[发明专利]智能捡球机器人系统及其捡球方法

说明书

技术领域

 本发明涉及网球、乒乓球等场馆的用于捡球的机器人。

背景技术

  乒乓球、网球场馆的捡球工作是一项繁重的体力劳动，人工捡球费时费力，且效率不高。近年来，人们不断尝试用智能机器人代替人工来从事此项工作。目前，已提出专利申请的双模智能捡球机器人控制系统（申请号：CN201310155091.1）利用两种工作模式相互结合的特点解决了捡取乒乓球、网球的问题。但其捡球效率较低，智能性较差，且不具备对所捡取的球体个数信息进行本地显示和远程显示的功能。因此，研发一种基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球机器人系统来提高捡球效率、提升智能性、实现捡球计数是十分必要的。

发明内容

  本发明的目的是提供一种智能捡球机器人系统及其捡球方法。

 本发明是智能捡球机器人系统及其捡球方法，智能捡球机器人系统，由基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球机器人1、无线通讯网络2、上位机数据显示界面3组成；基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球机器人1由图像采集系统、避障系统、动力系统、捡球计数系统、信息处理系统组成，智能捡球机器人1的图像采集系统包括摄像头1-42、第八舵机1-27、舵机动力轴1-43、舵机支撑轴1-44，其中：第八舵机1-27控制摄像头1-42分别在0度、45度、90度三个位置采集图像信息；避障系统包括第一红外传感器1-8、第二红外传感器1-21、第三红外传感器1-22、第四红外传感器1-9、第五红外传感器1-11、第六红外传感器1-18、第七红外传感器1-20、第五舵机1-10、第六舵机1-17、第七舵机1-19，其中：第一红外传感器1-8、第二红外传感器1-21、第三红外传感器1-22、第四红外传感器1-9为4个固定位置的传感器；第五舵机1-10控制第五红外传感器1-11、第六舵机1-17控制第六红外传感器1-18、第七舵机1-19控制第七红外传感器1-20组成3组能成角度摆动的、检测前方、左方和右方的障碍物的传感器；动力系统包括第一舵机1-25、第二舵机1-30、第三舵机1-29、第四舵机1-26、第一全向轮1-15、第二全向轮1-23、第三全向轮1-24、第四全向轮1-16，其中：第一舵机1-25控制第一全向轮1-15、第二舵机1-30控制第二全向轮1-23、第三舵机1-29控制第三全向轮1-24、第四舵机1-26控制第四全向轮1-16组成4组动力装置；第一全向轮1-15、第二全向轮1-23、第三全向轮1-24、第四全向轮1-16与智能捡球机器人1的对称面的夹角均为60度；捡球计数系统包括第一护球板1-39、第二护球板1-40、捡球叶轮1-13、第九舵机1-28、挡球板1-12、阻球板1-4、红外计数传感器1-5、储球盒1-7，其中：第一护球板1-39与第二护球板1-40保证球体1-14顺利进入捡球机构；第九舵机1-28、捡球叶轮1-13、挡球板1-12组成捡球计数系统的捡球机构，第九舵机1-28控制捡球叶轮1-13将球体1-14捡起；红外计数传感器1-5、阻球板1-4组成捡球计数系统的计数机构；信息处理系统包括动作控制中心1-1、计数控制中心1-2；动作控制中心1-1由第一电源模块1-54、第一MCU1-48、RS232 1-59、第三MCU 1-49、NOR FLASH 16M 1-55、NADN FLASH 128M 1-56、SDRAM 16M 1-57组成；计数控制中心1-2由第二电源模块1-51、第二MCU1-50组成；动作控制中心1-1处理来自第一红外传感器1-8、第二红外传感器1-21、第三红外传感器1-22、第四红外传感器1-9、第五红外传感器1-11、第六红外传感器1-18、第七红外传感器1-20探测到的障碍物信息和摄像头1-42采集到的图像信息，并控制第一舵机1-25、第二舵机1-30、第三舵机1-29、第四舵机1-26、第五舵机1-10、第六舵机1-17、第七舵机1-19、第八舵机1-27、第九舵机1-28协调动作，避障和智能捡球；计数控制中心1-2处理来自红外计数传感器1-5采集的球体数量信息，将实时数据显示到液晶显示器1-6，并经过无线通讯网络3将实时数据同步传送至上位机显示界面2，实时监控球体数量。

智能捡球机器人的捡球方法，其步骤为：

A：避障系统启动， 4个固定位置的红外传感器和3组能成角度摆动的红外传感器同时动作，扫描前方，或者左方，或者右方，或者斜后方的270度范围内的障碍物，优先避障；