籃球投籃機器人運行軌跡跟蹤方法研究

李華偉，李建威

（華北水利水電大學，河南 鄭州 450046）

1 引言

現階段，籃球投籃機器人［1-2］被廣泛應用于不同的機器人比賽中，對籃球機器人軌跡跟蹤方面的研究還十分稀少。最近幾年，國內相關專家給出了一些較好的研究成果，例如文獻［3］中優先組建運動學跟蹤誤差模型，同時在模型的基礎上將動態反饋以及自適應控制技術相結合，設計一個合理的自適應控制跟蹤器，進而實現全局軌跡跟蹤。文獻［4］中將柔性機器人前后車體作為獨立機器人進行運行學分析，同時利用歐拉—伯努利梁方程求解對應的約束條件，獲取運動學模型。

引入反演方法設計出一種滑膜控制器，實現機器人軌跡跟蹤。由于以上兩種方法未能對運動目標進行檢測，導致跟蹤結果不準確。為此，提出一種籃球投籃機器人運行軌跡跟蹤方法。經實驗測試結果表明，所提方法可準確地對籃球投籃機器人運行軌跡進行追蹤。

2 方法

2.1 籃球投籃機器人運動學模型

對籃球投籃機器人運動系統的研究中，需要明確機器人的位置和姿態信息，即：

（1）位置信息主要是指籃球投籃機器人在球場坐標系下的具體坐標。（2）姿態代表機器人的朝向。

當機器人在參加比賽的過程中，需要重點關注機器人的位置變化以及姿態變化信息，確保機器人可更好地投入到比賽中。同時，為實時掌握機器人的坐標信息，需要設定對應的坐標系。

對籃球投籃機器人的基本屬性進行分析，得到機器人平面速度對應的分解合成關系，同時還需對全向輪的運動方向和速度進行更加深入地分析，最終獲取籃球投籃機器人運動學方程［5-6］。……