[发明专利]网球捡球机运行轨迹控制与超声波寻球系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网球捡球机，特别是涉及一种智能网球捡球机运行轨迹控制与超声波寻球系统及方法。

背景技术

过去，在大型网球比赛中或平时的网球训练中捡球工作大多有人力完成。为了方便捡球，目前市场上出现了一类手推式网球捡球车。此类捡球车为半自动式，需要操作人员把网球捡球车推到网球附近，然后由捡球车的捡球机构完成捡球动作。此类捡球机相对纯粹的人工捡球在效率上有一定的提高。

目前，手推式网球捡球车的不足之处如下：

a.体积大且重，相对于智能化捡球机比较笨拙。既浪费空间，又影响训练人员打球(在它捡球的过程中运动员不方便打球)。

b.需要人工操作，相对于智能化捡球机浪费了不必要的时间与体力。如若配置专门的捡球人员则浪费了人力资源。

c.只适用于地上球较多的情况，但是地上球多会影响运动员打球。地上球少时则没有必要用上述捡球车。因此，它的适用环境较局限。

d.未实现捡球过程的完全自动化、智能化。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种网球捡球机运行轨迹控制与超声波寻球系统及方法，其通过提供一个智能、完全自动化的网球捡球机，节省网球训练中捡球的时间与体力，实现捡球过程的高效、智能化，给网球运动爱好者提供更多便捷，提高网球训练的效率。

为达上述及其它目的，本发明提出一种网球捡球机运行轨迹控制与超声波寻球系统，包括：

中央处理器，接收视觉系统的红外线循迹传感器的测量数据，并根据相关数据向驱动系统发出运动指令；

视觉系统，包括红外线循迹传感器及超声波测距传感器，利用红外线循迹传感器追踪网球场的白线及底色对捡球机循迹，并利用超声波测距传感器检测网球场上是否有掉落的网球及测量捡球机与网球的距离；

驱动系统，实现捡球机的行走过程的变速与转弯。

进一步地，所述视觉系统至少包括四个红外线循迹传感器和三个超声波测距传感器，红外线循迹传感器安装在所述捡球机的前面底盘下方，中间两个红外线循迹传感器用来追踪网球场上的白线，两侧两个红外线循迹传感器用来追踪网球场的深色底色，一个超声波测距传感器安装在所述捡球机正前方中间的位置，当捡球机离开基本路线后，用来测量捡球机与网球的距离，另两个超声波测距传感器安装在捡球机的两侧，当所述捡球机沿基本路线行走时，用来检测网球场上是否有掉落的网球。

进一步地，所述超声波测距传感器的安装高度低于网球直径。

进一步地，所述基本路线为网球场边沿的白色界线。

为达到上述目的，本发明还提供一种网球捡球机运行轨迹控制与超声波寻球方法，包括如下步骤：

步骤一，中央处理器根据红外线循迹传感器的检测结果向驱动系统发运动指令，控制驱动系统，使捡球机沿基本路线行走；

步骤二，位于捡球机两侧的超声波测距传感器检测网球场内外是否有掉落的物体；

步骤三，若检测到网球场上有掉落的物体，中央处理器向驱动系统发出指令控制捡球机向左或向右旋转若干角度后走向物体；

步骤四，在走向物体的过程中，位于捡球机前方的超声波测距传感器实时探测目标是否始终在其正前方，并以此来修正前进路线。

进一步地，步骤一中，首先设定捡球机逆时针或顺时针沿基本路线行走，捡球机把红外线循迹传感器的检测结果输送给中央处理器，中央处理器经处理后给驱动系统发出相应的行走指令，使捡球机追踪白线，沿着基本路线行走。

进一步地，在行走过程中，当捡球机前方的四个红外线循迹传感器中间两个检测到白色，两侧两个检测到深色时，捡球机的行走方向正确，此时全速前进；当左边两个红外线循迹传感器检测到白色，右边两个红外线循迹传感器检测到深色时，表示捡球机的行走方向向右跑偏，此时捡球机向左转；当右边两个红外线循迹传感器检测到白色，左边两个红外线循迹传感器检测到深色时，表示捡球机的行走方向向左跑偏，此时捡球机向右转；当四个红外线循迹传感器全部检测到深色时，说明捡球机走出网球场，此时捡球机向左转。

进一步地，于步骤三中，若位于捡球机两侧的超声波测距传感器检测到网球场上有掉落的物体，则捡球机向右旋转90度后走向物体。

进一步地，于步骤四中，当超声波测距传感器测到网球时，捡球机向前运动，当超声波测距传感器检测不到网球时，捡球机先左转若干角度，再向右转若干角度，在转动过程中，只要超声传感器检测到网球即停止转动，并走向网球。

进一步地，中央处理器利用电子罗盘读取捡球机行走过程中自身的行走方向。