[发明专利]一种基于机器视觉的乒乓球拾取移动机器人及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的乒乓球拾取移动机器人及控制方法，公开移动机器人包括视觉检测模块，用于采集周围环境图像和待拾取乒乓球图像；数据处理模块，用于对获取图像中的乒乓球进行检测确定乒乓球图像坐标；根据目标球图像坐标确定移动平台运动的角度和速度；将待拾取乒乓球坐标发送给机械手臂控制模块；移动平台控制模块，用于对移动平台的定位与运动环境的建图并进行路径规划，使移动平台向目标物靠近；机械手臂控制模块，用于进行拾球动作，并将球放置在储球模块中；电源模块，用于供电；储球模块，用于储存拾取的乒乓球。能够实现拾取装置结构简单，平台轻巧，占用空间小，自动化程度高，并提高乒乓球识别率，提升拾取准确率和效率。

技术领域

本发明涉及到机器人技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的乒乓球拾取移动机器人及控制方法。

背景技术

我国作为体育大国，对体育机器人的需求十分迫切,特别是乒乓球作为我们的国球,技术在世界上处于领先地位。近几年来，国乒运动员们更是为中国的体育事业增添了光彩，在各种竞赛中所向披靡，而在乒乓球室里，训练或者比赛的时候，地面上通常会有很多乒乓球都需要拾取，人工拾球，效率低。对于运动员来说，在高强度的训练中，拾取乒乓球的过程费时费力，浪费了宝贵的训练时间。

为了解决以上问题，出现了很多拾取乒乓球的装置：

专利CN201010559169.2乒乓球拾取车装置，包括带有滚轮的车体，车体的后部设置有把手，车体的上端设置有翻盖，车体内设有空腔，车体的底部设置相互平行的弹性带。该装置未实现机电一体化，需要人工协助完成拾取与收集的动作，而且占地面积大。

专利CN201220718628.1一种乒乓球拾取具的制作方法，包括一根长杆，长杆的长度为80-120cm，只能够将乒乓球一个一个的进行收集，同时还需要人工协助将拾取装置对准乒乓球，使用起来非常不便捷，效率低下，必须通过压紧的方式人工拿取乒乓球，如果力度过大会导致乒乓球损坏，造成不必要的损失。

专利CN201420057233.0一种多用乒乓球拾取架装置，包括柱状拾取圆通、拾取罩、拾取门，单向限位阀门、限位块和衣架连接杆等。该装置结构复杂，制作成本高，需要人工的操作，无法实现自动化的操作。

专利CN201620338456.3一种简易乒乓球拾取器装置，该装置也需要人工操作，自动化程度不高。而且，该装置利用气流压强的不同通过管道收集乒乓球，当气压和压强有变化时，容易使球卡在管道里，完成不了拾取乒乓球的动作。

专利CN201610334157.7一种乒乓球捡拾机器人，其利用乒乓球质量较轻的特点，采用风扇将乒乓球吹动收集的结构，但是它在收集乒乓球时可能会将一些比乒乓球质量轻的杂物和垃圾收集进去，例如地上的纸屑，灰层等，带来了额外的分拣任务；使用红外感应装置通过红外线反射原理感应乒乓球的位置，由于乒乓球体积小，确定乒乓球位置时，红外感应装置需要精确的向乒乓球发射一束红外线，否则会影响乒乓球的拾取，造成误捡和漏检，且该拾取机器人只适合对静止的乒乓球拾取，在外界有干扰的情况下无法精确的抓取。

专利CN201721446774.2一种乒乓球自动拾取装置，该设计包括吸嘴、电源按钮、把手、喉管、机体等，当拾取乒乓球时，需要人工将吸嘴对准乒乓球，按下把手上的电源按钮，将乒乓球吸入装置内，该装置结构比较复杂，需要人工的参与操作，自动化程度不高。

针对目前一些拾取乒乓球的装置存在结构复杂、占地面积大、自动化程度低、拾球效率低、误捡、漏检和只适合静态拾取等这些问题，而且，现有的拾取乒乓球装置绝大多数使用物理方法和机械化方法实现，自动化、智能化程度较低。因此如何能够实现拾取装置结构简单，平台轻巧，占用空间小，自动化程度高，并提高乒乓球识别率，提升拾取准确率和效率，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容