論文の概要: Event-based Gaze Control System for Accurate Real-time Spin Estimation in Professional Ball Games
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.26780v2
- Date: Tue, 30 Jun 2026 12:04:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-01 13:50:27.701098
- Title: Event-based Gaze Control System for Accurate Real-time Spin Estimation in Professional Ball Games
- Title（参考訳）: プロ球技における実時間スピン推定のためのイベントベース迷路制御システム
- Abstract要約: 球の追跡とスピンの計測をリアルタイムで行うイベントベースアクティブビジョンシステムを提案する。
システムは、高時間分解能と最小モーションボケのためのイベントカメラと、視野にボールを保持するために高速のパン/チルト・ガルバノメーターミラーと、ボールの空間分解能を高めて焦点を合わせるための低照度レンズで構成されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.203086649949185
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spin plays a crucial role in many ball sports due to its effect on the trajectory of the ball. Vision-based estimation of the ball's spin during a game with conventional cameras is challenging due to the ball's small size, high speed, and fast rotation. To address these challenges, we propose an event-based active vision system that can track unmodified balls and measure their spin in real time. The system consists of an event camera for its high temporal resolution and minimal motion blur, high-speed pan/tilt galvanometer mirrors to keep the ball in the field of view, and a low-latency focus-tunable telephoto lens to increase the spatial resolution on the ball and keep it in focus. To track the ball, we use a hybrid approach that combines 2D event-based detection for centering and 3D positions from a ball localization system for re-initialization. For high-accuracy spin estimation, we propose an offline method that performs contrast maximization on the sphere (s-CMax). This method achieves state-of-the-art accuracy on static balls across multiple sports (table tennis, baseball, tennis, and golf), with mean magnitude and axis errors of 1.2% and 1.5 degrees, respectively. We then develop a low-latency online method for table tennis as a case study in real-time applications. This method uses an uncertainty-aware convolutional neural network trained on pseudo-ground-truth spin labels from the offline approach, combined with a GPU-accelerated batch implementation of contrast maximization for refinement. We demonstrate reliable tracking and spin estimation with a three-view setup during professional table tennis matches, with high accuracy (8.8% magnitude and 6.4 degrees axis mismatch w.r.t. the offline method), 3 ms latency, and 750 Hz throughput.
- Abstract（参考訳）: スピンは多くの球技において重要な役割を演じている。
ボールのサイズが小さく、高速で、回転が速いため、従来のカメラでの試合中にボールのスピンを視覚ベースで推定することは困難である。
これらの課題に対処するために,未修正球の追跡とスピンのリアルタイム計測が可能なイベントベースアクティブビジョンシステムを提案する。
システムは、その高時間分解能と最小動作のぼかしのためのイベントカメラと、ボールを視野に保持するための高速パン/チルト・ガルバノメーターミラーと、ボールの空間分解能を高めて焦点を合わせるための低遅延焦点可変望遠レンズで構成されている。
ボールの追跡には,2次元イベントベース検出と3次元位置検出を組み合わせたハイブリッド方式を用いる。
高精度スピン推定のために,球面上でのコントラスト最大化(s-CMax)を行うオフライン手法を提案する。
本手法は,複数のスポーツ(卓球,野球,テニス,ゴルフ)における静的球の技量精度を平均1.2%,軸誤差1.5度で達成する。
そこで我々は,リアルタイムアプリケーションにおけるケーススタディとして,卓球の低レイテンシオンライン手法を開発した。
この方法は、オフラインアプローチから擬似地中構造ラベルに基づいてトレーニングされた不確実性を考慮した畳み込みニューラルネットワークと、改善のためのコントラスト最大化のGPU加速バッチ実装を併用する。
プロの卓球試合において,高精度(8.8%等級と6.4度の軸ミスマッチ,3msレイテンシ,750Hzスループット)で3ビュー構成で高精度なトラッキングとスピン推定を行う。
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