[发明专利]一种自动捡球机器人系统及控制方法

说明书

本发明提出一种自动捡球机器人系统及控制方法，包括控制器模块、摄像机标定模块、图像处理模块、舵机驱动模块；所述控制器模块作为本发系统的核心，对其他模块相连并发送消息进行控制；所述摄像机标定模块用于对摄像机的内外参数的标定；所述图像处理模块对图像进行色彩空间变化、小球区域定位、障碍物区域计算等操作，并计算出机械手捕捉小球所需角度及位置并传输至舵机驱动控制模块；所述舵机驱动模块用于根据角度和位置驱动舵机从而带动机械手进行小球捕捉。本发明利用摄像机捕捉小球图像，再使用图像处理方法定位小球区域，计算出机械手捕捉小球所需角度及位置，实现小球的识别和自动捕捉。

技术领域

本发明涉及机器人系统及控制方法，具体涉及一种自动捡球机器人系统及控制方法。

背景技术

随着社会科技文明的不断发展，智能化逐渐走进人们日常生活中，由于人们惰性带来的一系列身体问题逐渐引起人们对体育运动的重视。如果能将体育运动中一些服务性的工作交给机器人来完成，那么体育运动就达到了一种自动化加娱乐性双重效果了。近年来，随着移动机器人的迅速发展，现今的各种球类设施中，发球机鳞次栉比，然而智能捡球机却比较少，市场上尽管有捡球机，但它们普遍有一些明显的缺点。首先需人为操控；其次目前市场上的捡球机体积较为庞大，无法在室内工作，也大大降低了它的灵活度，显得较为笨重；最后，当前的捡球机一般造价较为昂贵，维护和保养成本较高，只适合大型运动场所使用，其目标群体较小，不适合大众消费。

专利“自动捡球机器人，申请号CN201410857983.0”公开一种自动捡球机器人，包括有机体、设于有机体上的收取装置及回收装置，收取装置与回收装置之间通过传送装置衔接，机体上设有车轮、万向轮及传动件驱动机构。该发明专利无需人工操作，节省了运动员在训练或比赛时因捡球而浪费的体力。

专利“球场捡球机器人，申请号CN201410337246.8”公开一种球场捡球机器人，包括信息采集模块、执行模块、控制模块。该发明所述的捡球机器人使用不受场地建设的影响，体积小，造价便宜，可以在不用人监督的情况完成目标任务，能够节省人力。

上述发明专利中，捡球机器人体积较大，灵活度低，且对方向控制、速度控制方面不完善，再者机器人缺乏最佳的路径规划路线和避障方法。

发明内容

本发明目的在于解决现有的捡球机器人体积较大，灵活性低的问题，提供一种自动捡球机器人系统及方法，通过对其周围环境中的目标球信息的获取，以及排除周围环境的图像干扰，然后对各传感器数据进行融合分析处理，由控制器规划好路径，继而发出各项指令，以完成机器人自动识别小球、收集小球的一系列动作指令。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种自动捡球机器人系统包括控制器模块、摄像机标定模块、图像处理模块、舵机驱动模块。其中：

所述控制器模块作为本发系统的核心，对其他模块相连并发送消息进行控制，以完成机器人自动识别小球、路径规划、收集小球的一系列动作指令。

所述摄像机标定模块包括摄像机，用于对所述摄像机的内外参数的标定。

所述图像处理模块使用所述摄像机获取机器人周围环境信息并对图像进行色彩空间变化、小球区域定位、障碍物区域计算等操作，并计算出机械手捕捉小球所需角度及位置并传输至舵机驱动控制模块；

所述舵机驱动模块包括机械手、舵机，用于根据角度和位置驱动舵机从而带动机械手进行小球捕捉。

一种自动捡球机器人控制方法具体包括以下步骤：

S1，对摄像机进行内外参数的标定；

S2，图像进行处理，包括图像二值化、膨胀腐蚀、小球区域定位操作，并计算出机械手捕捉小球所需角度及位置；

S3，根据角度和位置驱动舵机从而带动机械手进行小球捕捉。