一種用于撿乒乓球的機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，包括單目視覺部分、機(jī)器人部分、上位控制部分，所述單目視覺部分、機(jī)器人部分、上位控制部分之間通過無限信號(hào)進(jìn)行通訊，所述機(jī)器人部分包括移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)械手、電機(jī)箱，所述電機(jī)箱固定于所述移動(dòng)平臺(tái)上，所述機(jī)械手固定于所述電機(jī)箱上，所述移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)械手均由所遇電機(jī)箱提供動(dòng)力，所述移動(dòng)平臺(tái)上還固定有控制器、無線信號(hào)接收器，所述無線信號(hào)接收器、控制器、機(jī)械手依次相連。其有益效果是：降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，方便實(shí)現(xiàn)場館內(nèi)乒乓球的定位，保證機(jī)器人能夠有效自主撿起乒乓球。
【專利說明】—種用于撿乒乓球的機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人，特別是在乒乓球訓(xùn)練場地或者比賽場地的一種用于撿乒乓球的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在乒乓球場館，特別是訓(xùn)練場地，在打球過程中或打完球后，會(huì)有大量乒乓球散落在場地上。如果有一種機(jī)器人能自動(dòng)將球撿起并放到指定的位置，可以有效減少人的勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)，乒乓球是一種供人欣賞的競技比賽項(xiàng)目，如果在乒乓球比賽場地有一個(gè)撿乒乓球機(jī)器人，不僅可以幫運(yùn)動(dòng)員撿乒乓球，同時(shí)也可以增加競技比賽的趣味性及可觀賞性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)上述需求，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于撿乒乓球的機(jī)器人。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，包括單目視覺部分、機(jī)器人部分、上位控制部分，所述單目視覺部分、機(jī)器人部分、上位控制部分之間通過無限信號(hào)進(jìn)行通訊，所述機(jī)器人部分包括移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)械手、電機(jī)箱，所述電機(jī)箱固定于所述移動(dòng)平臺(tái)上，所述機(jī)械手固定于所述電機(jī)箱上，所述移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)械手均由所遇電機(jī)箱提供動(dòng)力，所述移動(dòng)平臺(tái)上還固定有控制器、無線信號(hào)接收器，所述無線信號(hào)接收器、控制器、機(jī)械手依次相連。
[0005]所述單目視覺部分包括圖像采集模塊、圖像發(fā)送模塊，所述圖像發(fā)送模塊可以向所述上位控制部分發(fā)送圖像信號(hào)。
[0006]所述上位控制部分包括圖像接收模塊、圖像處理模塊、標(biāo)定模塊、跟蹤控制模塊、控制信號(hào)輸出模塊，所述圖像接收模塊、圖像處理模塊、標(biāo)定模塊、控制吸納后輸出模塊依次相連，所述跟蹤控制模塊與所述控制信號(hào)輸出模塊相連。
[0007]所述機(jī)械手為六自由度機(jī)械手。
[0008]所述圖像采集模塊為彩色CD攝像機(jī)。
[0009]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其有益效果為:1、本實(shí)用新型的機(jī)器人本體由一輪式移動(dòng)平臺(tái)和安置在其上的一個(gè)6自由度機(jī)械手組成，這種結(jié)構(gòu)不僅可以有效保障在場館內(nèi)撿起乒乓球，而且具有很好的可觀賞性；2、本實(shí)用新型的機(jī)器人配置多種傳感器，可以自主完成相應(yīng)任務(wù)，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度；3、本實(shí)用新型的機(jī)器人由一單目視覺系統(tǒng)及放置在移動(dòng)平臺(tái)上的輔助定位標(biāo)識(shí)組成，可以很方便實(shí)現(xiàn)場館內(nèi)乒乓球的定位，保證機(jī)器人能夠有效自主撿起乒乓球；4、本實(shí)用新型的機(jī)器人單目視覺系統(tǒng)采用彩色CCD并基于圖像的RGB信息很簡單地從復(fù)雜背景中提取出乒乓球的特征信息。本實(shí)用新型的機(jī)器人也可以應(yīng)用到具有同樣特征的其它物體的拾取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2是本實(shí)用新型的機(jī)器人部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型用于撿乒乓球的步驟流程圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型上位控制部分的原理框圖；
