CN106426200B - 一种乒乓球机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种乒乓球机器人及其控制方法。该乒乓球机器人包括机器人本体，包括有固定于乒乓球台横侧的导轨、安装于所述导轨上的可沿所述导轨移动的关节式机械手以及安装于所述关节式机械手上的乒乓球拍；机器人视觉系统，用于获取乒乓球的实时图像数据；机器人控制系统，用于基于机器人视觉系统所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨运动控制指令、基于机器人视觉系统所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节运动控制指令。

Description

一种乒乓球机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术，尤其涉及一种乒乓球机器人及其控制方法。

背景技术

现随着机器视觉的高速发展，其在机器人领域的应用也越来越普遍。乒乓球机器人作为机器人视觉在机器人领域的一个典型案例，主要用于教育、娱乐等业务场合，并为未来在工业机器人领域的应用进行技术储备。典型的乒乓球机器人是由机器人本体、视觉系统、控制系统三部分组成，属于高端智能机器人装备范畴。现有专利201310254377.5公开了一种用于乒乓球机器人预测乒乓球轨迹的方法和装置。该专利主要用于类人型机器人装置，类人型机器人关节较多，结构十分复杂。另外，目前的乒乓球机器人由于机械臂的限制，普遍存在机器人本体覆盖范围有限的问题，实用性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以增大本体覆盖范围的乒乓球机器人及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种乒乓球机器人，其包括有：

机器人本体，包括有固定于乒乓球台横侧的导轨、安装于所述导轨上的可沿所述导轨移动的关节式机械手以及安装于所述关节式机械手上的乒乓球拍；

机器人视觉系统，用于获取乒乓球的实时图像数据；

机器人控制系统，用于基于机器人视觉系统所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨运动控制指令；基于机器人视觉系统所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节运动控制指令。

一种乒乓球机器人的控制方法，其包括以下步骤：

获取乒乓球的实时图像数据；

基于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标；

基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹；

基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

基于击球点坐标计算关节式机械手在导轨上的位移量和关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；

基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨运动控制指令；

基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节运动控制指令。

一种乒乓球机器人的控制系统，其包括有：

图像数据获取装置，用于获取乒乓球的实时图像数据；

机器人控制装置，用于基于所述图像数据获取装置获取的乒乓球的实时图像数据生成并输出控制机器人运动控制指令；其中，所述机器人控制装置包括有，

图像处理模块，用于于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标；

轨迹预测模块，用于基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹；基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

运动伺服模块，用于基于击球点坐标计算关节式机械手在导轨上的位移量和关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨运动控制指令；基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节运动控制指令。

本发明的技术效果是：上述乒乓球机器人，机器人本体包括导轨和关节式机械手，关节式机械手可以沿导轨做横向运动，采用导轨结合关节式机械手的方式，达到了在不增长关节式机械手机械臂长度的情况下增大机器人本体的覆盖范围的技术效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例中乒乓球机器人的功能结构框图；

图2为本发明一个实施例中机器人本体的结构示意图；

图3为本发明一个实施例中关节式机械手的结构示意图；

图4为本发明另一个实施例中乒乓球机器人的功能结构框图；

图5为本发明另一个实施例中乒乓球机器人的功能结构框图；

图6为本发明一个实施例中乒乓球机器人的工作流程图；

图7为本发明一个实施例中乒乓球机器人控制系统的功能结构框图；

图8为本发明另一个实施例中乒乓球机器人控制系统的功能结构框图；

图9为本发明另一个实施例中乒乓球机器人控制系统的功能结构框图；

图10为本发明另一个实施例中乒乓球机器人控制系统的功能结构框图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，该乒乓球机器人其包括有机器人视觉系统10、机器人控制系统20及机器人本体30，其中，机器人本体30，包括有固定于乒乓球台横侧的导轨31、安装于所述导轨31上的可沿所述导轨移动的关节式机械手33以及安装于所述关节式机械手33上的乒乓球拍34；机器人视觉系统10用于获取乒乓球的实时图像数据；机器人控制系统20用于基于机器人视觉系统10所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手33在导轨31上的位移量用以生成并输出控制关节式机械手33沿导轨运动的控制指令。基于机器人视觉系统10所获取的乒乓球的实时图像数据而得到关节式机械手33各相邻机械臂之间的相对角位移量用以生成并输出控制关节式机械手33各关节旋转运动的控制指令。

