随着机器人技术、双目视觉技术以及无线网络技术的飞速发展,双目视觉技术和机器人技术在国防领域、工业制造和工业生产领域、以及体育运动领域都有着广泛的应用。传统的体育比赛是人的比赛和机器人模仿人的比赛,而人与机器人交互的体育运动是一种全新的体育类型,人与机器人双方作为独立的运动员进行合作,合作的形式是人与机器人可以进行相同的比赛或者相关联的比赛。人机合作多模式乒乓球机器人竞赛系统是在传统乒乓球赛的基础上叠加机器人交互跑位运动、机器人迎击或躲避的方式进行复合比赛的人机合作竞赛系统。该系统改变乒乓球台的设置,增加兴趣点,增加无线网络和互联网环境,实现多模式竞赛。在上述系统中包括通过双目摄像头对乒乓球运动进行三维轨迹识别；搭建乒乓球运动机器人,根据乒乓球运动轨迹落点控制机器人迎击或躲避,或机器人可做啦啦队,比赛间隙进行绘画；录制整个比赛过程,保存视频,在有争议的时候回放视频；建立观众互动平台,观众可以通过网络观看比赛,并对自己支持的球队进行投票和评论留言；整个系统通过网络交互联动起来。本文在阅读相关专业书籍和大量论文的基础上,通过对乒乓球运动、双目视觉技术以及机器人技术的研究,分析并设计了人机合作多模式乒乓球机器人竞赛系统。机器人运动和乒乓球运动进行游戏性事件交互,本设计在结构上分为机器人控制、图像处理,网页设计三大部分。机器人控制部分的主要内容有：采用“创意之星”搭建了模块化机器人,在Linux C语言环境下编写下位机控制程序,并且在VS2010环境下编写MFC人机交互界面,通过无线网络控制机器人运动。图像处理部分的主要内容有录制比赛视频,并且回放视频；对双目摄像头进行标定、立体校准和匹配,根据“视差法”求出乒乓球三维空间坐标。采用Matlab进行摄像机标定(张正友标定法),并利用OpenCV编写算法进行立体校准和匹配；通过二值化图像并调节颜色阈值来分割出乒乓球和机器人,然后再根据边缘检测和轮廓提取来进行准确识别；通过实验证明了该算法的有效性。采用DreamweaverCS6和PHP开发动态网站,网站内容包括比赛视频播放,网友参与投票,选出支持的乒乓球队(蓝队或者红队),以及在线评论,表达观看比赛的心情进行互动交流。