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排球扣球机器人及拦网训练指导系统

排球扣球机器人及拦网训练指导系统. 负责人： 张 萍 （教 授） 参与人： 吕 品 （副教授） 付哲敏 （副教授） 2006 年 Robot Sensor Lab, Institute of Intelligent Machines (IIM), Chinese Academy of Sciences (CAS). 课题总体目标 （ 1 ）构建一个声光电一体化的 交互式 排球扣球 ( 发球 ) 机器人训练指导系统，可模仿真实的排球比赛。

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排球扣球机器人及拦网训练指导系统

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  1. 排球扣球机器人及拦网训练指导系统 负责人： 张 萍（教 授） 参与人： 吕 品（副教授） 付哲敏（副教授） 2006年 Robot Sensor Lab, Institute of Intelligent Machines (IIM), Chinese Academy of Sciences (CAS)

  2. 课题总体目标 （1）构建一个声光电一体化的交互式排球扣球(发球)机器人训练指导系统，可模仿真实的排球比赛。 （2）通过对我国排球运动国际主要对手的实战录像，将对手的移动、起跳、空中击球、落地等一系列姿势进行特征分析和特征提取，建立典型扣球动作模型。 （3）构建扣球机器人系统。根据国际一流的主攻手的击球动作，分析排球在实战中的方向、速度、落点，设计击球系统。该系统研究的成果可以为排球发球机的研制奠定基础。

  3. 声光电一体化的交互式排球拦网训练场 • 排球扣球机器人系统；4米高，6米宽，网高2米以上可以穿越排球的影像屏幕；高流明投影仪和高速、高分辨率录像机等。 声光电一体化的交互式 排球可穿越的影像屏幕示意图 排球拦网训练场示意图

  4. 主要技术指标 • 扣球最高速度40米/秒(大于140Km/h) • 扣球高度1.5米 — 3.6米 • 扣球位置精度小于3cm，时间精度小于0.1秒 • 国外高水平运动员扣球战术组合录像与图像处理 • 方便、适用的交互式排球虚拟训练场

  5. 已经取得的主要成果 1、排球发球器： 交流变频电机摩擦发球 球速在0—40米/秒内可调，球左右旋转可控； 送球装置采用电磁系统，可定时控制送球，送球速度为：1个/秒； 发球器外型尺寸为：100cm X 80cm X 50cm（长X宽X高）；自重约400Kg。

  6. 2、机器人移动平台 • 一个能自由移动和升降的平台，；利用碰撞式挡板实现扣球模拟；装置实用、控制方便；机器人平台外形尺寸：200cm X 120cm X 425cm，负荷能力大于1000Kg。

  7. 机器人扣球与发球 发明专利: • 一种排球运动员训练器 受理号：2006100859754 • 排球运动员训练器可调挡板 受理号： 200610085974X • 排球运动员简易训练器 受理号： 2006100859716 • 排球运动员简易训练器定位装置 受理号： 2006100859701

  8. 3、对手的实战录像和图像处理 实战录像数字处理、人影删除/增加、背景修复

  9. 特征分析、特征提取 一传至二传出手(s)：1.22 二传出手至扣球击球(s)：1.16 球与网距离（m）：0.67 扣球击球高度(m)：2.40 击球速度(m/s)：20.5 扣球力量（kg）：108 扣球角度(d) 10

  10. 训练现场指导 拦网失败录像 成功拦网示范

  11. 4、 发球扣球机器人控制系统 上层软件：面向用户（教练员、运动员），根据比赛录像需要控制发球球速、旋转速度、方向。并可以采用高速录像，对比训练效果，提高运动员接发球、扣球拦网的实战能力。 底层系统和软件：面向系统操作员，包括控制系统硬件设备和系统调试、维护软件包。 面向运动员、教练员的软件界面面向系统操作员的软件界面

  12. 小结 排球发球器：发出的球速在0—40米/秒之间连续可调； 排球发球扣球机器人平台已完成装配，正在联调； 排球发球扣球机器人控制系统的软、硬件均已完成； 录制了俄罗斯、古巴、荷兰在太仓国际精英赛的实战录像、并完成相关的特征分析、提取和图像处理； 完成声光电一体化的交互式排球拦网训练场的设计。

  13. <Backto Outline> 请批评指正！ 谢谢!

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