上述乒乓球机器人，机器人本体包括导轨和关节式机械手，关节式机械手可以沿导轨做横向运动，在不增长关节式机械手机械臂长度的情况下增大了机器人本体的覆盖范围。

如图2所示，在一些实施例中，该乒乓球机器人机器人本体30包括有导轨31、关节式机械手33和乒乓球拍34，还包括有伺服电机32。导轨31安装于乒乓球台4横侧，关节式机械手33和伺服电机32相对固定安装。关节式机械手33内部包含一个伺服驱动器，伺服驱动器接收机器人控制系统20输出的控制指令，驱动伺服电机32带动关节式机械手33沿着导轨31横向移动，乒乓球拍34固定在关节式机械手33末端，跟随关节式机械手33运动。

优选的，为了避免关节式机械手33在横向移动时甩出台面，在导轨31两端各安装一个限位块311。

如图3所示，在一些实施例中，该关节式机械手33含有五个自由度，包括A1、A2、A3、A4、A5五个旋转关节。其中，关节式机械手33通过螺栓固定在导轨31滑动架上，关节式机械手33末端固定有用于击打的乒乓球拍34。这五个旋转关节均由伺服电机32驱动控制，伺服电机32的控制线缆和供电线缆连接在伺服驱动器上，伺服驱动器接收机器人控制系统20输出的运动控制指令，驱动伺服电机32控制关节式机械手33各关节作旋转运动，进而带动关节式机械手33机械臂的摆动。

上述乒乓球机器人采用5自由度关节式机械手，减少了现有概念乒乓球机器人的运动自由度，保证了乒乓球机器人实施的方便性，同时减少了机器人控制系统的逆运动学解算负担，保证了乒乓球机器人运行的高度可靠性。

如图4所示，在一些实施例中，该机器人视觉系统10包括有两台摄像机11，安装在乒乓球台后侧上方，实时拍摄乒乓球台上的影像。

优选的，该机器人视觉系统10还包括有图像处理器12。处理器12选用基于FPGA的数字解码处理器集成与摄像机11摄像头中，对摄像机11采集到的影像进行数据粗处理，通过色差梯度法对乒乓球进行边缘检测，提取乒乓球的轮廓数据进而得到乒乓球的实时图像数据，然后通过HDMI通信线缆传输至机器人控制系统20。

上述乒乓球机器人在机器人视觉系统内置图像处理器，可以有效地减少机器人控制系统的运算负担，保证了乒乓球高速运动所需要的高速图像处理的可能性。

如图5所示，在一些实施例中，机器人控制系统20选用嵌入式PC控制器，包括如下功能模块：图像处理模块21、轨迹预测模块22、伺服控制模块23。

图像处理模块21，用于基于机器人视觉系统10获取的乒乓球的实时图像数据，通过双目视觉定位原理计算得到乒乓球的实时动态坐标；也可以通过多目视觉定位原理计算乒乓球的实时动态坐标。

轨迹预测模块22，用于基于图像处理模块21计算得到的乒乓球的实时动态坐标，通过轨迹预测算法结合飞行动力学模型计算得到乒乓球在空中飞行和在桌面反弹后的预测运行轨迹曲线。基于乒乓球反弹后的预测运行轨迹，计算击球点坐标。

运动伺服模块23，包括宏伺服和微伺服两部分，其中宏伺服主要指的是关节式机械手33在导轨31上的运动控制，微伺服只要指的是关节式机械手33机械臂的运动伺服。基于轨迹预测模块22计算得到的击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍34击球时的最佳位姿信息。位姿包括位置和姿势。结合当前乒乓球拍34的位姿信息，可以得到乒乓球拍34在击球过程中的位姿变化，即乒乓球拍34的位姿变量。对乒乓球拍34的位姿变量进行分解，得到关节式机械手33在导轨31上的位移量，同时利用逆运动学算法，得到连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手33各相邻机械臂之间的相对角位移量；最后根据关节式机械手33在导轨31上的位移量生成并输出控制关节式机械手33沿导轨31运动的控制指令；根据关节式机械手33各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出控制关节式机械手33各关节旋转运动的控制指令。

