乒乓球机器人实现对打50多回合 能够自动判断方向

来源:楚天运动频道 编辑:nicegame 发布时间:2013年09月27日 点击数:

   中科院自动化研究所先进制造与机器人组从2008年开始研究乒乓球机器人,在2009年装备完毕自主研制的乒乓球机器人能实现人机对打50余个回合。采用直角坐标形式的回球机构有两个好处,一是可以在较大的范围内接球,二是机器人的回球速度比较快。

 

  人在打乒乓球时涉及3个动作,一是观察对方击球后乒乓球的飞行状况,二是根据乒乓球的飞行状况判断自己将要在什么地方接球,三是协调自己的手脚动作,控制球拍进行接球。

 

  和人一样,机器人在打乒乓球时,首先需要具备用于接球的“手脚”。该机器人采用直角坐标形式的回球机构,可以在X、Y、Z三个方向控制球拍的位置,并在俯仰和偏转两个方向控制球拍的姿态。

 

  采用直角坐标形式的回球机构有两个好处,一是可以在较大的范围内接球,二是机器人的回球速度比较快。机器人光有回球机构还不行,要使机器人成功接球,还需要给机器人配置“眼睛”。机器人的“眼睛”是由机器人斜上方左右两边的两个摄像机组成,两个摄像机同时采集图像,通过一定的算法计算出乒乓球在三维空间的位置坐标。

 

  在给机器人配置完“手脚”和“眼睛”外,还需要给机器人配置“大脑”。机器人的“大脑”由两台计算机组成,主要完成两方面的功能。第一个功能是让机器人根据观察到的球的飞行状态,对球的后续飞行状况进行预测,并进一步预测出机器人的接球位置。因为乒乓球的飞行速度比较快,而机构的运动速度有限,必须在球飞行到击球点位置之前,让机器人提前到击球位置附近等待。

 

  机器人“大脑”的第二个功能是控制机器人“手脚”的击球动作。跟人的回球类似,机器人在知道接球点以后,需要控制运动机构带动球拍以什么样的运动轨迹到达击球点,并控制球拍以什么样的速度和姿态进行击球,这些都需要机器人的“大脑”根据来球的状态和一定的控制算法计算出来。

 

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