[发明专利]乒乓球旋转角度获取方法、获取装置及存储介质

权利要求书

1.一种乒乓球旋转角速度获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取乒乓球在空中自由飞行时预设时间段内的飞行轨迹；

根据乒乓球在空中自由飞行时预设时间段内的飞行轨迹，采用递归最小二乘法获取乒乓球在预设时间段内各时刻的线速度和加速度；

根据乒乓球在空中自由飞行的运动模型以及乒乓球在预设时间段内各时刻的线速度和加速度，计算得到在预设时间段内各时刻的马格努斯力的单位向量；

基于随机采样一致算法和预设时间段内各时刻的马格努斯力的单位向量得到乒乓球的旋转角速度。

2.根据权利要求1所述的乒乓球旋转角速度获取方法，其特征在于，所述采用递归最小二乘法获取乒乓球在预设时间段内各时刻的线速度和加速度的过程为：

对遗忘因子λ(0＜λ≤1)、逆矩阵P_i、多项式系数W_i和多项式阶数n进行初始化；

判断获取的乒乓球位置点的个数是否大于或等于预设的位置点个数阈值，如果是，则计算自变量的多项式向量；否则，继续对遗忘因子λ、逆矩阵P_i、多项式系数W_i和多项式阶数n进行初始化；

自变量t的多项式向量为：

计算得到拟合误差：

E_i＝Y_i-W_i-1′T_i，

式中，Y_i表示获取的待拟合的乒乓球的位置坐标值，W_i-1′表示矩阵W_i-1的转置矩阵；

计算得到增益向量：

式中，T_i′表示自变量t的多项式向量为T_i的转置矩阵；

对逆矩阵进行更新：

获得当前位置点的多项式系数为：

式中，表示拟合误差的伴随矩阵；

计算得到t_i时刻乒乓球的线速度为：

计算得到t_i时刻乒乓球的加速度为：

式中，W_i′表示矩阵W_i的转置矩阵。

3.根据权利要求1所述的乒乓球旋转角速度获取方法，其特征在于，所述乒乓球在空中自由飞行的运动模型为：

a＝-k_d||v||v+k_m(ω×v)+g，

式中，a表示乒乓球的加速度向量，v表示乒乓球的速度向量，ω表示乒乓球的旋转速度向量，g表示重力加速度向量，k_d表示表征空气阻力的系数，k_m表示表征马格努斯力的系数，k_d和k_m均为常量。

4.根据权利要求3所述的乒乓球旋转角速度获取方法，其特征在于，根据乒乓球在空中自由飞行的运动模型以及乒乓球在预设时间段内各时刻的线速度和加速度，计算得到的在预设时间段内各时刻的马格努斯力的单位向量为：

式中，x_mi,y_mi,z_mi分别表示马格努斯力的单位向量在x方向、y方向和z方向的分量。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的乒乓球旋转角速度获取方法，其特征在于，所述基于随机采样一致算法和预设时间段内各时刻的马格努斯力的单位向量得到乒乓球的旋转角速度包括以下步骤：

基于随机采样一致算法得到乒乓球旋转角速度的方向；

利用随机采样一致算法的k_max个局内点的叉乘方程获得旋转角速度大小的最小二乘解；

根据乒乓球旋转角速度的方向和旋转角速度大小的最小二乘解，得到乒乓球的旋转角速度。