智能乒乓球發(fā)球機(jī)器人.pdf

1、機(jī)器人研究方興未艾，機(jī)器人逐漸從科幻電影走到真實(shí)的人類生活。乒乓球機(jī)器人作為機(jī)器人研究的一個方向推動著機(jī)器人的發(fā)展。針對乒乓球運(yùn)動的特點(diǎn)，機(jī)器人需要解決:快速運(yùn)動的乒乓球可靠跟蹤、軌跡預(yù)測、以及控制機(jī)器人以合適的時間、位置、姿態(tài)和速度進(jìn)行擊球等問題。目前基于人類經(jīng)驗(yàn)制造的機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與人的對打，但是機(jī)器人本身內(nèi)部知識固化，沒有學(xué)習(xí)能力，如何使機(jī)器人具有學(xué)習(xí)擊打乒乓球的能力，成為乒乓球機(jī)器人研究的熱點(diǎn)。
　　本文制作了乒乓球發(fā)球機(jī)

2、器人，在機(jī)器人訓(xùn)練發(fā)球過程中加入學(xué)習(xí)機(jī)制，使其生成控制乒乓球擊打的運(yùn)動模式，使發(fā)球可以達(dá)到預(yù)計(jì)的弧線、落點(diǎn)。具體操作如下:
　　1搭建發(fā)球機(jī)器人運(yùn)動系統(tǒng)。制作2個自由度機(jī)械手臂，選擇彈球裝置把球拋出，完成機(jī)械臂軟件控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對每一自由度的特定加速、勻速、減速、最大速度控制。運(yùn)動系統(tǒng)滿足了不同控制組合打出不同的球的要求。
　　2構(gòu)建發(fā)球機(jī)器人視覺系統(tǒng)。選用2臺工業(yè)攝像機(jī)制作雙目視覺，對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，使其可以準(zhǔn)確定位視角中

3、乒乓球的空間坐標(biāo)，記錄乒乓球空中飛行的軌跡，并提取特征，同時建立虛擬空間，三維重現(xiàn)出乒乓球空中飛行過程。
　　3建立基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。選取RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)良的泛化能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)為視覺系統(tǒng)提供的乒乓球飛行軌跡特征，輸出數(shù)據(jù)為對應(yīng)的運(yùn)動系統(tǒng)運(yùn)動控制方式。
　　實(shí)驗(yàn)證明發(fā)球機(jī)器人能夠完成以特定弧線、落點(diǎn)發(fā)球。本文研究工作為乒乓球機(jī)器人研究領(lǐng)域提供了新的研究方向，在機(jī)器人擬人化方面又前進(jìn)了一步，并且有較大的實(shí)際