本论文研究课题基于仿人机器人高性能单元与系统,首先对仿人机器人及其分支的研究背景和现状进行了介绍,然后针对高速视觉感知系统单元中乒乓球运动在三维空间中的飞行运动模型和碰撞模型建立及机械臂击球策略课题的攻关。主要完成了如下工作：首先,根据高速视觉感知系统的特点设计并完善出一套乒乓球三维飞行和碰撞模型的轨迹分析和预测方法。其次,提出了一种新的基于智能学习训练的运动模型构建和优化算法,基于乒乓球多条运动轨迹建立的参数知识库,引入类电磁机制算法(EM)和D-opt正则化正交最小二乘法(ROLS+D-opt),设计出一种具有两级化结构的学习方法,用以乒乓球运动模型的关键参数进行学习。最后,设计并实现出一种击球策略,根据视觉数据分析结果和优化模型,获得乒乓球拍的击打时刻、位置及速度,设计并实现手臂可达的击球规划,使球拍以规划的速度及姿态,通过击球点。实现算法上连接视觉感知单元和机械臂控制上的最终接口,并在仿真和实际乒乓球击球演示中验证了算法的有效性。