論文の概要: 1000 Rallies: An Event-Camera Dataset and Real-Time Learned Ball-State Estimation for Robotic Table Tennis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.25620v1
- Date: Wed, 24 Jun 2026 09:28:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 17:05:30.295007
- Title: 1000 Rallies: An Event-Camera Dataset and Real-Time Learned Ball-State Estimation for Robotic Table Tennis
- Title(参考訳): 1000 Rallies: ロボットテーブルテニスのイベントカメラデータセットと実時間学習型ボール状態推定
- Authors: Raphaela Kreiser, Asude Aydin, Yin Bi, Claudio Fanconi, Peter Dürr, Naoya Takahashi,
- Abstract要約: 本稿では,テーブルテニスのための大規模なイベントカメラデータセットについて紹介する。
我々は、背景選手の動きに頑健な畳み込みニューラルネットワークを訓練し、イベントから画像平面におけるボールの位置と速度を共同で推定する。
イベントベースのシステムをStubliロボットアームに統合することで、知覚行動ループを閉じる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.183928190216532
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robotic table tennis has emerged as a compelling benchmark for real-time robotic perception due to its fast ball dynamics and stringent timing requirements. Accurate, high-frequency, and low-latency ball state estimation is critical for reliable trajectory prediction and timely control. Traditional frame-based cameras face an inherent trade-off: low frame rates leave temporal blind spots that miss fast-moving objects and high frame rates raise data and computational cost. Event cameras instead offer microsecond temporal resolution and, under sufficient illumination, remain largely free of motion blur even at high ball speeds. However, the community lacks large-scale datasets to develop and benchmark event-based perception in realistic sports scenarios. We address this gap by introducing the first large-scale event-camera dataset for table tennis, comprising over 1000 rallies from a diverse group of players ranging from amateurs to elite-level athletes. Each recording captures the event stream alongside 14 synchronized high-speed frame-based cameras at 200 FPS, which we use to produce 1 kHz pseudo ground-truth labels for ball position, velocity, and spin. Building on this dataset, we train a convolutional neural network robust to background player motion that jointly estimates the ball's position and velocity in the image-plane from events. Treating the predicted velocity as an additional measurement in the Kalman filter reduces bounce-point prediction error by 36% relative to a position-only baseline. Finally, we close the perception-action loop by integrating the event-based system with a Stäubli robotic arm, enabling the first real-time human-robot table tennis rallies driven by event-based perception.
- Abstract(参考訳): ロボットテーブルテニスは、高速ボールのダイナミクスと厳格なタイミング要求により、リアルタイムロボット知覚のための魅力的なベンチマークとして登場した。
高精度、高周波、低レイテンシの球状態推定は、信頼性の高い軌道予測とタイムリー制御に不可欠である。
従来のフレームベースのカメラは、本質的にトレードオフに直面している。低フレームレートは、高速で動く物体を見逃し、高いフレームレートでデータと計算コストを上昇させる時間的盲点を残している。
イベントカメラは、代わりにマイクロ秒の時間分解能を提供し、十分な照明の下では、高速でも動きのぼやけがほとんどない。
しかし、コミュニティには、現実的なスポーツシナリオにおけるイベントベースの認識を開発し、ベンチマークする大規模なデータセットが欠けている。
アマチュア選手からエリートレベルのアスリートまで,多種多様な選手のグループによる1000以上のラリーで構成された,テーブルテニスのための最初の大規模イベントカメラデータセットを導入することで,このギャップに対処する。
各記録は, 球の位置, 速度, 回転に対する1kHzの擬似グラウンドトラスラベルを生成するために, 14個の同期高速フレームベースカメラとともに200FPSでイベントストリームをキャプチャする。
このデータセットに基づいて、背景選手の動きに頑健な畳み込みニューラルネットワークをトレーニングし、イベントから画像プレーン内のボールの位置と速度を共同で推定する。
予測速度をカルマンフィルタの付加的な測定として扱うと、位置のみのベースラインに対してバウンス点予測誤差が36%減少する。
最後に、イベントベースのシステムをStäubliロボットアームに統合することにより、イベントベースの知覚によって駆動される最初のリアルタイム人間ロボットテーブルテニスラリーを可能にすることにより、知覚-行動ループを閉じる。
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