[0014]圖中，1、單目視覺部分；11、圖像采集模塊；12、圖像發(fā)送模塊；2、機(jī)器人部分；21、移動(dòng)平臺(tái)；22、機(jī)械手；23、電機(jī)箱；24、控制器；25、無線信號(hào)接收器；3、上位控制部分。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖1、圖2、圖4所示，一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，包括單目視覺部分1、機(jī)器人部分2、上位控制部分3，所述單目視覺部分1、機(jī)器人部分2、上位控制部分3之間通過無限信號(hào)進(jìn)行通訊，所述機(jī)器人部分2包括移動(dòng)平臺(tái)21、機(jī)械手22、電機(jī)箱23，所述電機(jī)箱23固定于所述移動(dòng)平臺(tái)21上，所述機(jī)械手22固定于所述電機(jī)箱23上，所述移動(dòng)平臺(tái)21、機(jī)械手22均由所遇電機(jī)箱23提供動(dòng)力，所述移動(dòng)平臺(tái)21上還固定有控制器24、無線信號(hào)接收器25，所述無線信號(hào)接收器25、控制器24、機(jī)械手22依次相連。
[0017]所述單目視覺部分I包括圖像采集模塊11、圖像發(fā)送模塊12，所述圖像發(fā)送模塊12可以向所述上位控制部分3發(fā)送圖像信號(hào)。
[0018]所述上位控制部分3包括圖像接收模塊、圖像處理模塊、標(biāo)定模塊、跟蹤控制模塊、控制信號(hào)輸出模塊，所述圖像接收模塊、圖像處理模塊、標(biāo)定模塊、控制吸納后輸出模塊依次相連，所述跟蹤控制模塊與所述控制信號(hào)輸出模塊相連。
[0019]所述機(jī)械手22為六自由度機(jī)械手。
[0020]所述圖像采集模塊11為彩色⑶攝像機(jī)。
[0021]單目視覺部分I主要用來實(shí)時(shí)采集其視覺范圍內(nèi)的圖像信息并將信息通過無線方式發(fā)送給上位控制部分3。其中，圖像采集模塊11為一彩色CCD攝像機(jī)，用來采集其視覺范圍內(nèi)的圖像信息；圖像發(fā)送模塊12用來將采集到的圖像信息通過無線方式發(fā)送給上位控制部分3。
[0022]機(jī)器人部分2用來執(zhí)行上位控制部分3命令，負(fù)責(zé)撿起乒乓球并將其送到指定地方。其中，移動(dòng)平臺(tái)21為一輪式移動(dòng)平臺(tái)，攜帶機(jī)械手22，并負(fù)責(zé)將機(jī)械手運(yùn)送到能夠正確抓取乒乓球及放置乒乓球的位置，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)21達(dá)到指定位置后，機(jī)械手22執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)抓取及放置乒乓球；電機(jī)箱23用來驅(qū)動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)21和機(jī)械手22 ;控制器24執(zhí)行無線信號(hào)接收器25接收的上位控制部分3的控制命令，通過電機(jī)箱23控制機(jī)器人部分2運(yùn)動(dòng)；無線信號(hào)接收器25通過無線方式接收上位控制部分3的命令并傳給控制器24。
[0023]上位控制部分3通過無線方式接收單目視覺部分I采集的圖像信息，對(duì)圖像信息進(jìn)行處理并根據(jù)任務(wù)要求轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制命令，然后通過無線方式將控制命令發(fā)送給機(jī)器人部分2，控制機(jī)器人完成給定的任務(wù)。其中，圖像接受模塊通過無線方式接收單目視覺部分I采集的圖像信息并將其傳給上位控制部分3。
[0024]如圖3所示，本實(shí)用新型的工作流程如下:
[0025]步驟201:啟動(dòng)系統(tǒng)開始按鈕，系統(tǒng)開始工作；