优选的，机器人控制系统20包括有图像处理模块21、轨迹预测模块22、伺服控制模块23，还包括有显示模块24，用于显示乒乓球机器人工作状态、机器人视觉系统10获取的实时乒乓球图像数据、乒乓球机器人运动轨迹预测信息。乒乓球机器人工作状态包括当前关节式机械手33在导轨31上的运动状态和关节式机械手33末关节的位姿(乒乓球拍34的位置和姿态)。乒乓球机器人运动轨迹预测信息即基于乒乓球的预测运行轨迹，结合击打模型模拟计算得到的关节式机械手33在导轨31上的运动和击打乒乓球的过程。

图6示出了根据本发明一个实施例中乒乓球机器人的工作流程图。如图6所示，一种乒乓球机器人的控制方法，包括以下步骤：

S100：获取乒乓球的实时图像数据。

拍摄乒乓球台上的实时影像，然后基于拍摄到的乒乓球台上的实时影像，通过色差梯度法对乒乓球进行边缘检测，提取乒乓球的轮廓数据进而得到乒乓球的实时图像数据。

S200：基于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标。

接收步骤S100获取的乒乓球的实时图像数据，通过双目视觉定位原理计算得到乒乓球的实时动态坐标；也可以通过多目视觉定位原理计算乒乓球的实时动态坐标。

S300：基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹。

接收步骤S200计算得到的乒乓球的实时动态坐标，通过轨迹预测算法结合飞行动力学模型计算得到乒乓球在空中飞行和在桌面反弹后的预测运行轨迹曲线。

S400：基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标。

S500：基于击球点坐标计算关节式机械手在导轨上的位移量和关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量。

基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息。位姿包括位置和姿势。结合当前乒乓球拍的位姿信息，可以得到乒乓球拍在击球过程中的位姿变化，即乒乓球拍的位姿变量。对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，得到连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量。

S600：基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出控制指令控制关节式机械手沿导轨运动。

基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出控制指令至伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机，伺服电机带动关节式机械手沿导轨横向移动。

S700：基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出控制指令控制关节式机械手各关节旋转运动。

基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出控制指令至伺服驱动器，伺服驱动器驱动关节式机械手各个关节伺服电机，伺服电机带动关节式机械手各关节做旋转运动，进而带动关节式机械手机械臂的摆动。

在本发明的一个实施例中，如图7所示，一种乒乓球机器人的控制系统，包括有图像数据获取装置100和机器人控制装置200。

图像数据获取装置100，用于对乒乓球台进行拍摄，获取包括乒乓球图像的实时图像数据。

机器人控制装置200，用于基于所述图像数据获取装置100获取的乒乓球的实时图像数据生成并输出的控制机器人运动的控制指令；其中，所述机器人控制装置200包括有，

图像处理模块210，接收图像数据获取装置100获取的乒乓球的实时图像数据，通过双目视觉定位原理计算得到乒乓球的实时动态坐标；也可以通过多目视觉定位原理计算乒乓球的实时动态坐标。

轨迹预测模块220，接收图像处理模块210计算得到的乒乓球的实时动态坐标，通过轨迹预测算法结合飞行动力学模型计算得到乒乓球在空中飞行和在桌面反弹后的预测运行轨迹曲线。基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

运动伺服模块230，接收轨迹预测模块220计算得到的击球点坐标，基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息。位姿包括位置和姿势。结合当前乒乓球拍的位姿信息，可以得到乒乓球拍在击球过程中的位姿变化，即乒乓球拍的位姿变量。对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，得到连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；最后根据关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出控制关节式机械手沿导轨运动的控制指令；根据关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出控制关节式机械手各关节旋转运动的控制指令。

如图8所示，在一些实施例中，该乒乓球机器人的控制系统，包括有图像数据获取装置100和机器人控制装置200。

所述机器人控制装置200包括图像处理模块210、轨迹预测模块220、运动伺服模块230，还包括有显示模块240。该显示模块240用于显示乒乓球机器人工作状态、图像数据获取装置获取的实时乒乓球图像数据、乒乓球机器人运动轨迹预测信息。乒乓球机器人工作状态包括当前关节式机械手33在导轨31上的运动状态和关节式机械手33末关节的位姿(乒乓球拍34的位置和姿态)。乒乓球机器人运动轨迹预测信息即基于乒乓球的预测运行轨迹，结合击打模型模拟计算得到的关节式机械手33在导轨31上的运动和击打乒乓球的过程。

