拾球機(jī)器人的發(fā)展研究國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1國外研究現(xiàn)狀國外的機(jī)器人發(fā)展要領(lǐng)先于國內(nèi)，第一臺工業(yè)機(jī)器人的發(fā)明來自于一位偉人的不懈努力與研究，被譽(yù)為“機(jī)器人之父”的恩格爾伯格他創(chuàng)辦了世界上第一家機(jī)器人公司名為“萬能自動公司”，他對機(jī)器人工業(yè)的創(chuàng)建做出了杰出的貢獻(xiàn)。在這之后博尼與莫維奇在這位“機(jī)器人之父”的基礎(chǔ)上發(fā)明了最早的壓力傳感器，時隔一年，麥卡錫幫助MIT在機(jī)器人上加入視覺傳感器，制造了有識別定位的機(jī)器人系統(tǒng)，由于這些偉大的創(chuàng)舉使得機(jī)器人的發(fā)展愈發(fā)迅猛，很快成為人們?nèi)粘Ｉ钪械牟豢苫蛉钡囊画h(huán)。機(jī)器人技術(shù)原先是用于工業(yè)領(lǐng)域，幫助工人從事危險、單調(diào)的工作，但隨著機(jī)器人技術(shù)逐漸向人工智能領(lǐng)域越發(fā)深入，其所從事的領(lǐng)域也開始從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向軍事、醫(yī)療、服務(wù)、家庭等領(lǐng)域進(jìn)展。日本雖然不是最早發(fā)明機(jī)器人的國家，但確實(shí)對機(jī)器人行業(yè)最為重視的國家之一，其對于“機(jī)器人之父”為世界、為日本發(fā)展所做出的重大貢獻(xiàn)，為其頒發(fā)“日本國際獎”，而世界第一屆機(jī)器人會議也是在此舉辦。國外服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展歷史悠久，日本的早稻田大學(xué)是世界機(jī)器人研究發(fā)展的一個地點(diǎn)，在這里誕生了世界第一臺人型機(jī)器人，Wabot-1運(yùn)用雙足行走，重要眼睛和耳朵可以測量距離和方向，雙手可以搬運(yùn)物體。在1983年也是由日本首先發(fā)明了名叫OmniBot2000的玩具機(jī)器人，它可進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控也能夠進(jìn)行播放預(yù)存儲的內(nèi)容和動作也可攜帶小型物品。1988年美國的TRC發(fā)明了世界上第一臺服務(wù)機(jī)器人，利用了傳感器技術(shù)，可以協(xié)助護(hù)士為病人送飯、送藥等。1996年瑞典的一家公司發(fā)明了使用超聲波仿生技術(shù)的全自動掃地機(jī)器人，其可以在黑暗的環(huán)境中自動避障。到1999年，日本的索尼公司成功發(fā)明了具有人工智能的犬型寵物機(jī)器人。第二年日本的本田公司就研發(fā)出能夠跑、跳、開瓶、倒水等動作并且具有識別聲音、姿態(tài)、記憶能力的仿人機(jī)器人。到2003年德國一家公司研發(fā)出機(jī)動游戲機(jī)器人。在2003-2015年間，國外又不斷推出具有視覺、聽覺、嗅覺和觸覺傳感器的醫(yī)療護(hù)理機(jī)器人；能夠表達(dá)人類所有情緒的表情機(jī)器人；具有25個自由度，有豐富肢體語言的雙足人型教育機(jī)器人；能夠陪伴老人左右的老年陪伴機(jī)器人。在國外，由美國最早研發(fā)出一款包含視覺處理技術(shù)、傳感器測距技術(shù)的機(jī)器人，在其后的時間里對傳感器技術(shù)、視覺技術(shù)作為研究重點(diǎn)，研發(fā)新的視覺定位系統(tǒng)和傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)位置追蹤和規(guī)避障礙。美國在機(jī)器人歷史上具有舉足輕重的地位，不但是因?yàn)槠涫亲钤缪邪l(fā)機(jī)器人的國家，更是因?yàn)樵谄涞耐茝V下，機(jī)器人技術(shù)遍布世界各地，而美國的機(jī)器人技術(shù)也并沒有因此落后，而是一直處于領(lǐng)先先地位。日本作為后起之秀但卻獲得了“機(jī)器人王國”的稱號，其設(shè)計(jì)的機(jī)器人不但有那些基礎(chǔ)的功能更具有雷達(dá)定位、立體攝像機(jī)、可實(shí)現(xiàn)自主定位導(dǎo)航功能。之后所研發(fā)方輪椅機(jī)器人具有圖像識別、傳感器定位。通過移動距離和方向計(jì)算所在位置。意大利在2017年也發(fā)明通過攝像頭定位的，自動跟在用戶后面的行李機(jī)器人。在這中自主式移動機(jī)器人是一種具有高度自規(guī)劃、自組織、自適應(yīng)能力，適合于在復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)環(huán)境中工作的機(jī)器人。如今，自主式移動機(jī)器人的主要工作范圍是無人干預(yù)，執(zhí)行地點(diǎn)明確或者是周圍變化小的環(huán)境中，進(jìn)行有目的的移動。與人類一樣，機(jī)器人的發(fā)展與人類對于未知空間的探索息息相關(guān)，不斷的擴(kuò)大其運(yùn)動的范圍，使其具有更加強(qiáng)大的自主能力與學(xué)習(xí)能力。