基于视觉传感的板球系统坐标变换方法机器视觉技术深度解析
导语：
基于视觉传感的板球系统依靠摄像头采集到在板上运动的小球的图像，识别出小球的质心位置；控制系统通过坐标变换计算出小球在板上的真实坐标，并对小球的位置进行控制。中南大学信息科学与工程学院吕凯、张修如、蒋仕龙固高科技（深圳）有限公司。
1 引言
板球系统是一个多变量、非线性控制对象，通常用于对动态系统研究和实验室中的经典控制理论和现代控制理论应用研究。其目标是让一个自由滚动的小球平衡在特定位置或沿一定轨迹滚动。通过电机驱动旋转轴和反馈传感装置，小球在x轴和y轴方向转角得到反馈，以实现对小 球平衡位置和运动轨迹精确控制。
2 摄像机标定
2.1 摄像机模型
摄像头作为图像捕捉设备，将三维世界空间中的物体投影至二维图象矩阵中，每个点亮度代表物体某一点光照强度，而点位则与物体几何位置相关。这一关系由内外参数共同决定。本文采用线性摄像机模型，对内外参数进行了详细讨论。
2.2 标定步骤
（u，v）为以像素为单位的图象坐标系，（x，y）表示以毫米为单位的世界坐标系。在这一过程中，我们首先确定每个已知点在图象矩阵中的位置，然后利用已知世界坐标系中每个点所处空间方位来求解相应M矩阵元素。
3 三维信息恢复
根据M矩阵计算出的各项元素后，如果不需要知道摄影机内外参数，则可以直接使用这些数据进行后续处理。如果需要更准确地了解物体深度信息，则需要结合额外数据，如编码器读数等，从而进一步分析并确定具体深度值。
4 结束语
本文介绍了基于视觉传感技术下的板球系统如何通过摄影机内部及外部参数进行有效映射，以及如何利用这些映射结果从二维图象恢复三维空间信息。本文内容提供了一种新的方法，可以帮助我们更好地理解并应用这个领域的心理学原理。此前对于这种类型的问题解决方案主要集中于数学建模以及算法优化，现在我们已经能够更加精确地将这些概念融入实际操作之中。