[0026]步驟211:圖像接收模塊采集單目視覺系統(tǒng)視野中的圖像信息，獲得當(dāng)前彩色圖像；[0027]步驟212:圖像處理模塊基于彩色圖像的RGB信息對(duì)圖像進(jìn)行處理，從復(fù)雜背景中提取出當(dāng)前乒乓球及定位靶標(biāo)的特征信息；
[0028]步驟214:系統(tǒng)標(biāo)定即當(dāng)乒乓球與機(jī)器人處于最佳抓取的位置時(shí)，通過圖像接收模塊及圖像處理模塊獲得理想乒乓球及定位靶標(biāo)的特征信息；
[0029]步驟213:跟蹤控制模塊根據(jù)當(dāng)前乒乓球及定位靶標(biāo)的特征信息及理想的乒乓球及定位靶標(biāo)的特征信息并根據(jù)規(guī)定的控制策略，生成機(jī)器人的控制命令；
[0030]步驟221:判斷移動(dòng)平臺(tái)21是否需要轉(zhuǎn)向；
[0031]步驟2151:控制信號(hào)輸出模塊給移動(dòng)平臺(tái)21發(fā)送轉(zhuǎn)向命令；
[0032]步驟216:移動(dòng)平臺(tái)21根據(jù)轉(zhuǎn)向命令，進(jìn)行轉(zhuǎn)向；
[0033]步驟222:判斷移動(dòng)平臺(tái)21是否需要移動(dòng)；
[0034]步驟2151:控制信號(hào)輸出模塊給移動(dòng)平臺(tái)21發(fā)送移動(dòng)命令；
[0035]步驟217:移動(dòng)平臺(tái)21根據(jù)移動(dòng)命令，進(jìn)行移動(dòng)；
[0036]步驟2153:當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)21的位置和方向調(diào)整好后，上位機(jī)的控制信號(hào)輸出模塊給機(jī)械手22發(fā)送乒乓球抓取命令；
[0037]步驟218:機(jī)械手22按預(yù)先設(shè)好的動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，直到抓取乒乓球并放置到預(yù)定位置；
[0038]步驟223:判斷撿乒乓球任務(wù)是否結(jié)束；
[0039]步驟202:按任務(wù)結(jié)束按鈕，結(jié)束任務(wù)。
[0040]上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員對(duì)其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理，屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，包括單目視覺部分(I)、機(jī)器人部分(2)、上位控制部分(3)，其特征在于，所述單目視覺部分(I)、機(jī)器人部分(2)、上位控制部分(3)之間通過無限信號(hào)進(jìn)行通訊，所述機(jī)器人部分(2)包括移動(dòng)平臺(tái)(21)、機(jī)械手(22)、電機(jī)箱(23)，所述電機(jī)箱(23)固定于所述移動(dòng)平臺(tái)(21)上，所述機(jī)械手(22)固定于所述電機(jī)箱(23)上，所述移動(dòng)平臺(tái)(21)、機(jī)械手(22)均由所遇電機(jī)箱(23)提供動(dòng)力，所述移動(dòng)平臺(tái)(21)上還固定有控制器(24)、無線信號(hào)接收器(25)，所述無線信號(hào)接收器(25)、控制器(24)、機(jī)械手(22)依次相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，其特征在于，所述單目視覺部分(I)包括圖像采集模塊(11)、圖像發(fā)送模塊(12)，所述圖像發(fā)送模塊(12)可以向所述上位控制部分(3 )發(fā)送圖像信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，其特征在于，所述上位控制部分(3)包括圖像接收模塊、圖像處理模塊、標(biāo)定模塊、跟蹤控制模塊、控制信號(hào)輸出模塊，所述圖像接收模塊、圖像處理模塊、標(biāo)定模塊、控制吸納后輸出模塊依次相連，所述跟蹤控制模塊與所述控制信號(hào)輸出模塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械手(22)為六自由度機(jī)械手。
5.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種用于撿乒乓球的機(jī)器人，其特征在于，所述圖像采集豐旲塊(11)為彩色⑶攝像機(jī)。
【文檔編號(hào)】A63B67/04GK203724719SQ201320799777
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王京 申請(qǐng)人:王京