1.一種乒乓球機(jī)器人,其特征在于,所述乒乓球機(jī)器人包括有:
機(jī)器人本體,包括有固定于乒乓球臺(tái)橫側(cè)的導(dǎo)軌、安裝于所述導(dǎo)軌上的可沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)的關(guān)節(jié)式機(jī)械手以及安裝于所述關(guān)節(jié)式機(jī)械手上的乒乓球拍;
機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng),用于獲取乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù);
機(jī)器人控制系統(tǒng),用于基于機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)所獲取的乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)而得到關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量生成并輸出用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)控制指令;基于機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)所獲取的乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)而得到關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量生成并輸出用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制指令。
2.如權(quán)利要求1所述的乒乓球機(jī)器人,其特征在于,所述機(jī)器人本體還包括有伺服電機(jī),用于基于機(jī)器人控制系統(tǒng)輸出的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)控制指令驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)式機(jī)械手橫向移動(dòng)及基于機(jī)器人控制系統(tǒng)輸出的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制指令控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的乒乓球機(jī)器人,其特征在于,所述關(guān)節(jié)式機(jī)械手包括有伺服驅(qū)動(dòng)器,用于實(shí)時(shí)接收來(lái)自所述機(jī)器人控制系統(tǒng)輸出的導(dǎo)軌及關(guān)節(jié)控制指令用以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的乒乓球機(jī)器人,其特征在于,所述導(dǎo)軌安裝有限位裝置。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的乒乓球機(jī)器人,其特征在于,所述機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)還包括有圖像處理器,用于基于攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝的乒乓球臺(tái)上的影像提取乒乓球的實(shí)時(shí)輪廓數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的乒乓球機(jī)器人,其特征在于,所述機(jī)器人控制系統(tǒng)包括有:
圖像處理模塊,用于基于獲取的乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到乒乓球的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo);
軌跡預(yù)測(cè)模塊,用于基于乒乓球的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)計(jì)算得到乒乓球的預(yù)測(cè)運(yùn)行軌跡;基于乒乓球的預(yù)測(cè)運(yùn)行軌跡,計(jì)算擊球點(diǎn)坐標(biāo);
運(yùn)動(dòng)伺服模塊,用于基于擊球點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量和關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量;基于關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量生成并輸出用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌控制指令;基于關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量生成并輸出用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)控制指令;
顯示模塊,用于顯示乒乓球機(jī)器人工作狀態(tài)、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)獲取的實(shí)時(shí)乒乓球圖像數(shù)據(jù)、乒乓球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)信息。
7.一種乒乓球機(jī)器人的控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
獲取乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù);
基于獲取的乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到乒乓球的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo);
基于乒乓球的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)計(jì)算得到乒乓球的預(yù)測(cè)運(yùn)行軌跡;
基于乒乓球的預(yù)測(cè)運(yùn)行軌跡,計(jì)算擊球點(diǎn)坐標(biāo);
基于擊球點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量和關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量;
基于關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量生成并輸出導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)控制指令用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng);
基于關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量生成并輸出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制指令用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求10所述的乒乓球機(jī)器人的控制方法,其特征在于,所述獲取乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的步驟包括:
拍攝乒乓球臺(tái)上的實(shí)時(shí)影像;
基于拍攝的乒乓球臺(tái)上的實(shí)時(shí)影像,提取乒乓球的實(shí)時(shí)輪廓數(shù)據(jù)。
9.一種乒乓球機(jī)器人的控制系統(tǒng),其特征在于,包括有:
圖像數(shù)據(jù)獲取裝置,用于獲取乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù);
機(jī)器人控制裝置,用于基于所述圖像數(shù)據(jù)獲取裝置獲取的乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)生成并輸出的控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制指令;其中,所述機(jī)器人控制裝置包括有,
圖像處理模塊,用于獲取的乒乓球的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到乒乓球的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo);
軌跡預(yù)測(cè)模塊,用于基于乒乓球的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)計(jì)算得到乒乓球的預(yù)測(cè)運(yùn)行軌跡;基于乒乓球的預(yù)測(cè)運(yùn)行軌跡,計(jì)算擊球點(diǎn)坐標(biāo);
運(yùn)動(dòng)伺服模塊,用于基于擊球點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量和關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量;基于關(guān)節(jié)式機(jī)械手在導(dǎo)軌上的位移量生成并輸出用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌控制指令;基于關(guān)節(jié)式機(jī)械手各相鄰機(jī)械臂之間的相對(duì)角位移量生成并輸出用以控制關(guān)節(jié)式機(jī)械手各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)控制指令;
顯示模塊,用于顯示乒乓球機(jī)器人工作狀態(tài)、圖像數(shù)據(jù)獲取裝置獲取的實(shí)時(shí)乒乓球圖像數(shù)據(jù)、乒乓球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)信息。
10.如權(quán)利要求9所述的乒乓球機(jī)器人的控制系統(tǒng),其特征在于,所述的圖像數(shù)據(jù)獲取裝置包括有:
攝影模塊,用于拍攝乒乓球臺(tái)上的實(shí)時(shí)影像;
預(yù)處理模塊,用于基于攝影模塊拍攝的乒乓球臺(tái)上的實(shí)時(shí)影像提取乒乓球的實(shí)時(shí)輪廓數(shù)據(jù)。