網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種網(wǎng)球撿球機(jī)，特別是涉及一種智能網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過去，在大型網(wǎng)球比賽中或平時的網(wǎng)球訓(xùn)練中撿球工作大多有人力完成。為了方便撿球，目前市場上出現(xiàn)了一類手推式網(wǎng)球撿球車。此類撿球車為半自動式，需要操作人員把網(wǎng)球撿球車推到網(wǎng)球附近，然后由撿球車的撿球機(jī)構(gòu)完成撿球動作。此類撿球機(jī)相對純粹的人工撿球在效率上有一定的提高。
[0003]目前，手推式網(wǎng)球撿球車的不足之處如下:
[0004]a.體積大且重，相對于智能化撿球機(jī)比較笨拙。既浪費(fèi)空間，又影響訓(xùn)練人員打球(在它撿球的過程中運(yùn)動員不方便打球)。
[0005]b.需要人工操作，相對于智能化撿球機(jī)浪費(fèi)了不必要的時間與體力。如若配置專門的撿球人員則浪費(fèi)了人力資源。
[0006]c.只適用于地上球較多的情況，但是地上球多會影響運(yùn)動員打球。地上球少時則沒有必要用上述撿球車。因此，它的適用環(huán)境較局限。
[0007]d.未實(shí)現(xiàn)撿球過程的完全自動化、智能化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)及方法，其通過提供一個智能、完全自動化的網(wǎng)球撿球機(jī)，節(jié)省網(wǎng)球訓(xùn)練中撿球的時間與體力，實(shí)現(xiàn)撿球過程的高效、智能化，給網(wǎng)球運(yùn)動愛好者提供更多便捷，提高網(wǎng)球訓(xùn)練的效率。
[0009]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)，包括:
[0010]中央處理器，接收視覺系統(tǒng)的紅外線循跡傳感器的測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)向驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)動指令；
[0011]視覺系統(tǒng)，包括紅外線循跡傳感器及超聲波測距傳感器，利用紅外線循跡傳感器追蹤網(wǎng)球場的白線及底色對撿球機(jī)循跡，并利用超聲波測距傳感器檢測網(wǎng)球場上是否有掉落的網(wǎng)球及測量撿球機(jī)與網(wǎng)球的距離；
[0012]驅(qū)動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)的行走過程的變速與轉(zhuǎn)彎。
[0013]進(jìn)一步地，所述視覺系統(tǒng)至少包括四個紅外線循跡傳感器和三個超聲波測距傳感器，紅外線循跡傳感器安裝在所述撿球機(jī)的前面底盤下方，中間兩個紅外線循跡傳感器用來追蹤網(wǎng)球場上的白線，兩側(cè)兩個紅外線循跡傳感器用來追蹤網(wǎng)球場的深色底色，一個超聲波測距傳感器安裝在所述撿球機(jī)正前方中間的位置，當(dāng)撿球機(jī)離開基本路線后，用來測量撿球機(jī)與網(wǎng)球的距離，另兩個超聲波測距傳感器安裝在撿球機(jī)的兩側(cè)，當(dāng)所述撿球機(jī)沿基本路線行走時，用來檢測網(wǎng)球場上是否有掉落的網(wǎng)球。
[0014]進(jìn)一步地，所述超聲波測距傳感器的安裝高度低于網(wǎng)球直徑。
[0015]進(jìn)一步地，所述基本路線為網(wǎng)球場邊沿的白色界線。
[0016]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球方法，包括如下步驟:
[0017]步驟一，中央處理器根據(jù)紅外線循跡傳感器的檢測結(jié)果向驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)運(yùn)動指令，控制驅(qū)動系統(tǒng)，使撿球機(jī)沿基本路線行走；
[0018]步驟二，位于撿球機(jī)兩側(cè)的超聲波測距傳感器檢測網(wǎng)球場內(nèi)外是否有掉落的物體；
[0019]步驟三，若檢測到網(wǎng)球場上有掉落的物體，中央處理器向驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出指令控制撿球機(jī)向左或向右旋轉(zhuǎn)若干角度后走向物體；
[0020]步驟四，在走向物體的過程中，位于撿球機(jī)前方的超聲波測距傳感器實(shí)時探測目標(biāo)是否始終在其正前方，并以此來修正前進(jìn)路線。
[0021]進(jìn)一步地，步驟一中，首先設(shè)定撿球機(jī)逆時針或順時針沿基本路線行走，撿球機(jī)把紅外線循跡傳感器的檢測結(jié)果輸送給中央處理器，中央處理器經(jīng)處理后給驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的行走指令，使撿球機(jī)追蹤白線，沿著基本路線行走。
[0022]進(jìn)一步地，在行走過程中，當(dāng)撿球機(jī)前方的四個紅外線循跡傳感器中間兩個檢測到白色，兩側(cè)兩個檢測到深色時，撿球機(jī)的行走方向正確，此時全速前進(jìn)；當(dāng)左邊兩個紅外線循跡傳感器檢測到白色，右邊兩個紅外線循跡傳感器檢測到深色時，表示撿球機(jī)的行走方向向右跑偏，此時撿球機(jī)向左轉(zhuǎn)；當(dāng)右邊兩個紅外線循跡傳感器檢測到白色，左邊兩個紅外線循跡傳感器檢測到深色時，表示撿球機(jī)的行走方向向左跑偏，此時撿球機(jī)向右轉(zhuǎn)；當(dāng)四個紅外線循跡傳感器全部檢測到深色時，說明撿球機(jī)走出網(wǎng)球場，此時撿球機(jī)向左轉(zhuǎn)。
