافته ای برای تخمین مرکز توپ، استفاده از محاسبات زیر پیکسل برای بهبود تخمین مسیر و بررسی الگوریتم های مختلف تخمین مسیر و پیاده سازی سخت افزاری به صورت بلادرنگ بر روی ربات طراحی شده، اشاره نمود. ترکیب اطلاعات سنسورهای تک دوربین و ژیروسکوپ از دیگر مواردی است که در این مقاله به آن پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده توانایی الگوریتم پیشنهادی در تخمین صحیح مسیر توپ و عملکرد مناسب آن در برابر نویز است.

Ball Trajectory Estimation and Robot Control to Reach the Ball Using Single Camera

In robotics research, catching a projectile object with a robotic system is one of the challenging problems. The outcome of these researches can be used in a wide range of applications such as video surveillance systems, analysis of sports videos, monitoring programs for human activities, and humanmachine interactions. In this paper, we propose a new visionbased algorithm to estimate the trajectory of a projectile, which estimates the time and the position of the projectilechr('39')s collision with the robotchr('39')s working space in realtime. We use subpixel calculations and present an improved algorithm for estimating the center of the ball. We evaluate the performance of different trajectory estimation algorithms and also provide a realtime hardware implementation of our method on a designed robot. Moreover, the combination of singlecamera and gyroscope information is studied in this paper. The results show that the proposed algorithm is capable of correctly estimating the ballchr('39')s trajectory and has a very good performance against the noise.