基本信息
- 項目名稱：
- 嵌入式智能網(wǎng)球拾取機器人
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 現(xiàn)在已步入二十一世紀，機器人已逐步進入我們的生活，在現(xiàn)實生活當(dāng)中，有著許多危險和繁重的工作，而如果能將這些工作交與機器人，將極大的解放人的雙手，此項目就是從這點出發(fā)的，完成一個自動拾取網(wǎng)球的機器人，利用機器人來代替人工作。建立了一個完整的機器人平臺，這個平臺不僅僅只能用來拾取網(wǎng)球，而在這平臺中，我們可以這個機器人做許多事，例如救災(zāi)，做家務(wù)等等。
- 詳細介紹：
- 本的機器人利用“雙腦”嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像獲取與識別，和基于GPS的路徑規(guī)劃，以實現(xiàn)全智能，高精度，抗干擾的智能網(wǎng)球拾取機械人系統(tǒng)，實現(xiàn)了思維和行動的分離。項目中，利用ARM s3c2440作為決策，圖像識別，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹行模?1單片機作為控制的中心，如人體當(dāng)中的大腦和小腦的關(guān)系，做到?jīng)Q策和控制分離。目前市面上的機器人均是采用單CPU結(jié)構(gòu)，但我們的“雙腦”結(jié)構(gòu)比“單腦”結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定（如對過流的保護），對CPU頻率的要求更低（將計算工作分給兩個CPU計算），開發(fā)更加快捷簡單（并行開發(fā)），而且成本不會因此而有太大的上漲。目前的機器人的應(yīng)用平臺都較為狹隘，只能作某一特定用途。但我們的機器人系統(tǒng)只需經(jīng)過一些小修改就可以適用于其他場合和對象。這些創(chuàng)新點都能為未來的機器人開發(fā)提供較為新穎的開發(fā)思路，從而加速機器人的發(fā)展進程。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 利用嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像獲取，圖像識別，機電控制，路徑優(yōu)化規(guī)劃等，達到自動為網(wǎng)球運動員在全場范圍內(nèi)拾取網(wǎng)球，讓球員可以更加專心，方便，省心地練習(xí)和比賽，并極大地節(jié)省館場開支費用。系統(tǒng)目標是：通過自身的GPS模塊和圖像識別功能，實現(xiàn)智能地在整個網(wǎng)球場上自動拾取網(wǎng)球，并將網(wǎng)球放置在一個固定地點，而且在探索和拾取的過程中不能妨礙網(wǎng)球員的練習(xí)或比賽。系統(tǒng)可經(jīng)過修改后以使用拾取其他球，例如乒乓球，羽毛球等。技術(shù)創(chuàng)新點是，與其他機器人不同，我們的機器人具有雙腦結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人決策和控制的分離，從而提高了系統(tǒng)的安全性，推進了開發(fā)進度，并為未來研發(fā)機器人的工程師提供了新思路。該機器人系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵包括硬件機器人設(shè)計，ARM板驅(qū)動與開發(fā)，圖像獲取與識別等。主要技術(shù)指標有：物體識別率，物體捕獲率。
科學(xué)性、先進性
- 與其他機器人不同，我們的機器人利用“雙腦”嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像獲取與識別，和基于GPS的路徑規(guī)劃，以實現(xiàn)全智能，高精度，抗干擾的智能網(wǎng)球拾取機械人系統(tǒng)，實現(xiàn)了思維和行動的分離。在項目中，利用ARM s3c2440作為決策，圖像識別，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹行?，而利?1單片機作為控制的中心，如人體當(dāng)中的大腦和小腦的關(guān)系，做到?jīng)Q策和控制分離。目前市面上的機器人均是采用單CPU結(jié)構(gòu)，但我們的“雙腦”結(jié)構(gòu)比“單腦”結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定（例如對過流的保護），對CPU頻率的要求更低（將計算工作分給兩個CPU計算），開發(fā)更加快捷簡單（并行開發(fā)），而且成本不會因此而有太大的上漲。目前的機器人的應(yīng)用平臺都較為狹隘，只能作某一特定用途。但由于我們的機器人系統(tǒng)具有完整的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所以只需經(jīng)過一些小修改就可以適用于其他場合和對象。這些創(chuàng)新點都能為未來的機器人開發(fā)提供較為新穎的開發(fā)思路，從而加速機器人的發(fā)展進程。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年本作品被評為廣東省大學(xué)生創(chuàng)新性實踐項目
