利用渐开线的足球机器人射门算法研究

为了进一步提高足球机器人的射门成功率,使射门动作更快更准,在分析了基本算法不足的基础上,利用光滑、可微的渐开线来解决机器人小车到达目标点的射门问题.通过建立球场坐标系及机器人小车的运动轨迹坐标系,导出了旋转矩阵与平移矩阵,对球场坐标系和运动轨迹坐标系进行了坐标转换,并运用几何学方法建立了机器人在运动过程中的避碰模型,最后利用优化设计中的内点惩罚函数法对机器人小车进行了运动路径寻优.仿真结果表明,该算法可优化足球机器人射门的运动轨迹,优化后的方法不但可以减小问题的复杂度,而且具有极高的实时性,因此较好地实现了机器人在动态环境下的射门动作,提高了射门的成功率.     

关于足球运动中脚背正面射门技术的研究

依据运动生物力学原理对脚背正面射门的助跑、支撑脚站位、踢球腿的摆动、脚触球、踢球后的随前动作整个技术动作结构加以分析,并对其提出几点建议,对今后在教学与训练中正确掌握该技术,提高足球技术水平有很大作用.     

腿部核心肌群力量训练对高校足球业余运动员专项素质影响的实验研究

结合足球运动项目特点,对高校足球业余运动员采取腿部核心肌群力量训练效果进行研究,仔细分析实验前后足球业余运动员专业素质发生的改变.结果说明,借助腿部核心肌群力量训练,业余运动员原地正脚背射门和凌空正脚背射门的准度与速度都得到了提升.可见,科学应用腿部核心肌群力量训练,有利于业余足球运动员提高上下肢统一发力的能力,可以更好地控制身体.相较于传统基础训练,实验训练科学性更强,同时采取各种训练手段,提升了训练的趣味性.     

多球训练在高校足球脚背内侧踢球技术教学中的应用研究

通过教学实验法对“多球训练”在高校足球脚背内侧踢球教学中的运用进行实证研究,结果表明:在高校足球脚背内侧踢球教学中运用多球训练在心理上可以激发学生的学习兴趣,增强学习动机;在生理上可以持续对肌肉进行有效刺激,有助于技术动作的定型和球感的提高.     

第18届世界杯足球赛进球情况研究

运用电视直播观察、录像、文献资料及网络资料,对第18届世界杯足球赛64场比赛的147个进球的时间、射门地点、配合形式以及射门方式,进球队员位置的分布进行分析与研究．研究表明：上、下半时前后15分钟是进球的高峰期;边路进攻、中路短传配合是得分的主要战术手段;强队进攻破门得分的区域靠前;脚背正面、脚内侧、脚背内侧、头顶球是射门得分的主要方法;前锋是各队攻城拔寨的突击手;简洁、快速、准确是射门动作的发展方向．     

第18届世界杯足球赛进球情况研究

运用电视直播观察、录像、文献资料及网络资料,对第18届世界杯足球赛64场比赛的147个进球的时间、射门地点、配合形式以及射门方式,进球队员位置的分布进行分析与研究．研究表明：上、下半时前后15分钟是进球的高峰期;边路进攻、中路短传配合是得分的主要战术手段;强队进攻破门得分的区域靠前;脚背正面、脚内侧、脚背内侧、头顶球是射门得分的主要方法;前锋是各队攻城拔寨的突击手;简洁、快速、准确是射门动作的发展方向．     

优化特征检测的三维重建算法

提出一种自适应优化特征点检测的三维重建方法.该优化方法以Harris算子作为基础,将Harris算子的响应矩阵分块处理,分块选取响应值.通过比较块中最大响应值与全局响应均值的大小,分情况选择特征点.解决了Harris算子的阈值设置问题,减少了特征点的集群现象,改善了重建结果容易出现空洞的问题,也间接提高了重建速度.实验结果验证了该方法的有效性.     

基于预测的足球机器人抢点射门动作实现研究

在对足球机器人运动性能分析、球在场地的运动预测分析的基础上 ,提出了足球机器人抢点射门的技术动作实现方案 ,分析说明了动作实现的条件与范围 .在实际系统实验中证实了方案的可行性 .     

柔性姿态估计和时空特征结合的乒乓球动作视频片段关键帧提取

为了解决传统方法在场景复杂的情况下,因无法保证时间与空间上的连续性,导致乒乓球动作识别错误,影响关键帧提取性能的问题,将柔性姿态估计和时空特征结合在一起,研究乒乓球动作视频片段关键帧提取问题。依据稠密光流对乒乓球动作视频片段进行分段。对单帧图像人体柔性姿态进行估计,通过可分离线性滤波器时空特征点检测方法对乒乓球动作视频图像序列特征点的检测,将时空特征点当成中心建立时空立方体,提取时空立方体的像素建立时空特征。为了保证时间与空间上的连续性,引入时空特征边,得到有时空特征的柔性姿态估计结果。通过直方图相交法求出乒乓球动作视频片段中姿态相似度,计算全部姿态的Hog间差异度,构成差异度矩阵。在当前帧姿态差异度超过阈值的情况下认为当前帧为关键帧。实验结果表明,所提方法针对不同场景的保真率与压缩率一直高于0. 7,处于较高水平;主观评价结果好,可提取合理关键帧。可见所提方法对复杂场景的关键帧提取性能优,主观与客观评价结果好。     

