斜抛轨迹预估算法在毽球机器人中的应用

介绍一种利用卡尔曼滤波对视觉传感器传入的不规则形状物体的位置信息进行优化和滤波的算法,以及该算法在毽球轨迹预估中的应用。毽球属于一种形状不规则的物体,同时由于质量分布较为不均且运动时受空气阻力影响较大,所以无论是对它的视觉识别还是对它的模型分析都会难免遇到不小的噪声干扰,采用卡尔曼滤波对测得的毽球的位置信息利用毽球运动学模型进行滤波,同时由于对算法计算时间上较高的要求,将毽球的运动进行空间分解,这样减小了状态向量的维度,大大缩短了算法的执行周期。仿真实验证明了算法的有效性;在"毽球机器人"科研平台上有效地实现了对毽球运动轨迹的快速,准确的预估。

基于三菱Q系列伺服系统的毽球机器人

基于毽球机器人快速的反应速度,精确的控制精度和对运动目标的轨迹预判能力的特点,讨论了该毽球机器人的基本设计原理,以及机械结构、视觉系统和伺服控制系统3个主要子系统的设计方法。由于毽球的物理形状和运动轨迹都不规则,在对毽球的识别、重心提取和轨迹预估上具有一定难度,运用自主设计的算法有效地解决这一系列问题。由于毽球的运动范围是三维空间,采用立体双目视觉系统,并设计算法对三维空间进行了重建,将图片坐标精确地转化为空间三维坐标。采用三菱Q系列伺服系统控制机械结构完成平面运动到给定点和旋转击打毽球的动作。