[实用新型]基于自动图像处理的智能捡球机器车

说明书

本专利公开了基于自动图像处理的智能捡球机器车，包括车体、车体前部的捡球机械臂、车轮，还包括分别与树莓派主板电性连接的驱动扩展板、超声波装置、红外传感器、摄像头、电池，所述驱动扩展板连接电机驱动装置，分别控制驱动所述捡球机械臂和车轮，所述树莓派主板的处理器通过调用所述OpenCV图像库，进行智能计算识别摄像头采集到的图像，控制车体移动和捡球机械臂运动抓取小球，并通过超声波装置测量车体与目标物体之间的距离，控制车体移动和自动识别小球位置和障碍物，灵活移动抓取乒乓球或网球，代替人工完成捡球工作，结构简单成本低，适合大型运动场所使用。

技术领域

本专利涉及一种智能捡球的机器人。

背景技术

目前市面上有很多智能机器人已经应用到我们的日常生活中，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，比如乒乓球、网球等，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，重达50多斤很难在室内工作，也大大降低了它的灵活度，显得较为笨重；而且，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。

树莓派主板做为微型计算机相比于传统计算机，树莓派只是缺少了显示屏幕和键盘，被广泛用于图像，文字处理。树莓派3B+主板拥有强大的处理器可以对摄像头采集到的图像进行实时处理，完成采集和识别，USB端口可以方便地连接LINUX免驱摄像头，具有独立的40个GPIO引脚，可以在完成图像处理的同时输出电机、机械臂的控制信号，HDMI接口可以接入显示器方便图像显示，具有4个USB接口和以太无线网卡。树莓派可以运行Python语言进行编译，其内置了Python-GPIO函数库，在利用GPIO引脚输出控制信号时并不需要独立编写底层的IO控制驱动，可以直接使用Python-GPIO函数库驱动GPIO。树莓派运算速度快，价格低，是一种很好的控制平台。

发明内容

本专利提供的基于自动图像处理的智能捡球机器车，可自动识别小球位置和障碍物，灵活移动抓取小球，代替人工完成捡球工作，结构简单成本低，适合大型运动场所使用。

基于自动图像处理的智能捡球机器车，包括车体、车体前部的捡球机械臂、车轮，还包括分别与树莓派主板电性连接的驱动扩展板、超声波装置、红外传感器、摄像头、电池，所述驱动扩展板连接电机驱动装置，分别控制驱动所述捡球机械臂和车轮，所述树莓派主板的存储器中设置有图像库，通过智能识别所述摄像头采集到的图像，并通过超声波装置测量车体与目标物体之间的距离，控制车辆移动和捡球机械臂运动抓取小球。

进一步，所述树莓派主板为树莓派3B+主板，设置在车体中，通过第一GPIO接口连接驱动扩展板，第二GPIO接口连接超声波装置，第三GPIO接口连接红外传感器，USB接口连接摄像头。

进一步，所述树莓派主板的存储器中设置有OpenCV图像库，所述树莓派主板的处理器通过调用所述OpenCV图像库，进行智能计算识别，控制车体移动和捡球机械臂运动抓取小球。所述树莓派主板设置有以太网卡，通过WIFI接口连接手机传输信号。

进一步，所述电机驱动装置包括传动电机、转向电机、捡球机械臂运动电机，所述传动电机、转向电机分别控制小车移动和转向；所述捡球机械臂运动电机通过传动器连接捡球机械臂，控制夹取球体。

本专利基于自动图像处理的智能捡球机器车带来如下优点：

1.智能捡球机器车融合了自动化技术和图像识别技术，运用图像处理技术以树莓派主板作为核心平台，完成图像处理的同时也能对机器人的行动进行控制，系统结构简单。以树莓派为平台，OpenCV为图像处理工具，简化了图像处理过程，提高了识别率。该机器人机械结构简单，灵活性高，机动性强，便于携带，易维修，成本低，可自主对乒乓球、网球完成识别与抓取。也可利用手机控制机器人的移动，最大程度地适应真实环境。