面對如今細(xì)致、全面的生活環(huán)境，機(jī)器人也要不斷提升其靈活性與智能性，可以更好的適應(yīng)不同環(huán)境、不同的操作人員。機(jī)器人技術(shù)在如今已經(jīng)有了一定程度的成熟發(fā)展，其能夠不輸于人類的出色、快捷、安全的完成此類工作。所以有很多學(xué)者也在撿球工具研究方面做出了努力，并有相關(guān)報道。國外對于撿乒乓球機(jī)器人的研究主要包括于球的檢測、環(huán)境感知、球的拾取、定位導(dǎo)航這些模塊，在拾球機(jī)器人這一大類中，學(xué)術(shù)領(lǐng)域更多的關(guān)注于機(jī)器視覺、機(jī)械設(shè)計(jì)和識別、拾球乒乓球的能力；在商用領(lǐng)域，撿球機(jī)器人已有高爾夫撿球機(jī)器人、網(wǎng)球撿球機(jī)器人問世，目前對于撿球機(jī)器人的研究主要著手于機(jī)器視覺、機(jī)械手的設(shè)計(jì)、路徑規(guī)劃和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等方面展開，有很大的發(fā)展空間。2國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國服務(wù)機(jī)器人行業(yè)保持著良好的增長趨勢，在未來仍將迅速發(fā)展并且具有很大的發(fā)展?jié)摿?。中國的服?wù)機(jī)器人市場廣大，種類花樣繁多。其可應(yīng)用在教育、家庭、醫(yī)療、物流、健康、安防等眾多行業(yè)和場景。根據(jù)IFR統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國的服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模約22億美元，占全球市場份額的25%。自2015年到2020年間，我國的服務(wù)服務(wù)機(jī)器人相比于我國的工業(yè)機(jī)器人雖然總量還沒有達(dá)到，但是其增長額卻高于工業(yè)機(jī)器人，與國外相比，我國的服務(wù)機(jī)器人的增長額也是高于國外的，具有良好的增長態(tài)勢。我國是目前全球范圍最大的工業(yè)機(jī)器人市場，但機(jī)器人的數(shù)量與質(zhì)量仍與發(fā)達(dá)國家有不小的差距，在未來，服務(wù)機(jī)器人的普及是勢不可擋的，服務(wù)機(jī)器人行業(yè)的競爭將會格外激烈，我國是人口眾多的國家，各行各業(yè)都需要實(shí)現(xiàn)自動化，我們相信我國仍然會是全球最大的服務(wù)機(jī)器人需求市場。當(dāng)前來看，未來服務(wù)機(jī)器人會成為強(qiáng)國爭奪新興產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位的重要戰(zhàn)場。在我國服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)整體仍然處于發(fā)展早起階段，但由于市場需求的持續(xù)存在，各公司都在著投入手人力、物力進(jìn)行開發(fā)研究。在2013-2020年間，我國在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的投資持續(xù)升高，不管是投資金額亦或是投資頻率，都呈現(xiàn)良好的態(tài)勢，這其中為翹楚的是2017與2018年。雖然2019年沒有前兩年如此的火爆，數(shù)據(jù)有所下降，但依舊不可小窺，仍然存在大額資金的投入。如今，投資者們開始傾向于龍頭企業(yè)、永遠(yuǎn)核心技術(shù)的廠商以及應(yīng)用范圍明確的整機(jī)廠商。如何在機(jī)器人浪潮中、在時代的狂潮里找到獨(dú)屬于我們的光明大道，是我國未來機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵我國的服務(wù)機(jī)器人在文體領(lǐng)域的相關(guān)研究處于起步階段，民眾對于機(jī)器人應(yīng)用于體育健康等方面的了解甚少，雖然在許多大型球類館中能夠找到類似于發(fā)球機(jī)器人、得分計(jì)數(shù)機(jī)器人等之類的服務(wù)機(jī)器人，但仍存在著許多不便之處。我國對于智能拾球機(jī)器人方面的研究相對較少。國內(nèi)對于智能拾球機(jī)器人的研究才剛剛興起，沒有系統(tǒng)的成熟結(jié)果，目前的研究主要集中于機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和乒乓球的檢查識別等幾個方面。目前國內(nèi)的研究人員如：徐東偉等人所研究的機(jī)器人傾向于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；宋安琦等人使用攝像頭對乒乓球進(jìn)行定位，借由超聲波進(jìn)行避障，這類機(jī)器人的移動是通過檢測乒乓球來進(jìn)行控制；還有趙家良等人沒有進(jìn)行實(shí)物設(shè)計(jì)僅詳細(xì)描述了檢測乒