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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 嵌入式智能網(wǎng)球拾取機(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 現(xiàn)在已步入二十一世紀(jì)，機(jī)器人已逐步進(jìn)入我們的生活，在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，有著許多危險(xiǎn)和繁重的工作，而如果能將這些工作交與機(jī)器人，將極大的解放人的雙手，此項(xiàng)目就是從這點(diǎn)出發(fā)的，完成一個(gè)自動(dòng)拾取網(wǎng)球的機(jī)器人，利用機(jī)器人來(lái)代替人工作。建立了一個(gè)完整的機(jī)器人平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)不僅僅只能用來(lái)拾取網(wǎng)球，而在這平臺(tái)中，我們可以這個(gè)機(jī)器人做許多事，例如救災(zāi)，做家務(wù)等等。
- 詳細(xì)介紹：
- 本的機(jī)器人利用“雙腦”嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像獲取與識(shí)別，和基于GPS的路徑規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)全智能，高精度，抗干擾的智能網(wǎng)球拾取機(jī)械人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了思維和行動(dòng)的分離。項(xiàng)目中，利用ARM s3c2440作為決策，圖像識(shí)別，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹行?，而利?1單片機(jī)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(jī)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(duì)過(guò)流的保護(hù)），對(duì)CPU頻率的要求更低（將計(jì)算工作分給兩個(gè)CPU計(jì)算），開(kāi)發(fā)更加快捷簡(jiǎn)單（并行開(kāi)發(fā)），而且成本不會(huì)因此而有太大的上漲。目前的機(jī)器人的應(yīng)用平臺(tái)都較為狹隘，只能作某一特定用途。但我們的機(jī)器人系統(tǒng)只需經(jīng)過(guò)一些小修改就可以適用于其他場(chǎng)合和對(duì)象。這些創(chuàng)新點(diǎn)都能為未來(lái)的機(jī)器人開(kāi)發(fā)提供較為新穎的開(kāi)發(fā)思路，從而加速機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 利用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像獲取，圖像識(shí)別，機(jī)電控制，路徑優(yōu)化規(guī)劃等，達(dá)到自動(dòng)為網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在全場(chǎng)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(chǎng)開(kāi)支費(fèi)用。系統(tǒng)目標(biāo)是：通過(guò)自身的GPS模塊和圖像識(shí)別功能，實(shí)現(xiàn)智能地在整個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)上自動(dòng)拾取網(wǎng)球，并將網(wǎng)球放置在一個(gè)固定地點(diǎn)，而且在探索和拾取的過(guò)程中不能妨礙網(wǎng)球員的練習(xí)或比賽。系統(tǒng)可經(jīng)過(guò)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(diǎn)是，與其他機(jī)器人不同，我們的機(jī)器人具有雙腦結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人決策和控制的分離，從而提高了系統(tǒng)的安全性，推進(jìn)了開(kāi)發(fā)進(jìn)度，并為未來(lái)研發(fā)機(jī)器人的工程師提供了新思路。該機(jī)器人系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵包括硬件機(jī)器人設(shè)計(jì)，ARM板驅(qū)動(dòng)與開(kāi)發(fā)，圖像獲取與識(shí)別等。主要技術(shù)指標(biāo)有：物體識(shí)別率，物體捕獲率。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與其他機(jī)器人不同，我們的機(jī)器人利用“雙腦”嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像獲取與識(shí)別，和基于GPS的路徑規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)全智能，高精度，抗干擾的智能網(wǎng)球拾取機(jī)械人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了思維和行動(dòng)的分離。在項(xiàng)目中，利用ARM s3c2440作為決策，圖像識(shí)別，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹行?，而利?1單片機(jī)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(jī)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(duì)過(guò)流的保護(hù)），對(duì)CPU頻率的要求更低（將計(jì)算工作分給兩個(gè)CPU計(jì)算），開(kāi)發(fā)更加快捷簡(jiǎn)單（并行開(kāi)發(fā)），而且成本不會(huì)因此而有太大的上漲。目前的機(jī)器人的應(yīng)用平臺(tái)都較為狹隘，只能作某一特定用途。但由于我們的機(jī)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(guò)一些小修改就可以適用于其他場(chǎng)合和對(duì)象。這些創(chuàng)新點(diǎn)都能為未來(lái)的機(jī)器人開(kāi)發(fā)提供較為新穎的開(kāi)發(fā)思路，從而加速機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年本作品被評(píng)為廣東省大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)踐項(xiàng)目