[0023]進(jìn)一步地，于步驟三中，若位于撿球機(jī)兩側(cè)的超聲波測距傳感器檢測到網(wǎng)球場上有掉落的物體，則撿球機(jī)向右旋轉(zhuǎn)90度后走向物體。
[0024]進(jìn)一步地，于步驟四中，當(dāng)超聲波測距傳感器測到網(wǎng)球時，撿球機(jī)向前運(yùn)動，當(dāng)超聲波測距傳感器檢測不到網(wǎng)球時，撿球機(jī)先左轉(zhuǎn)若干角度，再向右轉(zhuǎn)若干角度，在轉(zhuǎn)動過程中，只要超聲傳感器檢測到網(wǎng)球即停止轉(zhuǎn)動，并走向網(wǎng)球。
[0025]進(jìn)一步地，中央處理器利用電子羅盤讀取撿球機(jī)行走過程中自身的行走方向。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)及方法利用紅外線傳感器及超聲波測距傳感器實(shí)現(xiàn)智能撿球機(jī)的視覺功能，用單片機(jī)等微處理器實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)的行走路線控制，用直流電機(jī)組成的驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)的行走，并用電子羅盤實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)方向的判斷，可以自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)球場上掉落的網(wǎng)球，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)球撿球過程的全自動化，節(jié)省了人力資源。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0028]圖2為本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球方法的步驟流程圖；
[0029]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例中撿球機(jī)工作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0031]圖1為本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球系統(tǒng)，包括:中央處理器10、視覺系統(tǒng)20以及驅(qū)動系統(tǒng)30。
[0032]其中，中央處理器10用來接收紅外線循跡傳感器的測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)向驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)動指令；視覺系統(tǒng)至少包括四個紅外線循跡傳感器和三個超聲波測距傳感器，紅外線循跡傳感器安裝在撿球機(jī)的前面的底盤下方，中間兩個用來追蹤網(wǎng)球場上的白線，兩側(cè)兩個用來追蹤網(wǎng)球場的深色底色，超聲波測距傳感器，一個安裝在撿球機(jī)正前方中間的位置，高度低于網(wǎng)球直徑，當(dāng)撿球機(jī)離開基本路線后，用來測量撿球機(jī)與網(wǎng)球的距離；另兩個安裝在撿球機(jī)的兩側(cè)，高度低于網(wǎng)球直徑，當(dāng)撿球機(jī)沿基本路線行走時，用來檢測網(wǎng)球場上是否有掉落的網(wǎng)球；驅(qū)動系統(tǒng)30采用兩輪驅(qū)動的方式，左右的輪子分別由兩個直流電機(jī)驅(qū)動，可實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)的行走過程的變速與轉(zhuǎn)彎。
[0033]在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，中央處理器10、視覺系統(tǒng)20以及驅(qū)動系統(tǒng)30均設(shè)置于撿球機(jī)小車上，除此之外，撿球機(jī)小車上還具有撿球裝置，視覺系統(tǒng)20搜尋在球場上的網(wǎng)球，中央處理器10根據(jù)搜尋到的網(wǎng)球信息控制驅(qū)動系統(tǒng)30驅(qū)動小車至撿球位置，并驅(qū)動撿球裝置撿起網(wǎng)球放入小車的儲球空間，本發(fā)明體積小，自動化程度高，能實(shí)現(xiàn)自動智能撿球，節(jié)省人力資源。
[0034]圖2為本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球方法的步驟流程圖。如圖2所示，本發(fā)明一種網(wǎng)球撿球機(jī)運(yùn)行軌跡控制與超聲波尋球方法，包括如下步驟:
[0035]步驟201，中央處理器根據(jù)紅外線循跡傳感器的檢測結(jié)果向驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)運(yùn)動指令，控制驅(qū)動系統(tǒng)，使撿球機(jī)沿基本路線行走。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，網(wǎng)球場邊沿的白色界線是智能網(wǎng)球撿球機(jī)行走的基本路線，在本步驟中，首先設(shè)定撿球機(jī)逆時針沿基本路線行走，撿球機(jī)把紅外線循跡傳感器的檢測結(jié)果輸送給中央處理器，中央處理器經(jīng)處