速度是物体运动的基本参量之一,近年来,计算机视觉与图像处理技术的飞速发展为提取空间飞行物体瞬时运动参数提供了新的手段.该课题对乒乓球飞行速度进行检测研究,针对乒乓球转速高、飞行速度快、运动方向任意的特点,提出了一种基于计算机视觉的一体化图像式动态测速方法.该文研究采用高速面阵CCD摄像机对飞行球体运动状态进行采集,将图像信息送入计算机,通过图像处理的方法对乒乓球运动速度进行分析.该文对所采集的图像序列进行判断,仅对出现物体的序列图像进行处理,并针对相邻帧间图像的相关特性,提出动态窗口搜索技术,提高了运算效率,通过图像序列中物体质心变化量与帧间时间间隔的比值获得乒乓球飞行线速度.该文对乒乓球绕任意轴的转动情况进行研究,推导出测量用标记球的转动角速度与CCD摄像机接收的光强信号间存在周期变化关系,根据FFT的频谱分析特性,对图像的统计灰度和序列进行FFT分析,实现乒乓球的旋转角速度测量.该测量系统采用Visual C＋＋6.0编程处理,实现快速测量,满足系统实时性要求.该系统经实验验证,任意速度下的误测概率不高于5﹪,达到设计精度要求.目前还未见有对空间任意方向上物体运动线速度、角速度提取的研究,该系统提出一体化测速方法,在对空间飞行物体的速度测量方面具有广阔的应用前景.