机械臂模拟人类抛发乒乓球及击球动作
The robot arm simulates human throwing table tennis and batting
乒乓球机器人是一种具有人工智能的,能够感知、预测、决策和协调运动的,从而真正实现与人类体育竞技对抗的自动化机器。乒乓球机器人是一个手眼协调系统,它包括机械系统,视觉系统和控制系统,分别相当于人的手臂,眼睛和大脑。所以,如何实现准确击球,特别是在高速运动的情况下,乒乓球机器人的智能控制成为一个重要的研究课题.
目前市面流通的乒乓球发球机的不足之处:首先它无法自由移动,只能靠人为摆放在固定位置。其次,它发球没有引拍、挥拍等技术动作,不具备欺骗性,其旋转方向是事先调好的,与实战情况相去甚远。人们想要达到观察挥拍方式从而预测球性的效果,而乒乓球发球机无法做到这一点。
本项目旨在发明制作出一种机械臂,它的底座可以以轨道形式附着在球台边缘,并可以沿边缘移动。从多角度以抛发球的形式发球到另一侧,发球方式尽可能多样化,包括上旋球、下旋球和侧旋球等,这是目标一。
目标二:机器人具有视觉识别能力,除了发球以外,其还可以随球移动。具体如下:当拿一个乒乓球在球网附近移动时,机器人可以之移动并始终保持乒乓球的正投影落在球拍的中心。
目标三: 本机器人可以借助视觉系统和机械系统两部分对速度较慢,几无旋转的球作出回击动作.期望其击球成功率在30%以上.
在发球方面,不同于市面上流行的活塞喷射式乒乓球发球机,本机器人拥有自己的发球动作。无论是上旋球、下旋球还是侧旋球,都能一举实现,可以切换模式,并且具备移动功能,能完成自主移动并调整发球角度。使训练更贴近实战。
目前国内市场上还没有出产拥有回球能力的乒乓球陪练机器人,本项目致力于在这一领域提供一种新的思路.
抛发乒乓球动作是一种高级的人类动作,人类肌体的平衡性如何落实到机械臂上,机械系统与视觉系统如何协调运作,是极其具有挑战性和想象力的难题。
目的:通过该机器人达到使使用者通过挥拍方式预测球性的效果,增强选手的接发球能力。可以推广发展为:为职业选手运动员模仿竞争对手的打法训练,为业余选手作陪练.的一种运动仪器.
特色:机器人打乒乓球是机器人作业的一种较高形式,如何使机器人灵活变换握拍姿态、机器人模仿人类手臂的运动、机械系统视觉系统控制系统协调工作等都是本项目的特色。
市场潜力:在我国,乒乓球是极为大众的一项体育运动。这种具有陪练效果的机器人市场潜力巨大。