[发明专利]一种抛物-接物机械人系统

权利要求书

1.一种抛物-接物机械人系统，其特征在于，所述抛物-接物机械人系统包括：

图像采集模块，与中央控制模块连接，图像采集模块包括摄像机、图像传感器、随机存储器以及采样控制器，所述采样控制器的功能包括控制图像传感器采样，对随机存储器的控制，在图像采集完成后，要对其进行滤波处理；图像采样的过程为摄像机获取到眼前的实时景象，将图像传给图像传感器处理成电子信号，同时使用采样控制器对图像传感器进行采样控制，然后传送给随机存储器，便于存储图像进行图像处理，用于采集待抛物体或待接物体所在区域图像数据；

数据采集模块，与中央控制模块连接，数据采集模块由数据采集传感器、放大电路、滤波器、多路模拟开关及采样器组成；所述数据采集传感器是把外界的模拟量转化为计算机能接受的数字量，数据采集模块的过程是将数据传入数据采集传感器中，再传入放大电路中对数字信号进行放大和缓冲，然后传入滤波器中衰减信号噪声，再传入多路模拟开关将多个模拟量参数分时接通，接下来传入采样器中稳定信号，最后传入系统；用于采集待接物体数据以及待抛物体相关数据；

参数设置模块，与中央控制模块连接，根据采集的图像数据来分析最佳的目标位置，利用图像传感器将数据传送至模拟器中，然后在模拟器中快速的规划最佳位置坐标；确定后，模拟器将数据传送回图像传感器中进行目的参数设置；用于设置待抛物体的目的位置坐标数据；

图像处理模块，与中央控制模块连接，由随机存储器将图片使用图片处理算法进行处理，处理过后传回随机存储器中进行存储；用于对采集的相关图像数据进行处理；

定位模块，与中央控制模块连接，由无线传感器和网络基站和机器人主板天线构成，无线基站获取机器人周围位置情况，发送至无线传感器，机器人通过分析位置信息，来确定目标位置；用于定位机械人当前的位置坐标、待抛物体的位置坐标以及待接物体的位置坐标；

中央控制模块，与图像采集模块、数据采集模块、参数设置模块、图像处理模块、定位模块、预测模块、接物轨迹规划模块、抛物轨迹规划模块、机械人位置调整模块、速度确定模块、姿态调整模块以及抛物接物模块连接，用于利用控制器控制各个模块正常工作；

预测模块，与中央控制模块连接，预测模块通过随机存储器中的图像和数据信息，使用卷积神经网络进行计算，将计算结果传送至模拟器中进行模拟分析结果，选择最佳结果数据；从而获得用于基于获取的待接物体的参数、形状、距离位置数据以及运动轨迹数据预测待接物体的落点位置与落点姿态；

接物轨迹规划模块，与中央控制模块连接，在抛物者扔东西的瞬间捕捉他的动作和抛物角度，送至接物轨迹规划模块的传感器进行分析，分析距离和数据，立刻规划出物体的运动轨迹，利用模拟器估计物体落下的位置；用于基于预测的待接物体的落点位置、测量的距离数据以及障碍物情况数据、机械人当前的位置进行机械人接物的轨迹规划；

抛物轨迹规划模块，与中央控制模块连接，规划抛物的角度和距离，在模拟器中快速模拟，选择出最佳轨迹；用于基于预设的待抛物体的目的位置坐标数据、机械人前方的障碍数据以及机械人的当前数据设置确定抛物轨迹；

机械人位置调整模块，与中央控制模块连接，根据确定的轨迹和角度，机械人位置调整模块的传感器计算出机器人的位置，将数据传送至主板，用于基于规划的机械人轨迹进行机械人当前位置的调整；

速度确定模块，与中央控制模块连接，根据确定的位置轨迹和角度以及目的距离，通过速度确定模块的传感器和模拟器来确定物体的抛物速度，从而确定抛物的力度，将数据传给主板；用于基于确定的抛物轨迹以及获取的待抛物体的重量数据确定抛物的速度；

姿态调整模块，与中央控制模块连接，姿态调整模块的传感器获得到之前所计算的数据，将数据传送到驱动装置设置机械人的最终姿势，将数据传送到主板，来实施姿势调整；用于基于预测得到的待接物体的落点姿态调整机械人以及机械人手的姿态调整；同时用于基于获取的待抛物体的当前图像数据进行机械人手取物的姿态调整；

抛物接物模块，与中央控制模块连接，将数据传送至主板，使机械人完成一系列的动作；用于基于确定的抛物、接物的轨迹、姿态、速度进行抛物与接物。