作品所處階段
- 本項目已經(jīng)完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 本作品以實物、現(xiàn)場演示、圖片以及錄像的形式展現(xiàn)出來
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 現(xiàn)在已步入二十一世紀，機器人已逐步進入我們的生活，在現(xiàn)實生活當(dāng)中，有著許多危險和繁重的工作，而如果能將這些工作交與機器人，將極大的解放人的雙手，此項目就是從這點出發(fā)的，完成一個自動拾取網(wǎng)球的機器人，利用機器人來代替人工作。項目之中，利用了現(xiàn)圖像獲取，圖像識別，機電控制，路徑優(yōu)化規(guī)劃等一系列人工智能的技術(shù)，實質(zhì)上這就建立了一個完整的機器人平臺，這個平臺不僅僅只能用來拾取網(wǎng)球，而在這平臺中，我們可以這個機器人做許多事，例如救災(zāi)，做家務(wù)等等。所以，只要此平臺建立了，我們很容易做出其它各種功能的機器人，具有很高的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 時至今日，機器人已從第一代示教再現(xiàn)型機器人、第二代帶感覺的機器人發(fā)展到第三代智能機器人，而服務(wù)機器人正是第三代機器人的典型代表。目前國外的科學(xué)家們在移動機構(gòu)設(shè)計、傳感器融合與環(huán)境建模技術(shù)、路徑規(guī)劃技術(shù)、能源技術(shù)、智能控制技術(shù)、人機交互技術(shù)、成本控制等方面都取得了長足的進步。本田公司的雙足機器人“ASIMO”，步行時速達3km幾乎與人類相同。三菱重工的家用機器人“Wakamaru”能識別家庭成員的臉部特征，并通過轉(zhuǎn)動臉部和手腕來表現(xiàn)喜怒哀樂。美國的“InTouch Health”遠程醫(yī)療機器人具有時雙向的視頻和語音傳送系統(tǒng)以及行走系統(tǒng)，已成為醫(yī)與患者之間的連心橋。配備有各種檢測裝置的機器人保更成為美國軍方后勤部門以及各大公司的新寵。根據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(United NatioEconomic Commision for Europe,UNECE)統(tǒng)計，計2003年底，全球服務(wù)機器人總臺數(shù)約為132萬臺，其中教育娛樂機器人與家務(wù)機器人分占第一、二名，各為6臺與60萬臺，占52.39%、45.98%。國際機器人聯(lián)合會在球機器人相關(guān)發(fā)展調(diào)查報告中指出，自2004至2007年服務(wù)機器人產(chǎn)量大幅成長為670萬臺，而各種不同使用別的機器人中，家務(wù)機器人將躍升成為主流，占總產(chǎn)量61.83%，教育娛樂機器人則降低所占比例為37.25%，居第二位。該項變化的主要原因在于，在機械控制技術(shù)趨成熟的情況下，從事有目的活動的家務(wù)輔助機器人，可發(fā)展到使用者所需要的水平，因此在該類型機器人數(shù)大幅增加的情況下，預(yù)計將會擠壓娛樂機器人占有比例日本機器人協(xié)會的調(diào)查報告顯示，工業(yè)機器人未來成長空間已經(jīng)十分有限；反觀服務(wù)機器人將有大幅成預(yù)估2010年約有171億美元，2025年將有517億美元的市規(guī)模。英國半導(dǎo)體行業(yè)研究機構(gòu)(VLSI Research)調(diào)查估，至2010年全球智能機器人市場將達593億美元，而能機器人所需各種零組件相關(guān)市場商機也達數(shù)十億美元上。韓國信息通信部調(diào)查研究報告指出，2012年全球智機器人產(chǎn)值將高達2500億美元。雖然各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)對機人的種類劃分不是很統(tǒng)一，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果有差異，但都明了服務(wù)機器人未來良好的發(fā)展態(tài)勢。 重要的是，目前主流的機器人都沒有像我們采用雙腦結(jié)構(gòu)，基于GPS的路徑規(guī)劃系統(tǒng)，和機器人在體育競技上面的應(yīng)用。因此我們的作品具有非常廣泛的應(yīng)用前景！