如图9所示，在一些实施例中，该乒乓球机器人的控制系统，包括有图像数据获取装置100和机器人控制装置200。

所述数据获取装置100包括有摄影模块110和预处理模块120。

摄影模块110，用于对乒乓球台进行拍摄，实时拍摄乒乓球台上的影像。

预处理模块120，接收摄影模块110实时拍摄的乒乓球台上的影像，通过色差梯度法对乒乓球进行边缘检测，提取乒乓球的轮廓数据进而得到乒乓球的实时图像数据。

所述机器人控制装置200包括图像处理模块210、轨迹预测模块220、运动伺服模块230、显示模块240。

图像处理模块210，接收图像数据获取装置100获取的乒乓球的实时图像数据，通过双目视觉定位原理计算得到乒乓球的实时动态坐标；也可以通过多目视觉定位原理计算乒乓球的实时动态坐标。

轨迹预测模块220，接收图像处理模块210计算得到的乒乓球的实时动态坐标，通过轨迹预测算法结合飞行动力学模型计算得到乒乓球在空中飞行和在桌面反弹后的预测运行轨迹曲线。基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

运动伺服模块230，接收轨迹预测模块220计算得到的击球点坐标，基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息。位姿包括位置和姿势。结合当前乒乓球拍的位姿信息，可以得到乒乓球拍在击球过程中的位姿变化，即乒乓球拍的位姿变量。对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，得到连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；最后根据关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出控制关节式机械手沿导轨运动的控制指令；根据关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出控制关节式机械手各关节旋转运动的控制指令。

如图10所示，在一些实施例中，该乒乓球机器人的控制系统，包括有图像数据获取装置100和机器人控制装置200。

所述数据获取装置100包括有摄影模块110和预处理模块120。

摄影模块110，用于对乒乓球台进行拍摄，实时拍摄乒乓球台上的影像。

预处理模块120，接收摄影模块110实时拍摄的乒乓球台上的影像，通过色差梯度法对乒乓球进行边缘检测，提取乒乓球的轮廓数据进而得到乒乓球的实时图像数据。

所述机器人控制装置200包括图像处理模块210、轨迹预测模块220、运动伺服模块230、显示模块240。

图像处理模块210，接收图像数据获取装置100获取的乒乓球的实时图像数据，通过双目视觉定位原理计算得到乒乓球的实时动态坐标；也可以通过多目视觉定位原理计算乒乓球的实时动态坐标。

轨迹预测模块220，接收图像处理模块210计算得到的乒乓球的实时动态坐标，通过轨迹预测算法结合飞行动力学模型计算得到乒乓球在空中飞行和在桌面反弹后的预测运行轨迹曲线。基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

运动伺服模块230，接收轨迹预测模块220计算得到的击球点坐标，基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息。位姿包括位置和姿势。结合当前乒乓球拍的位姿信息，可以得到乒乓球拍在击球过程中的位姿变化，即乒乓球拍的位姿变量。对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，得到连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；最后根据关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出控制关节式机械手沿导轨运动的控制指令；根据关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出控制关节式机械手各关节旋转运动的控制指令。

显示模块240，用于显示乒乓球机器人工作状态、图像数据获取装置获取的实时乒乓球图像数据、乒乓球机器人运动轨迹预测信息。乒乓球机器人工作状态包括当前关节式机械手33在导轨31上的运动状态和关节式机械手33末关节的位姿(乒乓球拍34的位置和姿态)。乒乓球机器人运动轨迹预测信息即基于乒乓球的预测运行轨迹，结合击打模型模拟计算得到的关节式机械手33在导轨31上的运动和击打乒乓球的过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种乒乓球机器人，其特征在于，所述乒乓球机器人包括有：