作品所處階段
- 本項(xiàng)目已經(jīng)完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 本作品以實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片以及錄像的形式展現(xiàn)出來(lái)
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 現(xiàn)在已步入二十一世紀(jì)，機(jī)器人已逐步進(jìn)入我們的生活，在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，有著許多危險(xiǎn)和繁重的工作，而如果能將這些工作交與機(jī)器人，將極大的解放人的雙手，此項(xiàng)目就是從這點(diǎn)出發(fā)的，完成一個(gè)自動(dòng)拾取網(wǎng)球的機(jī)器人，利用機(jī)器人來(lái)代替人工作。項(xiàng)目之中，利用了現(xiàn)圖像獲取，圖像識(shí)別，機(jī)電控制，路徑優(yōu)化規(guī)劃等一系列人工智能的技術(shù)，實(shí)質(zhì)上這就建立了一個(gè)完整的機(jī)器人平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)不僅僅只能用來(lái)拾取網(wǎng)球，而在這平臺(tái)中，我們可以這個(gè)機(jī)器人做許多事，例如救災(zāi)，做家務(wù)等等。所以，只要此平臺(tái)建立了，我們很容易做出其它各種功能的機(jī)器人，具有很高的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 時(shí)至今日，機(jī)器人已從第一代示教再現(xiàn)型機(jī)器人、第二代帶感覺(jué)的機(jī)器人發(fā)展到第三代智能機(jī)器人，而服務(wù)機(jī)器人正是第三代機(jī)器人的典型代表。目前國(guó)外的科學(xué)家們?cè)谝苿?dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(jī)交互技術(shù)、成本控制等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。本田公司的雙足機(jī)器人“ASIMO”，步行時(shí)速達(dá)3km幾乎與人類相同。三菱重工的家用機(jī)器人“Wakamaru”能識(shí)別家庭成員的臉部特征，并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)臉部和手腕來(lái)表現(xiàn)喜怒哀樂(lè)。美國(guó)的“InTouch Health”遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人具有時(shí)雙向的視頻和語(yǔ)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(cè)裝置的機(jī)器人保更成為美國(guó)軍方后勤部門以及各大公司的新寵。根據(jù)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(United NatioEconomic Commision for Europe,UNECE)統(tǒng)計(jì)，計(jì)2003年底，全球服務(wù)機(jī)器人總臺(tái)數(shù)約為132萬(wàn)臺(tái)，其中教育娛樂(lè)機(jī)器人與家務(wù)機(jī)器人分占第一、二名，各為6臺(tái)與60萬(wàn)臺(tái)，占52.39%、45.98%。國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)在球機(jī)器人相關(guān)發(fā)展調(diào)查報(bào)告中指出，自2004至2007年服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)量大幅成長(zhǎng)為670萬(wàn)臺(tái)，而各種不同使用別的機(jī)器人中，家務(wù)機(jī)器人將躍升成為主流，占總產(chǎn)量61.83%，教育娛樂(lè)機(jī)器人則降低所占比例為37.25%，居第二位。該項(xiàng)變化的主要原因在于，在機(jī)械控制技術(shù)趨成熟的情況下，從事有目的活動(dòng)的家務(wù)輔助機(jī)器人，可發(fā)展到使用者所需要的水平，因此在該類型機(jī)器人數(shù)大幅增加的情況下，預(yù)計(jì)將會(huì)擠壓娛樂(lè)機(jī)器人占有比例日本機(jī)器人協(xié)會(huì)的調(diào)查報(bào)告顯示，工業(yè)機(jī)器人未來(lái)成長(zhǎng)空間已經(jīng)十分有限；反觀服務(wù)機(jī)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(guó)半導(dǎo)體行業(yè)研究機(jī)構(gòu)(VLSI Research)調(diào)查估，至2010年全球智能機(jī)器人市場(chǎng)將達(dá)593億美元，而能機(jī)器人所需各種零組件相關(guān)市場(chǎng)商機(jī)也達(dá)數(shù)十億美元上。韓國(guó)信息通信部調(diào)查研究報(bào)告指出，2012年全球智機(jī)器人產(chǎn)值將高達(dá)2500億美元。雖然各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)人的種類劃分不是很統(tǒng)一，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果有差異，但都明了服務(wù)機(jī)器人未來(lái)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 重要的是，目前主流的機(jī)器人都沒(méi)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(jī)器人在體育競(jìng)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！
