[實用新型]雙目視覺遠程操控撿球機器人系統

有效

• 申請號: 201720658711.7
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN207077447U
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 馬飛
• 申請（專利權）人: 無錫工藝職業技術學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種機器人，特別是一種用于網球、乒乓球等場館的雙目視覺遠程操控撿球機器人系統。

背景技術

乒乓球、網球場館的撿球工作是一項繁重的體力勞動，人工撿球費時費力，且效率不高。近年來，人們不斷嘗試用智能機器人代替人工來從事此項工作。

目前，已授權的專利一種雙模智能撿球機器人控制系統(專利號：ZL201320227287.2)提出的自動撿球模式和遙控撿球模式相互結合的工作方式在一定程度上解決了智能撿取乒乓球、網球的問題，但是，該機器人所采用的自動撿球模式是無目的、盲目搜索式的撿球，撿球效率低，另外，該機器人在遙控撿球模式工作時，操控人員必須采用目視觀察球場，而且遙控手柄采用紅外技術傳輸控制指令，均導致操控人員必須在近距離對機器人進行控制，無法遠距離操控，操控局限性較大；已經授權的專利基于視覺識別和多傳感器數據融合的智能撿球系統(專利號：ZL201310294170.0)具備視覺識別球體和撿取球體的能力，但是該系統只有正前方的一個攝像頭采集圖像，攝像頭視野有限，無法做到大范圍搜索和識別球體。因此，研發一種雙目視覺遠程操控撿球機器人系統來擴大搜索范圍、提高撿球效率是十分必要的。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種雙目視覺遠程操控撿球機器人系統，該系統由雙目視覺遠程操控撿球機器人、嵌入式手柄組成。

技術方案：本發明采用如下技術方案：雙目視覺遠程操控撿球機器人系統，包括雙目視覺遠程操控撿球機器人和嵌入式手柄，所述雙目視覺遠程操控撿球機器人包括帶有四輪驅動的方形底座，底座的底部有能夠容納撿球部的空腔，鄰靠于撿球部并設置于撿球部靠近機器人尾部的一側設有收納盒，方形底座內還設有能夠控制其行進路線并撿取球體的控制部，控制部與電源連接，方形底座靠近撿球部的一端頂部兩側設有兩個互呈夾角為30°的攝像頭，方形底座的每個角落下部至少設有一個傳感器，所述每個輪子的一側有能夠控制其前進和后退的驅動舵機，驅動舵機設置于方形底座的底部，控制部包括遠程遙控模塊，遠程遙控模塊分別與四輪的驅動舵機、四個傳感器和兩個攝像頭連接，遠程遙控模塊和嵌入式手柄均內嵌有相匹配的無線模塊；所述撿球部包括兩側的圓盤和用于連接兩個圓盤且與兩個圓盤垂直并均勻的分布于兩個圓盤之間的至少四片撿球墊片，所述撿球部的一側設有撿球舵機，撿球舵機和遠程遙控模塊連接。

所述傳感器為紅外線傳感器。

與上一代的單個攝像頭相比，由于此次模擬了人眼的布局，使得固定攝像頭完全能夠達到所需的效果，故采用兩個攝像頭固定，即可完成本方案的實施。

同時，與上一代相比，取消的中間位置的傳感器，由于中間位置兩側的傳感器分布，無法給機器人帶來預想的效果，待發現障礙物時，雖然中間能夠繞開，但是后部由于慣性，仍會與障礙物產生摩擦。

根據所需撿的球體的大小可以選擇多個撿球墊片，提高撿球效果，如果所需撿取的球體直徑偏大，則采用四片撿球墊片，所需撿取的球體偏小，且分布密度大，則采用五個以上的撿球墊片可以大大提高撿球效率。

圓盤靠近地面的一端不超過輪子靠近底面的一端，防止圓盤與底面接觸，影響四個輪子的行進方向。

作為優化，所述沿方形底座的前進方向，方形底座靠近后方的有兩個能夠容納兩個傳感器的槽口，兩個傳感器嵌入方形底座的槽口內，傳感器的頭部不超過方形底座的最外圍。

方形底座的前方由于有傳感器和攝像頭的存在，故能夠精確的避障，但是后部的視野范圍小，行進過程中無法及時避讓產生摩擦，會損壞傳感器，故傳感器設置于方形底座內。

作為優化，所述遠程遙控模塊采用ARM Cortex-A9處理器。

作為優化，所述嵌入式手柄包括顯示屏、無線模塊、搖桿、電源和芯片。

作為優化，所述方形底座收納盒的底部還有朝向撿球部并向斜下方延伸的擋板，擋板寬度與撿球部寬度相同，擋板靠近撿球部的一端與撿球部的撿球墊片的最短距離不超過所需撿的球的最大直徑。

工作原理：

遠程遙控模式：攝像頭對面前景物進行拍攝，將得到的數據傳遞給控制部的遠程遙控模塊，遠程遙控模塊通過相匹配的無線模塊將數據傳遞給嵌入式手柄的顯示屏，通過觀測顯示屏，推動搖桿，控制四輪驅動進行撿球操作。

有益效果：本發明與現有技術相比：

雙目視覺遠程操控撿球機器人系統采用雙目視覺技術擴大了機器人觀察球場的視野，提高了機器人的撿球效率；采用可視化的遠程操控方式，可以使操控人員在非視距的情況下控制機器人撿取球體，大大豐富了機器人的應用場景。