机器人本体，包括有固定于乒乓球台横侧的导轨、安装于所述导轨上的可沿所述导轨移动的具有五个旋转关节的关节式机械手以及安装于所述关节式机械手上的乒乓球拍；

机器人视觉系统，用于获取乒乓球的实时图像数据；

机器人控制系统，用于基于所述机器人视觉系统获取的乒乓球的实时图像数据生成并输出的控制机器人运动的控制指令；所述机器人控制系统包括有图像处理模块、轨迹预测模块、运动伺服模块和显示模块，其中，

图像处理模块，用于基于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标；

轨迹预测模块，用于基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹；基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

运动伺服模块，用于基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息，再结合当前乒乓球拍的位姿信息，得到乒乓球拍在击球过程中产生的位姿变量，对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，建立连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨控制指令；基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节控制指令；

显示模块，用于显示乒乓球机器人工作状态、机器人视觉系统获取的实时乒乓球图像数据、乒乓球机器人运动轨迹预测信息。

2.如权利要求1所述的乒乓球机器人，其特征在于，所述机器人本体还包括有伺服电机，用于基于机器人控制系统输出的导轨运动控制指令驱动关节式机械手横向移动及基于机器人控制系统输出的关节运动控制指令控制关节式机械手各关节的旋转运动。

3.如权利要求2所述的乒乓球机器人，其特征在于，所述关节式机械手包括有伺服驱动器，用于实时接收来自所述机器人控制系统输出的导轨及关节控制指令用以驱动伺服电机。

4.如权利要求1所述的乒乓球机器人，其特征在于，所述导轨安装有限位装置。

5.如权利要求1-4任一项所述的乒乓球机器人，其特征在于，所述机器人视觉系统还包括有图像处理器，用于基于摄像机实时拍摄的乒乓球台上的影像提取乒乓球的实时轮廓数据。

6.一种乒乓球机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取乒乓球的实时图像数据；

基于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标；

基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹；

基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息，再结合当前乒乓球拍的位姿信息，得到乒乓球拍在击球过程中产生的位姿变量，对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，建立连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；

基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出导轨运动控制指令用以控制关节式机械手沿导轨运动；

基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出关节运动控制指令用以控制关节式机械手各关节旋转运动。

7.如权利要求6所述的乒乓球机器人的控制方法，其特征在于，所述获取乒乓球的实时图像数据的步骤包括：

拍摄乒乓球台上的实时影像；

基于拍摄的乒乓球台上的实时影像，提取乒乓球的实时轮廓数据。

8.一种乒乓球机器人的控制系统，其特征在于，包括有：

图像数据获取装置，用于获取乒乓球的实时图像数据；

机器人控制装置，用于基于所述图像数据获取装置获取的乒乓球的实时图像数据生成并输出的控制机器人运动的控制指令；其中，所述机器人控制装置包括有，

图像处理模块，用于获取的乒乓球的实时图像数据计算得到乒乓球的实时动态坐标；

轨迹预测模块，用于基于乒乓球的实时动态坐标计算得到乒乓球的预测运行轨迹；基于乒乓球的预测运行轨迹，计算击球点坐标；

运动伺服模块，用于基于击球点坐标，结合击打模型，计算得到乒乓球拍击球时的最佳位姿信息，再结合当前乒乓球拍的位姿信息，得到乒乓球拍在击球过程中产生的位姿变量，对乒乓球拍的位姿变量进行分解，得到关节式机械手在导轨上的位移量，同时利用逆运动学算法，建立连杆模型的雅克比矩阵，结合关节式机械手的约束条件，得到关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量；基于关节式机械手在导轨上的位移量生成并输出用以控制关节式机械手沿导轨运动的导轨控制指令；基于关节式机械手各相邻机械臂之间的相对角位移量生成并输出用以控制关节式机械手各关节旋转运动的关节控制指令；

显示模块，用于显示乒乓球机器人工作状态、图像数据获取装置获取的实时乒乓球图像数据、乒乓球机器人运动轨迹预测信息。

9.如权利要求8所述的乒乓球机器人的控制系统，其特征在于，所述的图像数据获取装置包括有：

摄影模块，用于拍摄乒乓球台上的实时影像；

预处理模块，用于基于摄影模块拍摄的乒乓球台上的实时影像提取乒乓球的实时轮廓数据。