一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人，包括底板，底板上分别安装有集成线路板和树莓派，上层板的中央设置有拾球筒，拾球筒的两侧均固定有齿条，支撑板上安装有齿轮，齿轮的一侧设置有第一电机，激光雷达远离拾球筒的一侧安装有摄像头，拾球筒的底端内侧设置有弹性绳，底板的底部安装有轮胎，轮胎的内侧设置有第二电机。本实用新型专利技术是一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人，通过激光雷达和摄像头可以捕捉乒乓球的运动轨迹，方便捡球和球的回收，树莓派将指令传递给集成线路板，通过集成线路板控制轮胎转动，从而带动该机器人移动至指定位置，树莓派控制第一电机运转，第一电机带动拾球筒升降，将球捡拾至筒内。拾至筒内。拾至筒内。

An intelligent table tennis picking robot based on machine vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人


[0001]本技术涉及机器人
，特别涉及一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人。

技术介绍

[0002]现有的乒乓球捡拾器多为简单机械，需要人工进行捡拾，还有利用机械臂捡球，结构复杂。一些半自动的拾取机器人不能做到全自动拾取，也一定程度上浪费资源。申请号为201410109219.5的专利技术专利，其通过在抽吸管后段设有抽吸舱，将球吸入舱内，但该装置不能自动在乒乓球馆中巡航并发现球体，无法实现自动捡球。申请号为201510229859.4的专利技术专利，该捡球系统通过中央处理器接收红外测距传感器的测量数据，并根据相关数据向驱动系统发出运动指令；然后通过驱动系统，在中央处理单元的驱动下实现捡球机的行走过程的变速与转弯。而其捡球装置，由二自由度机械臂和舵机驱动电路组成，采用二自由度机械臂完成夹球、运球和放球动作。该装置能够实现自动化捡球，但其机械臂适用于网球，针对乒乓球的捡球效果不佳，容易导致乒乓球因为压力而凹陷。现有的机械臂不仅结构复杂，而且成本高，一些简单的机械就需要人力支撑，并且机械臂十分容易让乒乓球产生形变，现有的一些捡球机器人无法实现自动巡航，故而提出一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案：
[0005]本技术一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人，包括底板，所述底板的边侧依次固定有支撑杆，所述支撑杆的顶部固定有上层板，所述底板上分别安装有集成线路板和树莓派，所述上层板的中央设置有拾球筒，且拾球筒贯穿于上层板延伸至底板的底部，所述拾球筒的两侧均固定有齿条，所述齿条的一侧设置有支撑板，所述支撑板上安装有齿轮，所述齿轮的一侧设置有第一电机，所述上层板的顶部分别安装有第一电源、第二电源和激光雷达，所述激光雷达远离拾球筒的一侧安装有摄像头，且摄像头位于上层板上，所述拾球筒的底端内侧设置有弹性绳，且弹性绳对称分布于拾球筒中轴线的两侧，所述底板的底部安装有轮胎，且呈矩形阵列分布，所述轮胎的内侧设置有第二电机。
[0006]作为本技术的一种优选技术方案，所述齿轮与齿条相互啮合，所述齿轮与第一电机的传动轴传动连接，所述第一电机与树莓派电性连接。
[0007]作为本技术的一种优选技术方案，所述树莓派与第一电源电性连接，所述集成线路板、激光雷达和摄像头均与树莓派电性连接。
[0008]作为本技术的一种优选技术方案，所述第二电源和集成线路板均与第二电机电性连接，所述第二电机的传动轴与轮胎传动连接。
[0009]作为本技术的一种优选技术方案，所述拾球筒的横截面呈圆形，且拾球筒的内径与乒乓球的直径大小一致。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0011]本技术是一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人，可以有效解决乒乓球的捡拾问题，通过激光雷达和摄像头可以捕捉乒乓球的运动轨迹，方便捡球和球的回收，提高了乒乓球运动员的训练效率，减轻打球人员频繁弯腰所造成的身体负担，树莓派将指令传递给集成线路板，通过集成线路板控制轮胎转动，从而带动该机器人移动至指定位置，树莓派控制第一电机运转，第一电机带动拾球筒升降，将球捡拾至筒内，该机器人识别准确、误差小，工作效率高，并且设计合理，精致小巧，占用空间小，适合进行推广。
