1.一种基于深度视觉的自主捡网球机器人,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)的顶面前端两侧均固定安装有支撑柱(3),所述支撑柱(3)的顶面均安装有步进电机(5),所述步进电机(5)通过输出轴与泡沫转板(6)相传动连接,所述支撑柱(3)侧壁上均安装有摄像头(13),所述底座(1)的后端安装有收集箱(12),所述泡沫转板(6)与收集箱(12)之间设置有若干挡板(2),所述挡板(2)固定在底座的顶面上,若干挡板围成网球传输通道,泡沫转板(6)收集的网球通过网球传输通道送至收集箱(12)储存;
所述底座(1)的底面分别固接有三个固定块(8),三个所述固定块(8)的侧壁均安装有直流电机(14),所述直流电机(14)均通过输出轴分别与前轮(9)、左后轮(4)和右后轮(10)相传动连接;
所述底座(1)的前端安装有导向板(7),导向板(7)的一端与底座转动连接,另一端上下转动至贴近地面或贴合在底座上;
所述底座(1)的内部安装有控制系统(11),所述摄像头(13)与控制系统(11)输入端通讯连接,所述导向板(7)、步进电机(5)和直流电机(14)与控制系统(11)的输出端通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于深度视觉的自主捡网球机器人,其特征在于,所述控制系统(11)包括移动电源、主控制器、副控制器、pc机、步进电机驱动芯片和直流电机驱动芯片,所述主控制器通过串口分别与pc机和副控制器通讯连接,所述直流电机驱动芯片通过串口与主控制器通讯连接,所述步进电机驱动芯片通过串口与副控制器通讯连接,所述移动电源分别与主控制器和副控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于深度视觉的自主捡网球机器人,其特征在于,所述主控器和副控制器均采用stm32f407vet6型号。
4.根据权利要求2所述的一种基于深度视觉的自主捡网球机器人,其特征在于,所述直流电机驱动芯片采用btn7971b型号芯片,所述步进电机(5)采用高集成度的lv8731v型号芯片。
5.根据权利要求2所述的一种基于深度视觉的自主捡网球机器人,其特征在于,所述直流电机驱动芯片与直流电机(14)通讯连接,所述步进电机驱动芯片与步进电机(5)通讯连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于深度视觉的自主捡网球机器人,其特征在于,所述前轮(9)正转角度为90°,所述左后轮(4)正转角度为330°,所述右后轮(10)正转角度为210°。
7.一种权利要求1所述基于深度视觉的自主捡网球机器人的识别方法,其特征在于,包括网球识别和障碍识别,其中:
网球识别方法为:
使用opencv开源视觉库,先将摄像头(13)的rgb模型转为hsv或hsi模型,选出在设定范围内的像素之后进行开运算消除噪声点,然后寻找轮廓面积最大的块,计算其重心为网球重心点,保存网球的像素坐标,传给控制系统(11);
障碍识别方法为:
使用左右两个红外通道摄像头,运用双目立体视觉,得到深度图像,则可知道距离前方障碍物的距离,将数据传给控制系统(11)进行避障。
8.一种权利要求1所述基于深度视觉的自主捡网球机器人的控制方法,其特征在于,
当开始工作时,控制系统(11)通过步进电机(5)控制泡沫转板(6)开始旋转,寻找到网球时,控制系统(11)控制机器人前进,并由摄像头(13)反馈回来的网球坐标进行pd转向控制,视角内没有网球时,则原地旋转,直到找到下一个网球为止;
控制系统(11)控制三个轮的直流电机(14)的计算方法为:
对底盘三个omniwheel的电机电流分配:定义前轮为a,左后轮为b,右后轮为c,前进角度为φx=0°,向右角度为φy=90°;那么a轮正转角度为φa=90°,b轮正转角度为φb=330°,c轮正转角度为φc=210°,控制器输出电流为ix和iy,用三角函数分配到三个电机上得到的电流分别为:
a电机:
b电机:
c电机: