随着科学技术的不断发展,机器人的发展可以用蒸蒸日上来形容。作为典型的娱乐机器人,乒乓球机器人,在中国,对它的研究才刚刚起步,需要投入更多的人力物力给这张白纸填入更多的色彩。乒乓球机器人中球体的轨迹跟踪算法是研究的一个重点方向。将视频跟踪技术引入体育训练中,用以提高体育训练的科学性与效率,是一项新兴的研究内容。对运动目标实现捕捉与跟踪,通过记录下的数据对运动状态与特征进行分析研究,可以辅助运动员进行训练。视频跟踪技术的多数算法只适用于固定的环境,例如,静态背景、室内环境、没有遮挡的物体等,意在视频序列中获得运动目标稳定性的跟踪,目标检测跟踪系统俨然成为了一项具有挑战的研究任务。本文以乒乓球发球机为研究对象,该发球机可以发射出不同速度,不同角度,不同旋转的乒乓球,选择索尼摄像机实现视频拍摄,对视频中的小球实现运动检测和跟踪。首先,论述了课题研究的背景、意义以及现状,并对视频目标跟踪的基本技术进行了综述,包括常用的跟踪算法、难点问题和技术要求等;其次,分析了乒乓球飞行过程中的受力情况,并对其物理模型进行仿真预测;最后,在利用帧差法对乒乓球进行跟踪时,虽然可以跟踪检测到运动目标,但是,实验背景比较复杂,光线较暗,实验室中还存在各种实验器材设备,以及与乒乓球颜色相近的门,在做图像差分的过程中,干扰较大,而且出现了很多杂乱的假目标,针对该问题,引入卡尔曼滤波算法,该算法有效的解决了环境因素的干扰,但是依然存在小部分的假目标,因此,在卡尔曼滤波的基础上,结合混合高斯背景模型,得到改进的算法,该算法对小球实现跟踪时,基本上不在出现假目标,跟踪的效果也比较好。