作品名稱:基于機器視覺智能撿球機器人
學校名稱:武漢城市職業學院
參賽隊伍:基于機器視覺智能撿球機器人
參賽學生:劉志新 劉權 屈龑
指導老師:李東
一、設計靈感
在現在的網球場上我們能看到一些智能的發球機,它可以起到很好的幫助球員練球的效果,但在球員打球的過程中這些球會散落在球場每一個角落,這些球還會威脅到球員的安全,介于此,我們由球場上散亂的球類入手,開發了此款智能撿球機器人。
二、設計思路
總體設計
此機器人以freescalek60芯片為主控,用兩只線性CCD模塊作為尋找小球的“眼睛”,并能將搜尋的圖像實時顯示,真正達到一種智能撿球的功能。此機器人以freescalek60芯片為主控,用兩只線性CCD模塊作為尋找小球的“眼睛”,并能將搜尋的圖像實時顯示,真正達到一種智能撿球的功能。
該系統軟件設計實在IAR Embedded Workbench 開發調試環境下采用純c語言編程實現的,該設計包括線性CCD采集圖像處理程序設計,液晶顯示屏點對點顯示程序設計,舵機控制程序設計,以及機器人移動撿球部分的控制程序設計,其中最復雜的當屬所有模塊有邏輯的組合在一起,整體實現功能的接口部分的程序。
硬件設計
該撿球機器人以飛思卡爾公司的kenitis系列的k60芯片作為主控芯片,利用兩只線性CCD作為傳感器采集視野中所有敏感點并將其返回到K60主控中,然后軟件程序對返回的信號進行濾波等操作,將此信號對比分析并實時在液晶屏上顯示此信號,經過一系列分析操作后,控制機器人運動到目標小球的后方,并轉動收納電機將球收入到指定位置,搜尋過程中,該機器人需在不同方位進行搜尋,因此加入一個控制舵機,這樣便可以全方位,無死角的對各個方向進行檢測和控制,以此便完成了一個智能撿球的任務。
應用前景
日本機器人協會的調查報告顯示,工業機器人未來的成長空間已經十分有限,反觀服務機器人將有大幅成長。雖然各種統計數據對機器人的種類劃分不是很統一,導致預測結果有差異,但都表明了服務機器人未來良好的發展態勢。
近年來在機器人領域,一種全新的、有蓬勃生命力的自主機器人已經出現并且迅速發展起來,這便是智能服務機器人。智能服務機器人是一種半自主或全自主的機器人,按照應用環境的分類,它同軍用機器人、娛樂機器人、水下機器人等共同劃分到不同于工業機器人的特種機器人行列。
目前,國內還沒有專門從事智能網球拾取機器人的服務及產品,屬于有待開發的市場。我國現有網球場約85475所,網球運動人口864萬,且運動人口數量每年以10%~ 12%的速度增長,市場潛力巨大。目前市場上存在的專門從事網球撿球的球童數量較少,且人員素質較差,多為網球場臨時雇傭工作。據調查,球童工資為7元/每小時,年收入約為6120元,而一般智能網球拾取機器人價格約5000元/臺。網球場引進這種智能機器人產品,既節省開支,也滿足了網球愛好者對時尚的追求。