一种基于图像识别的智能捡球小车及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的智能捡球小车及其使用方法，属于图像处理智能工作设备装置技术领域；它包括移动平台；在移动平台的底部安装有滚轮组；滚轮组由电机进行驱动；在移动平台的顶部还安装舵机；舵机可通过连接件带动拾捡功能盒运动；在移动平台上还设置有摄像头；摄像头、电机和舵机均通过导线与主控制器电连接，且均由内置电源进行供电；本装置工作效率高、成本低、省事省力、节能环保，便于进行推广使用。进行推广使用。进行推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的智能捡球小车及其使用方法


[0001]本专利技术涉及图像处理智能工作设备装置
，具体涉及一种基于图像识别的智能捡球小车及其使用方法。

技术介绍

[0002]在乒乓球发球训练中，运动员需要与发球机进行对打训练。每次训练完，运动员需要收拾地上散落的乒乓球，这是个十分费时、费力的过程。再加上乒乓球质地轻巧，落地后会随地弹落，捡拾比较困难，特别是在乒乓球训练场内地面上大量散落的乒乓球，捡拾比较困难。为了解决以上问题，本作品设计了一种基于图像识别的智能捡球小车。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于图像识别的智能捡球小车，可以高效、很方便地把掉落在地上的乒乓球捡起来，本装置工作效率高、成本低、省事省力、节能环保。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于图像识别的智能捡球小车；它包括移动平台；在移动平台的底部安装有滚轮组；滚轮组由电机进行驱动；在移动平台的顶部还安装舵机；舵机可通过连接件带动拾捡功能盒运动；在移动平台上还设置有摄像头；摄像头、电机和舵机均通过导线与主控制器电连接，且均由内置电源进行供电。
[0005]优选的，移动平台为一个平板结构；在移动平台的下侧固定有辅助折板，滚轮组安装在该辅助折板的左右外端侧，电机安装在辅助折板上；在移动平台还设置有用于放置内置电源的电池仓。
[0006]进一步的，滚轮组为通过皮带传动的四轮机构，且电机为对应设置在滚轮组左前与右后侧的编码电机。
[0007]优选的，舵机与摄像头均设置在移动平台的前侧；连接件为两根可拆卸的连杆通过螺栓组件拼接而成，其中一根连杆安装在舵机的输出端上，另一个连杆则固定在拾捡功能盒上。
[0008]优选的，拾捡功能盒为一个顶部开口的盒体结构；在拾捡功能盒的底部设置有可开闭的出球窗；在拾捡功能盒的开口设置有若干条弹力绳；相邻两条弹力绳之间的最大距离不超过待捡球体的直径大小。
[0009]优选的，在移动平台上还设置有与主控制器电连接的电容触摸式显示屏、温湿度传感器和超声波传感器。
[0010]优选的，在主控制器上还集成设置有无线传输模块，且主控制器能够通过该无线传输模块将信息传输至终端App上优选的，摄像头选用带有数据处理功能的Openmv摄像头。
[0011]本专利技术还公开了一种基于图像识别的智能捡球小车的使用方法，包括以下步骤：S1、确认小车各个组成部件正常工作，将小车放入指定场地中，此后接通小车电
源；启动并初始化小车的主控制器，使小车连接至指定的无线网络；S2、小车原地旋转，通过摄像头判断在场地中是否存在对象球；若小车原地旋转两周后仍未发现对象球，则沿随机方向进行移动以寻找目标球；若在旋转过程中发现存在对象球则根据摄像头返回数据计算获得对象球相对小车的位置，并将位置信息传输至主控制器中；若旋转过程中发现的对象球存在复数个，则以距离小车最近的对象球作为当前目标球进行拾取；S3、主控制器根据收到当前目标球的距离和方向通过电机控制小车移动及转向；直至由摄像头反馈回来的当前目标球与摄像头之间距离及角度与预存在主控制之间的数据相同后停下；S4、此后主控制器通过舵机带动拾捡功能盒翻转，使拾捡功能盒扣住并挤压当前目标球，直至当前目标球穿过弹力绳之间的孔隙进入拾捡功能盒记为一次捡球个数；S5、主控制器对舵机进行复位，将累计捡球的个数在显示屏上进行显示，并通过无线传输模块向终端App传输小车的当前状态；S6、循环步骤S2至步骤S5；当小车在经过设定时间后仍然没有找到目标球，或者小车上所记录的已经拾取的对象球个数与拾捡功能盒的最大承载数相同时，向终端App发送信号以便操作人员进行处理。
[0012]当小车在移动过程中遇到障碍时，可通过超声波传感器获得障碍物信息，通过输入主控制器中计算以修改小车移动路径，完成转弯避让；同时在显示屏显示由温湿度传感器传输来的信息。
[0013]本专利技术有益效果：本专利技术在使用时，该小车通过摄像头进行图像采集，找到乒乓球的位置，随后根据图像的面积与实际乒乓球的面积进行比较，即可算出该球的距离。主控制器将识别到的乒乓球距离和方向发送给辅助控制器。辅助控制器根据收到的距离和方向完成捡球工作。同时通过无限局域网使用户在手机app查看机器人工作状态。在捡球过程中，当捡球小车遇到障碍物时，辅助控制完成转弯避让功能。 本作品工作效率高、成本低、省事省力、节能环保，适用于乒乓球训练场中。
附图说明
