[发明专利]一种乒乓球机器人及其控制方法

摘要

本发明公开一种乒乓球机器人及其控制方法。该乒乓球机器人包括机器人本体，包括有固定于乒乓球台横侧的导轨、安装于所述导轨上的可沿所述导轨移动的关节式机械手以及安装于所述关节式机械手上的乒乓球拍；机器人视觉系统，用于获取乒乓球的实时图像数据；机器人控制系统，用于基于机器人视觉系统所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨运动控制指令、基于机器人视觉系统所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节运动控制指令。

主权项

1.一种乒乓球机器人，其特征在于，所述乒乓球机器人包括有：机器人本体，包括有固定于乒乓球台横侧的导轨、安装于所述导轨上的可沿所述导轨移动的具有五个旋转关节的关节式机械手以及安装于所述关节式机械手上的乒乓球拍；机器人视觉系统，用于获取乒乓球的实时图像数据；机器人控制系统，用于基于所述机器人视觉系统获取的乒乓球的实时图像数据生成并输出的控制机器人运动的控制指令；所述机器人控制系统包括有图像处理模块、轨迹预测模块、运动伺服模块和显示模块，其中，图像处理模块，用于基于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标；轨迹预测模块，用于基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹；基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；运动伺服模块，用于基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息，再结合当前乒乓球拍的位姿信息，得到乒乓球拍在击球过程中产生的位姿变量，对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，建立连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨控制指令；基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节控制指令；显示模块，用于显示乒乓球机器人工作状态、机器人视觉系统获取的实时乒乓球图像数据、乒乓球机器人运动轨迹预测信息。