附图说明
[0012]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0013]图1是本技术的整体结构示意图；
[0014]图2是本技术的拾球筒俯视图；
[0015]图3是本技术的识别流程图；
[0016]图4是本技术的基本运行流程图；
[0017]图中：1、底板；2、支撑杆；3、上层板；4、集成线路板；5、树莓派；6、拾球筒；7、第一电源；8、第二电源；9、激光雷达；10、摄像头；11、弹性绳；12、齿条；13、支撑板；14、齿轮；15、第一电机；16、轮胎；17、第二电机。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
[0019]实施例1
[0020]如图1
‑
4所示，本技术提供一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人，包括底板1，底板1的边侧依次固定有支撑杆2，支撑杆2的顶部固定有上层板3，底板1上分别安装有集成线路板4和树莓派5，上层板3的中央设置有拾球筒6，且拾球筒6贯穿于上层板3延伸至底板1的底部，拾球筒6的两侧均固定有齿条12，齿条12的一侧设置有支撑板13，支撑板13上安装有齿轮14，齿轮14的一侧设置有第一电机15，上层板3的顶部分别安装有第一电源7、第二电源8和激光雷达9，激光雷达9远离拾球筒6的一侧安装有摄像头10，且摄像头10位于上层板3上，拾球筒6的底端内侧设置有弹性绳11，且弹性绳11对称分布于拾球筒6中轴线的两侧，底板1的底部安装有轮胎16，且呈矩形阵列分布，轮胎16的内侧设置有第二电机17。
[0021]进一步的，齿轮14与齿条12相互啮合，齿轮14与第一电机15的传动轴传动连接，第一电机15与树莓派5电性连接，树莓派5将指令传递给第一电机15，第一电机15开始工作，并带动齿轮14进行旋转，从而控制拾球筒6的升降。
[0022]树莓派5与第一电源7电性连接，集成线路板4、激光雷达9和摄像头10均与树莓派5电性连接，第一电源7为树莓派5提供电能支持，树莓派5控制集成线路板4、激光雷达9和摄像头10的运行。
[0023]第二电源8和集成线路板4均与第二电机17电性连接，第二电机17的传动轴与轮胎16传动连接，第二电源8为第二电机17补足电压，使其能够正常运行，集成线路板4控制第二电机17运转，并且集成线路板4内包括蓝牙模块，通过蓝牙传输远程控制该机器人，使得该机器人就算单独打开第二电源8也可以正常工作，第二电机17带动轮胎16转动，从而使得该机器人向指定路线移动。
[0024]拾球筒6的横截面呈圆形，且拾球筒6的内径与乒乓球的直径大小一致，拾球筒6下降至与地面触碰，乒乓球进入拾球筒6的内侧并位于弹性绳11的顶部，由于弹性绳11的原因，使得乒乓球不会掉出拾球筒6外。
[0025]具体的，使用过程中，选用底板1上的树莓派5作为上位机，底板1上的集成线路板4作为下位机，使用ROS机器人操作系统进行控制，利用OpenCV进行视觉处理，视觉处理主要依靠OpenCV的HSV颜色空间进行颜色识别和运用霍夫圆变换定律进行形状的摄取和判断，通过上层板3上的摄像头10进行识别图形处理，配合激光雷达9进行识别球所处位置，判断后进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的智能乒乓球捡拾机器人，包括底板(1)，其特征在于，所述底板(1)的边侧依次固定有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)的顶部固定有上层板(3)，所述底板(1)上分别安装有集成线路板(4)和树莓派(5)，所述上层板(3)的中央设置有拾球筒(6)，且拾球筒(6)贯穿于上层板(3)延伸至底板(1)的底部，所述拾球筒(6)的两侧均固定有齿条(12)，所述齿条(12)的一侧设置有支撑板(13)，所述支撑板(13)上安装有齿轮(14)，所述齿轮(14)的一侧设置有第一电机(15)，所述上层板(3)的顶部分别安装有第一电源(7)、第二电源(8)和激光雷达(9)，所述激光雷达(9)远离拾球筒(6)的一侧安装有摄像头(10)，且摄像头(10)位于上层板(3)上，所述拾球筒(6)的底端内侧设置有弹性绳(11)，且弹性绳(11)对称分布于拾球筒(6)中轴线的两侧，所述底板(1)的底部安装有轮胎(16)，且呈矩形阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子威，汤中辉，沈研，汪勋，
申请(专利权)人：王子威，
类型：新型
国别省市：