去年暑假的时候偶然在网上看到有人做的冰球机器人，感觉比较有趣，用来做人机对战再合适不过。其中国内有些公司做的人机对战桌上冰球机器人，相关内容大多是新闻几句话带过，资料几乎没有。国外也有人做过冰球机器人，在youtube上可以搜到很多相关视频，开源的资料不算太多，主要参考了国外大神JJulio的项目。
GitHub - JJulio/AHRobot: Air Hockey Robot Project https://github.com/JJulio/AHRobot
国外大神视频点击这里： 还能这样玩：将 3D 打印机改造成桌上冰球机器人
自己制作的视频点击这里： 冰球机器人整体 冰球机器人摄像头处理画面
本想自己做个球桌，但是太麻烦，直接某宝买了一个，长这个样子，比较小。接下来就是将所有机械部分组装上去。 
用solidworks画出整体效果，类似于写字机。用光轴、直线轴承、同步轮、同步带、惰轮搭出一个xy运动平面，设计一些打印件作为连接件，使用步进电机控制冰球击球器做一个平面运动。 
第一次使用的是h-bot结构，这种结构简单省材料，但做出来才发现在高速运动下由于xy轴是联动的，x轴做的越长扭矩误差越大，击球器在x轴速度一旦快的话直接会卡住。无奈改成了这种结构，xy轴是分开控制的，x轴单独一个电机控制，y轴左右两边各一个电机，两个电机运动完全同步，这样速度相对于h-bot结构比较快。
下位机控制采用的arduino maga2560+ramps 1.4扩展板，和diy 3d打印机常用的主控一样。
下位机arduino代码使用的vs2013编译，arduino官方ide实在是太难用。visual studio安装一个arduino插件后也可以编译下载arduino代码。下位机功能类似于grbl固件，控制击球器点对点移动。与grbl不同的是，使用grbl固件时，向下位机发送A点坐标，电机向A点运动，运动期间再发送B点坐标，电机要到达A点之后才会向B点运动。但冰球机器人运动轨迹是上位机来预测的，终点在不断变化，如果还按照grbl固件来的话会走很多多余路线，多走也就意味着电机速度必须更快才能及时处理，电机更容易丢步。因此冰球机器人是接收到新的坐标便放弃上次坐标，向新的坐标运动。比如在向A点移动过程中发送B点坐标，则电机放弃A点立即向B点移动。
上位机使用的是vs2013+opencv3.3.0，opencv是个开源的视觉处理库，很多图像处理函数可以直接拿来用，用来处理球桌画面，捕捉冰球和机器人节省很多开发时间。可以百度一下如何搭建opencv环境，找到对应版本的vs和opencv，搭建成功之后才可以修改编译代码，如果只是运行exe文件不修改代码的话可以不搭建（exe文件稍后上传）。
图像处理的策略是：通过hsv颜色阈值在画面中寻找到冰球和打击器坐标，通过帧差判断出冰球的运动速度和方向，当冰球朝着机器人运动时根据冰球的轨迹预测撞击点坐标（其中包括有反弹和无反弹的情况），将预测的终点坐标发送给下位机，下位机运动到终点视具体情况进行防御或主动进攻。
以下为主要代码段：
int main(){if (configRead())//读取配置文件。配置文件为一个config.txt文档，不必搭建opencv环境也可以修改参数。包含串口号，摄像头号，冰球和机器人颜色阈值等return -1;VideoCapture capture(camera_cap);//打开摄像头serialPortInit(serial_port);//打开串口cout