专利名称：智能网球捡球机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种网球捡球机，特别是一种自动控制的智能网球捡球机。
背景技术：
在平时的网球训练中或在大型网球比赛中，网球的捡球工作都要配备专门的球童来完成。为了使球童的捡球方便，目前市场上出现了一类手推式网球捡球车。此类捡球车为半自动式，需要操作人员把网球捡球车推到网球附近，然后由捡球车的捡球机构完成捡
球动作。此类捡球机相对纯粹的人工捡球在效率上有一定的提高。但是，还是要配备专门的人员来完成，而且手推式网球捡球车有诸多不足a.体积大且重，既浪费空间，又影响训练人员打球(在它捡球的过程中运动员不方便打球);b.需要人工操作，要配置专门的捡球人员，浪费了人力资源；c.适用环境较局限，只适用于地上球较多的情况，但是地上球多会影响运动员打球；地上球少时则没有必要用上述捡球车。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种智能网球捡球机，以期实现自动化、智能化的捡球功能。本实用新型采取的技术方案是一种智能网球捡球机，包括小车，其特征是，在所述小车上安装视觉系统、驱动装置、捡球装置和中央处理器，所述视觉系统搜寻在球场上的网球，所述中央处理器根据搜寻到的网球信息控制驱动装置驱动小车至捡球位置，驱动捡球装置捡起网球放入小车的储球空间。进一步，在所述小车上设置控制箱，所述中央处理器设置在所述控制箱内，所述视觉系统包括摄像头和摄像头支架，所述摄像头支架安装在所述控制箱上，所述摄像头安装在所述摄像头支架上。进一步，所述捡球装置包括机械手，所述中央处理器控制所述机械手完成伸臂、抓球、收臂、放球的动作。进一步，所述中央处理器包括图像处理系统、路径计算系统、驱动控制系统和捡球控制系统，所述图像处理系统根据所述视觉系统的信息分析出网球的位置，所述路径计算系统计算出小车至网球的路径，所述驱动控制系统控制所述驱动装置使小车根据所述路径行至网球位置，所述捡球控制系统控制所述捡球装置将网球捡入储球空间。进一步，所述摄像头在所述摄像头支架上能够进行180度的旋转。进一步，所述储球空间为小车底板上的一个容球框，所述容球框在所述捡球装置的位置设置装球口，在所述容球框的底部或后侧设置卸球口。进一步，所述容球框的底部倾斜设置，容球框底部位于装球口一端高于位于卸球ロ的一端。本实用新型的有益效果是a.通过可旋转的摄像头能够识别掉落的且不在运动的球的准确位置；b.能够设定最佳路线,节省捡球时间；c.自动智能捡球,节省人力资源。
附图I是本实用新型立体结构示意图。附图中的标号分别为I.小车；2.车轮；3.容球框；4.装球ロ；5.机械手；6.卸球ロ；7.控制箱；8.摄像头支架；9.摄像头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型智能网球捡球机的具体实施方式
作详细说明。參见附图1，智能网球捡球机包括小车1，在小车I上安装视觉系统、驱动装置、捡球装置和中央处理器。中央处理器是捡球机的大脑，控制捡球机的动作完成捡球任务。在小车I上设置控制箱7，中央处理器安装在控制箱7中，另外，还在控制箱7中安装电源、控制开关等零部件。视觉系统包括摄像头9，摄像头9安装在摄像头支架8上，摄像头支架8安装在控制箱7上，摄像头支架8可选用两根弧形中空金属管焊接在控制箱7上，摄像头支架8可兼做捡球机的提手，摄像头9可以在180度内旋转，以便搜寻场地上的网球，摄像头9的高度合适，使摄像头9所述拍摄的范围大而清晰。驱动装置包括驱动电路板、电机以及小车的车轮2驱动电路板可安装在小车的底座下或控制箱7内，电机安装在小车的底座下方，用于驱动小车车轮2。捡球装置包括机械手5，机械手5能通过机械臂作出伸出、缩回、抬起、放下以及抓球、放球等动作，机械手5通过步进电机驱动，由中央处理器进行控制。