随着北京冬奥会的成功举办,冰雪运动在大众中再次掀起热潮。在众多运动项目之中,冰壶运动以其独特魅力吸引了大量关注。黑龙江作为冰雪产业大省,为迎接奥运,并助力科技冬奥,启动了面向2022北京冬奥及龙江冰雪产业的智能冰壶机器人项目,本课题正来源于此。本文对一种冰壶投掷机器人进行研究和实现,采用基于视觉方法的机器人运动控制,最终完成冰壶机器人系统的研制。首先,本文对冰壶机器人的硬件选型和组成进行分析,并就实施方案进行解释,详细阐述冰壶机器人一次投掷任务的工作流程。硬件组成主要分为五部分,分别是:车载中央控制单元、视觉系统、夹持机构、运动机构以及旋转机构;工作流程主要分为两部分,分别是原地瞄准阶段和前进加速投掷阶段。其技术难点在于基于视觉系统对运动机构的控制。其次,分析冰壶机器人视觉系统用到的检测与跟踪技术。分为两部分:指定目标区域用到的检测技术和运动过程中对目标区域的跟踪方法。指定目标区域除目前的人工框选外,还设计了自动检测方法,该方法基于YOLO-v5,建立基于窄视场的冰壶数据集,用于冰壶自动检测;基于实时性和准确率的考虑,目标区域的跟踪使用KCF方法,并结合实验数据对KCF的使用效果进行验证。再次,对基于视觉的运动控制方法进行阐述。本课题采用基于图像特征的视觉伺服方法进行运动控制,参考经典的PID控制理论,提出适用于本课题冰壶机器人的运动纠偏方法。最后,围绕冰壶机器人系统的软件架构以及实验测试环节展开。主要阐述软件工作流程,分析实验设计方案,并就实验结果进行分析,提出有针对性的改进方案。本课题的冰壶机器人经过多次实地测试证明,在具备一定实验场地环境的条件下,具有较高水准完成投掷任务的能力。