5.17 基于ODE的乒乓球运动轨迹仿真研究
<p>基于ODE的乒乓球运动轨迹仿真研究
杨华，关志明
计算机仿真 2011年9月 第28卷 第9期</p>
<p>1 引言
要实现乒乓球机器人各种发球和击球动作的精准控制，需要掌握乒乓球的轨迹特性。本文是在ODE的基础上建立的一种交互式可视化仿真模型，可以通过更加直观、精准、可调控的实验手段，对乒乓球的飞行特征进行量化分析和研究。
2 乒乓球仿真模型
2.1 建立运动学模型
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2.2 ODE的乒乓球运动仿真平台
ODE采用“硬接触”碰撞检测，就是说刚体碰撞时通常不会出现穿透的情况，大大提高了模拟结果的准确性。
下图为仿真实验平台的运行流程。
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3 仿真结果及分析
3.1 节拍对轨迹影响
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计算机仿真需要对连续过程进行离散化处理，因此节拍可能对仿真结果有影响。
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节拍从500Hz到5000Hz时球的偏移距离和飞行距离曲线几乎重合。
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结论：
（1）空气阻力和玛格努斯力的累计计算误差对节拍变化并不十分敏感。
（2）节拍对仿真轨迹的影响主要来自于对重力作用的累计计算误差，这可以通过设定大于3000Hz，节拍予以消除。
（3）该仿真模型和环境可以实现对这三种力的比较精确的仿真。
3.2 转速与轨迹变化
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当转速不断增大时乒乓球的偏移轨迹逐渐变得密集，即转速变化对轨迹的影响逐渐变小。
4 运行效果
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5 结论
以旋转球为重点，对球的运动轨迹进行了仿真实验，验证了该运动学模型和仿真环境的准确性和效率。</p>