继续參见附图1，小车I的底座上方设有储球空间，设置ー个容球框3，在上方靠近机械手的位置开有装球ロ 4，当机械手5抓到球后，缩回到装球ロ 4的上方，放球后使网球落入装球ロ 4。在容球框3的后方或底部设置卸球ロ 6，卸球ロ 6用于清空容球框3中的网球，便于再次捡球。容球框3的底部设为斜坡状，即容球框3的底部的装球ロ端高于卸球ロ端，以便打开卸球ロ后球在自身重力作用下自动滚出。本实用新型的工作过程是，驱动捡球机至球场，视觉系统中的摄像头进行全场扫描，然后通过中央处理器中的图像处理系统分析出网球场上掉落的网球的个数，以及各个球的全局坐标。中央处理器中预存有场地障碍区域(运动员频繁运动的区域)的边缘坐标，中央处理器根据捡球机的全局坐标、障碍物的边缘坐标和掉落球的全局坐标，通过路径计算系统计算出最佳捡球路径，路径计算系统可选用可视图法或栅格法制定出捡球路径。中央处理器的驱动控制系统采用路标法确定捡球机的初始姿态(全局坐标与行走方向)，然后驱动捡球机根据计算的路线路径行走。在行走过程中，驱动控制系统用光电编码器不断读出捡球机的行走距离与捡球机旋转的度数以此确定它的实时位置，并把实时位置反馈回中央处理器，中央处理器通过驱动控制系统调整行走路线来调整偏差。当捡球机距离网球一定范围时捡球控制系统驱动机械手把球夹到容球装置。当捡球机捡球数量达到额定值或场地上无球时，驱动 控制系统控制驱动装置使捡球机到指定位置卸下球，然后回到起始位置待命。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种智能网球捡球机，包括小车，其特征在于在所述小车上安装视觉系统、驱动装置、捡球装置和中央处理器，所述视觉系统搜寻在球场上的网球，所述中央处理器根据搜寻到的网球信息控制驱动装置驱动小车至捡球位置，驱动捡球装置捡起网球放入小车的储球空间。
2.根据权利要求I所述的智能网球捡球机，其特征在于在所述小车上设置控制箱，所述中央处理器设置在所述控制箱内，所述视觉系统包括摄像头和摄像头支架，所述摄像头支架安装在所述控制箱上，所述摄像头安装在所述摄像头支架上。
3.根据权利要求I所述的智能网球捡球机，其特征在于所述捡球装置包括机械手，所述中央处理器控制所述机械手完成伸臂、抓球、收臂、放球的动作。
4.根据权利要求I所述的智能网球捡球机，其特征在于所述中央处理器包括图像处理系统、路径计算系统、驱动控制系统和捡球控制系统，所述图像处理系统根据所述视觉系统的信息分析出网球的位置，所述路径计算系统计算出小车至网球的路径，所述驱动控制系统控制所述驱动装置使小车根据所述路径行至网球位置，所述捡球控制系统控制所述捡球装置将网球捡入储球空间。
5.根据权利要求2所述的智能网球捡球机，其特征在于所述摄像头在所述摄像头支架上能够进行180度的旋转。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的智能网球捡球机，其特征在于所述储球空间为小车底板上的一个容球框，所述容球框在所述捡球装置的位置设置装球口，在所述容球框的底部或后侧设置卸球口。
7.根据权利要求6所述的智能网球捡球机，其特征在于所述容球框的底部倾斜设置，容球框底部位于装球口一端高于位于卸球口的一端。
专利摘要本实用新型涉及一种智能网球捡球机，在捡球机小车上安装视觉系统、驱动装置、捡球装置和中央处理器，视觉系统搜寻在球场上的网球，中央处理器根据搜寻到的网球信息控制驱动装置驱动小车至捡球位置，驱动捡球装置捡起网球放入小车的储球空间。本实用新型体积小，自动化程度高，能实现自动智能捡球，节省人力资源。
文档编号A63B47/02GK202637866SQ20122015577
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者吕腾飞, 何炳林, 韩洋, 陆丽, 朱晓璇, 陈涛, 陈庆, 乐嘉玮 申请人:上海电机学院