具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法

为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法（noise-robust 3D sparse sampling magnetic particle imaging,3D NRSS-MPI）. 该算法通过求解一个由MPI投影成像正向模型l₂范数和稀疏正则约束建立的凸优化问题实现3D MPI图像重构. 模型不受MPI扫描轨迹限制,为不断发展的MPI新技术提供了普适性的基础模型;建立的三维全变分稀疏算子（3D total variation sparse operator, 3D TV Sparse Operator）利用MPI先验信息提升含噪MPI投影数据三维重构的鲁棒性,且可以进行无矩阵运算,大幅提升了运算效率. 通过点源和冠状血管模型成像实验表明,在1/4欠采样下,本文3D NRSS-MPI方法可以有效消除重构图像星状伪影,获取较高的图像信噪比,同时冠状动脉重建结构相似性超过0.701,可以准确地对欠采样、有噪声的MPI数据进行快速而稳健的重建,有效缩短了4倍成像和重构时间.      

一种基于标记点的近景摄影测量系统

给出了一种基于标记点的鲁棒三维重建摄影测量系统;采用编码点和非编码点等标记点方式.为了减少不同图像间误匹配的概率,采用一种新的基于编码点的匹配方法,不同图像间非编码点的匹配从编码点开始,并通过相似性准则、模糊度准则和距离误差准则来剔除误匹配,可获得非常高的正确匹配率.采用一种新的基于标记点的加权迭代特征算法,用编码点恢复相机的投影矩阵,从而可以确定相机的外部姿态参数;用非编码点恢复3D坐标.与已有的加权迭代特征算法比较,该算法避免了所有点参与计算相机的投影矩阵,运算速度更快.由于采用标记点的亚像素定位方法,提高了3D重建精度.实验结果表明,在3D重建方面,该系统是强壮和精确的.     

基于双目立体视觉的海浪波面三维重建技术

为了提高海面特征点检测的准确度和三维重建的精度,在基于传统的Harris算法的基础上,提出1种基于高斯金字塔图像的改进Harris特征点检测算法.利用搭建的双目相机平台,对海浪图像进行采集并完成相机的标定过程,然后根据改进的角点提取算法对图像的角点进行检测,利用尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)算法对海浪图像特征点进行立体匹配得出视差图,最后根据三角测量原理获取图像的深度信息,实现海浪波面的三维信息重建.实验结果证明,在针对海浪图像时,该方法具有更高的精度和准确度.     

改变拍摄夹角对三维运动图像解析系统框架精度的影响研究

通过改变2台摄像机的拍摄夹角对三维视讯运动图像进行拍摄,获得三维坐标标定精度误差,并运用数理统计法对所得误差进行统计学分析,结果表明:各拍摄角度具有不同的适用范围,故在实际操作中需根据不同技术动作选择适当的三维拍摄角度,从而确保最小的误差范围.     

基于三维重建的人脸姿态估计

人脸姿态估计是计算机视觉及人脸识别领域的一项关键研究内容.将三维模型应用于估计人脸图像姿态参数,提出了基于三维重建的人脸姿态估计算法.根据人脸正面图片上的特征点计算出形状参数,实现三维人脸重建.基于三维人脸模型,由姿态图片上提取的特征点信息推知等姿态下模型上对应特征点的信息,针对照模型正面姿态,运用线性回归估计姿态参数.实验表明,重建的三维人脸具有较好的真实感,在较大的姿态变化范围内,该方法也能够取得较好的估计精确并具有鲁棒性.     

不同视角下海量高分辨率视频图像数据挖掘方法研究

当前高分辨率视频图像数据挖掘方法容易受到外界环境的干扰,提取的视频图像特征不可靠,且不同视角下提取的特征值有很大差异,导致视频图像数据挖掘精度大大降低。为此,提出一种新的不同视角下海量高分辨率视频图像数据挖掘方法,通过Harris角点检测方法对待挖掘高分辨率视频图像数据时空特征进行提取,依据高分辨率视频图像数据时空特征,通过自相关矩阵建立相同事物不同视角下的递归图,将递归图看作一幅图像,通过计算像素点的梯度向量构建递归特征描述符,对相同事物不同视角下的关联性进行挖掘,将具有相同递归图梯度特征的高分辨率视频图像数据汇聚在一起,实现数据挖掘。实验结果表明,所提方法挖掘精度高。     

正弦曲线的足球机器人路径规划

为了提高机器人足球比赛中的成功率,在分析基本算法不足的基础上,利用正弦曲线具有光滑、可微的特性,解决机器人小车在到达目标点位置和姿态的运动过程中,所遇到障碍物及保持最佳姿态的路径规划问题.仿真试验表明,提出的方法具有较强的路径规划能力,对机器人初始条件可不加限制,计算量非常小,具有较高的实用价值.     

CO_2激光焊接等离子体图像的三维重建

利用一组同步触发的高速相机获取CO2激光焊接过程中等离子体在多个方向的投影图像,采用质心投影法则对等离子体图像进行微调以提高空间匹配度,通过相机标定以及投影权重因子的计算,建立了等离子体的三维图像与二维图像之间的投影关系方程,并利用代数迭代法求解方程,获得了等离子体的三维亮度分布.结果表明:与二维等离子体图像相比,所提出的激光焊接等离子体图像的三维重建方法具有较高的重建精度,能够更加准确地描述对象的整体特征和内部信息.