[0014]图1是本实施例中专利技术装置的结构示意图；图2是图1中装置的正面示意图；图3是图1中装置的侧向视图；图4是本实施例中电器元件的连接示意图；图5是本实施例中小车工作的工作逻辑图；附图标记说明：1、移动平台，2、滚轮组，3、电机，4、舵机，5、连接件，6、功能盒，7、摄像头，8、主控制器，9、内置电源，10、电池仓，11、出球窗，12、弹力绳，13、显示屏，14、温湿度传感器，15、超声波传感器。
具体实施方式
[0015]下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍：实施例：
参照图1，本实施例提供一种基于图像识别的智能捡球小车；它包括移动平台1；在移动平台1的底部安装有滚轮组2；滚轮组2由电机3进行驱动；在移动平台1的顶部还安装舵机4；舵机4可通过连接件5带动拾捡功能盒6运动；在移动平台1上还设置有摄像头7；摄像头7、电机3和舵机4均通过导线与主控制器8电连接，且均由内置电源9进行供电。主控制器8为MEGA2560芯片；移动平台1为一个平板结构；在移动平台1的下侧固定有辅助折板，滚轮组2安装在该辅助折板的左右外端侧，电机3安装在辅助折板上；在移动平台1还设置有用于放置内置电源9的电池仓10。
[0016]滚轮组2为通过皮带传动的四轮机构，且电机3为对应设置在滚轮组2左前与右后侧的编码电机。且编码电机通过设置在主控制器上的L298N电机驱动模块控制舵机4与摄像头7均设置在移动平台1的前侧；连接件5为两根可拆卸的连杆通过螺栓组件拼接而成，其中一根连杆安装在舵机4的输出端上，另一个连杆则固定在拾捡功能盒6上。
[0017]拾捡功能盒6为一个顶部开口的盒体结构；在拾捡功能盒6的底部设置有可开闭的出球窗11；在拾捡功能盒6的开口设置有若干条弹力绳12；相邻两条弹力绳12之间的最大距离不超过待捡球体的直径大小。
[0018]在移动平台1上还设置有与主控制器8电连接的电容触摸式显示屏13、温湿度传感器14和超声波传感器15。温湿度传感器14选用DHT11型；在主控制器8上还集成设置有无线传输模块，且主控制器8能够通过该无线传输模块将信息传输至终端App上；无线传输模块为一个ESP8266型芯片，其与主控制器通过串口通信，且能够通过协议连接至指定wifi上。
[0019]摄像头7选用带有数据处理功能的Openmv摄像头。
[0020]OpenMV采用的是单目摄像头，首先使用了单目摄像头的测距，其测距公式如下：式中；Lm为长度，Bpix为在摄像头中，对象球所占的直径像素大小；Rm为球的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：它包括移动平台（1）；在移动平台（1）的底部安装有滚轮组（2）；滚轮组（2）由电机（3）进行驱动；在移动平台（1）的顶部还安装舵机（4）；舵机（4）可通过连接件（5）带动拾捡功能盒（6）运动；在移动平台（1）上还设置有摄像头（7）；摄像头（7）、电机（3）和舵机（4）均通过导线与主控制器（8）电连接，且均由内置电源（9）进行供电。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：移动平台（1）为一个平板结构；在移动平台（1）的下侧固定有辅助折板，滚轮组（2）安装在该辅助折板的左右外端侧，电机（3）安装在辅助折板上；在移动平台（1）还设置有用于放置内置电源（9）的电池仓（10）。3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：滚轮组（2）为通过皮带传动的四轮机构，且电机（3）为对应设置在滚轮组（2）左前与右后侧的编码电机。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：舵机（4）与摄像头（7）均设置在移动平台（1）的前侧；连接件（5）为两根可拆卸的连杆通过螺栓组件拼接而成，其中一根连杆安装在舵机（4）的输出端上，另一个连杆则固定在拾捡功能盒（6）上。5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：拾捡功能盒（6）为一个顶部开口的盒体结构；在拾捡功能盒（6）的底部设置有可开闭的出球窗（11）；在拾捡功能盒（6）的开口设置有若干条弹力绳（12）；相邻两条弹力绳（12）之间的最大距离不超过待捡球体的直径大小。6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：在移动平台（1）上还设置有与主控制器（8）电连接的电容触摸式显示屏（13）、温湿度传感器（14）和超声波传感器（15）。7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的智能捡球小车，其特征在于：在主控制器（8）上还集成设置有无线传输模块，且主控制器（8）能够通过该无线传输模块将信息传输至终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦婵婵，雷镇玮，梁愉妮，李凌云，谢逸可，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：发明
国别省市：