[發明專利]一種基于OpenCV圖像識別算法的智能撿球機器人

有效

• 申請號: 201710131530.3
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106873593B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 林群書
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種基于OpenCV圖像識別算法的智能撿球機器人，其特征在于，所述機器人包括底板，所述底板為凹字形，所述底板前端左右兩側對稱安裝有萬向輪，底板后端左右兩側對稱安裝有直流減速電機，直流減速電機的輸出軸上安裝有驅動輪；所述底板的前端橫架有橫梁，所述橫梁上沿橫梁長度方向均勻鉸接若干止出裝置；

所述底板的下表面左右兩側均固定有一個第一儲球擋板，兩個第一儲球擋板之間固定有第二儲球擋板；所述兩個第一儲球擋板、第二儲球擋板以及撿球擋板圍成儲球室；

所述底板的上表面支撐有攝像頭識別模塊，所述攝像頭識別模塊包括攝像頭以及與攝像頭相連的樹莓派；攝像頭通過舵機云臺支撐在底板的上表面，底板的前端左右兩側均安裝有超聲波測距傳感器，底板上安裝有電路板，所述直流減速電機、樹莓派、舵機云臺以及超聲波測距傳感器均與電路板相連；

所述電路板（ 2） 包括5V電源模塊、超聲波接口模塊、舵機接口模塊、人機交互模塊、電機驅動模塊、微處理器模塊；

所述5V電源模塊包括電源輸入座J1，搖桿開關S1、穩壓芯片U2、非極性電容C5、C7和極性電容C4、C6；電源輸入座J1的第一端口連接外部電源的正極，電源輸入座J1的第二端口連接外部電源的地；搖桿開關S1的電池正極端口與電源輸入座J1的第一端口相連，搖桿開關S1的電源正極端口與穩壓芯片U2的電源正極端口相連，搖桿開關S1的接地端口以及穩壓芯片U2的接地端口均與電源輸入座J1的第二端口相連；電容C4的正極、電容C5的一端均與搖桿開關S1的電源正極端口相連，電容C6的正極、電容C7的一端均與穩壓芯片U2的輸出端口相連，穩壓芯片U2的輸出端口作為電源模塊的5V輸出；非極性電容C5的另一端、電容C7的另一端、極性電容C4的負極、極性電容C6的負極均與穩壓芯片U2的接地端口相連；

所述超聲波接口模塊包括插座P1與插座P2；插座P1的接地端口、插座P2的接地端口均接地，插座P1的電源輸入端口、插座P2的電源輸入端口與電源模塊的輸出端口相連；

所述舵機接口模塊包括插座P3、插座P4；插座P3的源輸入端口以及插座P4的源輸入端口與電源模塊的5V輸出相連，插座P3的接地端口以及插座P4的接地端口均接地；

所述人機交互模塊包括電阻R1-R4，以及按鍵開關KEY1-KEY4；電阻R1、R2、R3、R4的一端均與電源模塊的輸出端口相連，電阻R1、R2、R3、R4的另一端分別與按鍵開關KEY1、KEY2、KEY3、KEY4的一端相連，按鍵開關KEY1、KEY2、KEY3、KEY4的另一端均接地；

所述電機驅動模塊包括驅動芯片U3、電機輸出座P5、P6；驅動芯片U3的電源正極端口與電源模塊的輸入端端口相連，驅動芯片U3的接地端口接地，驅動芯片U3的第一左電機驅動信號輸出端口、第二左電機驅動信號輸出端口分別于電機輸出座P5的第一左電機驅動信號輸入端口、第二左電機驅動信號輸入端口相連，驅動芯片的第一右電機驅動信號輸出端口、第二右電機驅動信號輸出端口分別于電機輸出座P6的第一右電機驅動信號輸入端口、第二右電機驅動信號輸入端口相連；

所述微處理器模塊包括單片機芯片U1、晶振Y1、電容C1-C3、串口通信插座P8、電阻R5、R6，按鍵開關KEY5；晶振Y1的一端、電容C1的一端以及電阻R6的一端相連后與單片機芯片U1的第一外部時鐘輸入端口連接，晶振Y1的另一端、電容C2的一端以及電阻R6的另一端相連后與單片機芯片U1的第二外部時鐘輸入端口連接，電容C1的另一端和電容C2的另一端均接地；電阻R5的一端與穩壓模塊的輸出端口相連，電阻R5的另一端、按鍵開關KEY5的一端以及電容C3的一端均與單片機芯片的復位端口相連，電容C3的另一端、按鍵開關KEY5的另一端均接地，單片機芯片U1的電源正極端口與電源模塊的輸出端口相連，單片機芯片U1的接地端口均接地；串口通信插座P8的收信號端口、發信號端口分別與單片機芯片U1的發信號端、收信號端口連接，串口通信插座P8的接地端口接地；串口通信插座P8的收信號端口、發信號端口與樹莓派相連；

單片機芯片U1的左超聲波傳感器信號輸入端口、傳感器激勵信號分別與插座P1的左超聲波傳感器信號、傳感器激勵信號相連；單片機芯片U1的右超聲波傳感器信號輸入端口、傳感器激勵信號分別與插座P2的右超聲波傳感器信號、傳感器激勵信號相連；插座P1與左邊的超聲波測距傳感器相連，插座P2與右邊的超聲波測距傳感器相連；

單片機芯片U1的第一按鍵信號輸入端、第二按鍵信號輸入端、第三按鍵信號輸入端、第四按鍵信號輸入端分別與人機交互模塊的按鍵KEY1的信號端、按鍵KEY2的信號端、按鍵KEY3的信號端、按鍵KEY4的信號端相連；

單片機芯片U1的第一左電機信號輸出端口與驅動芯片U3的第一左電機信號輸入端口相連，單片機芯片U1的第二左電機信號輸出端口與驅動芯片U3的第二左電機信號輸入端口相連，單片機芯片U1的第一右電機信號輸出端口與驅動芯片U3的第一右電機信號輸入端口相連，單片機芯片U1的第二右電機信號輸出端口與驅動芯片U3的第二右電機信號輸入端口相連；電機輸出座P5與左側的直流減速電機（ 8） 相連，電機輸出座P6與右側的直流減速電機（ 8） 相連；

單片機芯片U1的第一舵機信號輸出端口、第二舵機信號輸出端口分別與插座P3的舵機信號輸入端口、插座P4的舵機信號輸入端口相連；舵機云臺上的兩個舵機分別與插座P3和插座P4相連。

2.根據權利要求1所述的智能撿球機器人，其特征在于，所述止出裝置主要由若干撿球擋板的一端同軸鉸接而成，每個撿球擋板上均旋接有螺栓。