智能乒乓球發(fā)球機器人.pdf

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

2、器人，在機器人訓練發(fā)球過程中加入學習機制，使其生成控制乒乓球擊打的運動模式，使發(fā)球可以達到預計的弧線、落點。具體操作如下:
　　1搭建發(fā)球機器人運動系統(tǒng)。制作2個自由度機械手臂，選擇彈球裝置把球拋出，完成機械臂軟件控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對每一自由度的特定加速、勻速、減速、最大速度控制。運動系統(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)球機器人視覺系統(tǒng)。選用2臺工業(yè)攝像機制作雙目視覺，對攝像機進行標定，使其可以準確定位視角中

3、乒乓球的空間坐標，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)絡的學習系統(tǒng)。選取RBF神經(jīng)網(wǎng)絡具有優(yōu)良的泛化能力。神經(jīng)網(wǎng)絡輸入數(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)為對應的運動系統(tǒng)運動控制方式。
　　實驗證明發(fā)球機器人能夠完成以特定弧線、落點發(fā)球。本文研究工作為乒乓球機器人研究領(lǐng)域提供了新的研究方向，在機器人擬人化方面又前進了一步，并且有較大的實際