本發(fā)明涉及一種用于網(wǎng)球、乒乓球等場(chǎng)館的智能撿球機(jī)器人，特別是一種雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人的工作方式。

背景技術(shù)：

乒乓球、網(wǎng)球場(chǎng)館的撿球工作是一項(xiàng)繁重的體力勞動(dòng)，人工撿球費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且效率不高。近年來(lái)，人們不斷嘗試用智能機(jī)器人代替人工來(lái)從事此項(xiàng)工作。

目前，已經(jīng)授權(quán)的專利基于視覺(jué)識(shí)別和多傳感器數(shù)據(jù)融合的智能撿球系統(tǒng)(專利號(hào)：zl201310294170.0)具備視覺(jué)識(shí)別球體和撿取球體的能力，但是該系統(tǒng)只有正前方的一個(gè)攝像頭采集圖像，攝像頭視野有限，無(wú)法做到大范圍搜索和識(shí)別球體。因此，研發(fā)一種基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)大搜索范圍、提高撿球效率是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人，以解決現(xiàn)有的機(jī)器人系統(tǒng)只有正前方的一個(gè)攝像頭采集圖像，攝像頭視野有限，無(wú)法做到大范圍搜索和識(shí)別球體的問(wèn)題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人的工作方式，其特征在于：該機(jī)器人由由雙目視覺(jué)系統(tǒng)、環(huán)境感知系統(tǒng)、撿球系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成；

雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人可以在自主識(shí)別模式下工作；

通過(guò)位于雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人頂部的第一攝像頭、第二攝像頭采集圖像信息，并將采集到的圖像信息發(fā)送到控制系統(tǒng)進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得待撿取球體的坐標(biāo)信息，控制系統(tǒng)依據(jù)待撿球體的坐標(biāo)信息控制第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第三舵機(jī)、第四舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人向球體方向運(yùn)動(dòng)以便于撿取球體；位于雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人車體對(duì)角線上的第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器、第四紅外傳感器對(duì)周圍障礙物進(jìn)行感知，將采集到的障礙物信息發(fā)送到控制系統(tǒng)進(jìn)行處理，控制系統(tǒng)將依據(jù)障礙物信息控制第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第三舵機(jī)、第四舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人避開障礙物。

作為優(yōu)化，雙目視覺(jué)系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括第一攝像頭、第二攝像頭，其中，第一攝像頭、第二攝像頭位于雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人頂部，并與機(jī)器人對(duì)稱面的夾角均為30度。

作為優(yōu)化，環(huán)境感知系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器、第四紅外傳感器，其中，第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器、第四紅外傳感器分別位于機(jī)器人對(duì)角線的四個(gè)方向上。

作為優(yōu)化，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括第一輪胎、第二輪胎、第三輪胎、第四輪胎、第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第三舵機(jī)、第四舵機(jī)，其中，第一舵機(jī)控制第一輪胎、第二舵機(jī)控制第二輪胎、第三舵機(jī)控制第三輪胎、第四舵機(jī)控制第四輪胎；第一輪胎、第二輪胎、第三輪胎、第四輪胎與雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人對(duì)稱面夾角均為0度。

作為優(yōu)化，控制系統(tǒng)包括mcu、第一usb、第二usb、電源模塊，其中，電源模塊提供mcu、第一usb、第二usb工作所需電源；所述mcu采用armcortex-a9處理器。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比：

雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人采用雙目視覺(jué)技術(shù)擴(kuò)大了機(jī)器人觀察球場(chǎng)的視野，提高了機(jī)器人的撿球效率；機(jī)器人的雙目視覺(jué)系統(tǒng)采用成角度的布局方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，識(shí)別視野較廣；采用armcortex-a9作為控制系統(tǒng)的處理器，運(yùn)算速度快，并且運(yùn)算穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖；

圖3是機(jī)器人底層截面圖；

圖4是機(jī)器人前視圖；

圖5是控制電路結(jié)構(gòu)圖；

圖6是自主識(shí)別模式程序流程圖。

圖中各標(biāo)號(hào)表示：

1雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人

1-1第一攝像頭1-2第二攝像頭

1-3控制系統(tǒng)1-4撿球葉輪

1-5第一紅外傳感器1-6第二紅外傳感器

1-7第三紅外傳感器1-8第四紅外傳感器

1-9第一輪胎1-10第二輪胎

1-11第三輪胎1-12第四輪胎

1-13擋球板1-14阻球板

1-15球體1-16儲(chǔ)球盒

1-17第一舵機(jī)1-18第二舵機(jī)

1-19第三舵機(jī)1-20第四舵機(jī)

1-21第五舵機(jī)1-22mcu

1-23第一usb1-24第二usb

1-25電源模塊

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)具體闡述本發(fā)明：

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1由雙目視覺(jué)系統(tǒng)、環(huán)境感知系統(tǒng)、撿球系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)1-3組成。

