信人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)的三維仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，機(jī)器人仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行過(guò)程中，用以?xún)?yōu)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃算法等。本文的研究?jī)?nèi)容是在863計(jì)劃的仿人機(jī)器人移動(dòng)作業(yè)協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成項(xiàng)目的需求下，為仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套三維仿真系統(tǒng)，用以輔助仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)的研究和展示。
　　 首先，本文對(duì)仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)的三維仿真系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，明確仿真系統(tǒng)的功能和使用范圍，并按照面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法對(duì)仿

2、真系統(tǒng)的總體架構(gòu)和模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，為仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)制定藍(lán)圖。
　　 然后，本文對(duì)乒乓球的軌跡預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了研究，分別對(duì)乒乓球空中飛行階段、乒乓球與球桌碰撞階段、乒乓球與球拍碰撞階段進(jìn)行了分析和建模，并用彩色和黑白兩套雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)所建模型進(jìn)行驗(yàn)證和參數(shù)標(biāo)定，然后分析了影響基于迭代模型的乒乓球軌跡預(yù)測(cè)方法的精度的主要因素，并提出了基于位置和速度迭代修正的方法來(lái)提高預(yù)測(cè)的精度。
　　 接著，本文通過(guò)對(duì)仿人機(jī)器人手臂的自由度

3、、上下臂長(zhǎng)度、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍等因素的綜合分析對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化仿真，并根據(jù)優(yōu)化方案和乒乓球?qū)沫h(huán)境，建立仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)的三維仿真場(chǎng)景，對(duì)仿人機(jī)器人手臂的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、回球策略、擊球規(guī)劃和腿部的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 最后，本文對(duì)仿真系統(tǒng)的功能進(jìn)行了擴(kuò)展，將仿真系統(tǒng)和仿人機(jī)器人的控制系統(tǒng)通過(guò)基于RTnet實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行無(wú)縫連接，并利用驗(yàn)證好的乒乓球軌跡預(yù)測(cè)、仿人機(jī)器人手臂的正逆運(yùn)動(dòng)、擊球規(guī)劃和仿人機(jī)器人