如圖2、圖3、圖4所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1的雙目視覺(jué)系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括第一攝像頭1-1、第二攝像頭1-2，其特點(diǎn)是：第一攝像頭1-1、第二攝像頭1-2位于雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1頂部，并與機(jī)器人對(duì)稱面的夾角均為30度。

如圖3所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1的環(huán)境感知系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括第一紅外傳感器1-5、第二紅外傳感器1-6、第三紅外傳感器1-7、第四紅外傳感器1-8，其特點(diǎn)是：第一紅外傳感器1-5、第二紅外傳感器1-6、第三紅外傳感器1-7、第四紅外傳感器1-8分別位于機(jī)器人對(duì)角線的四個(gè)方向上。

如圖2、圖3、圖4所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1撿球系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括撿球葉輪1-4、擋球板1-13、阻球板1-14、第五舵機(jī)1-21、儲(chǔ)球盒1-16，其特點(diǎn)是：第五舵機(jī)1-21控制撿球葉輪1-4在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中將球體1-15卷起，在擋球板1-13上滾動(dòng)經(jīng)阻球板1-14滑落到儲(chǔ)球盒1-16中。

如圖3所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)，其包括第一輪胎1-9、第二輪胎1-10、第三輪胎1-11、第四輪胎1-12、第一舵機(jī)1-17、第二舵機(jī)1-18、第三舵機(jī)1-19、第四舵機(jī)1-20，其特點(diǎn)是：第一舵機(jī)1-17控制第一輪胎1-9、第二舵機(jī)1-18控制第二輪胎1-10、第三舵機(jī)1-19控制第三輪胎1-11、第四舵機(jī)1-20控制第四輪胎1-12，第一輪胎1-9、第二輪胎1-10、第三輪胎1-11、第四輪胎1-12與雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1對(duì)稱面夾角均為0度。

如圖5所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1的控制系統(tǒng)1-3控制系統(tǒng)(1-3)包括mcu1-22、第一usb1-23、第二usb1-24、電源模塊1-25，其中，電源模塊1-25提供mcu1-22、第一usb1-23、第二usb1-24工作所需電源；所述mcu1-22采用armcortex-a9處理器。

如圖6所示，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1自主識(shí)別模式程序流程圖，雙目視覺(jué)自動(dòng)撿球機(jī)器人1開機(jī)啟動(dòng)后環(huán)境感知系統(tǒng)首先開始工作，四個(gè)紅外傳感器開始采集周圍障礙物信息，如有障礙物，先進(jìn)行避障處理，然后，第一攝像頭1-1、第二攝像頭1-2分別采集并處理圖像信息，從兩個(gè)攝像頭采集的球體中選擇最近的球體進(jìn)行撿取，完成一次撿球，接著，按照預(yù)設(shè)程序繼續(xù)執(zhí)行并循環(huán)往復(fù)。

本發(fā)明的具體撿球過(guò)程為：

在自主識(shí)別模式工作時(shí)：通過(guò)位于基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人1頂部的第一攝像頭1-1、第二攝像頭1-2采集圖像信息，并將采集到的圖像信息發(fā)送到mcu1-22進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得待撿取球體的坐標(biāo)信息，mcu1-22依據(jù)待撿球體的坐標(biāo)信息控制第一舵機(jī)1-17、第二舵機(jī)1-18、第三舵機(jī)1-19、第四舵機(jī)1-20轉(zhuǎn)動(dòng)，使得基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人1向球體方向運(yùn)動(dòng)以便于撿取球體，位于基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人1車體對(duì)角線上的第一紅外傳感器1-5、第二紅外傳感器1-6、第三紅外傳感器1-7、第四紅外傳感器1-8對(duì)周圍障礙物進(jìn)行感知，將采集到的障礙物信息發(fā)送到mcu1-22進(jìn)行處理，mcu1-22將依據(jù)障礙物信息控制第一舵機(jī)1-17、第二舵機(jī)1-18、第三舵機(jī)1-19、第四舵機(jī)1-20轉(zhuǎn)動(dòng)，使得基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人1避開障礙物。具體撿球路徑為：基于雙目視覺(jué)的雙模智能撿球機(jī)器人1開機(jī)啟動(dòng)后，環(huán)境感知系統(tǒng)首先開始工作，四個(gè)紅外傳感器開始采集周圍障礙物信息，如有障礙物，先進(jìn)行避障處理，然后，第一攝像頭1-1、第二攝像頭1-2分別采集并處理圖像信息，從兩個(gè)攝像頭采集的球體中選擇最近的球體進(jìn)行撿取，完成一次撿球，按照預(yù)設(shè)程序繼續(xù)執(zhí)行并循環(huán)往復(fù)。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明其中的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解成為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。