撿球機器人簡介

智能撿球機器人作者：田偉，郭蕭所在院校：北方民族大學一、 背景簡介隨著社會科技文明的不斷發(fā)展，智能化逐漸走進人們?nèi)粘Ｉ钪?。由于人們惰性帶來的一系列身體問題逐漸引起人們對體育運動的重視。如果能將體育運動中一些服務性的工作交給機器人來完成，那么體育運動就達到了一種自動化加娛樂性雙重效果了。介于此，我們由球場上散亂的球類入手，開發(fā)了此款智能撿球機器人。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。二、 硬件設(shè)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?qū)Ψ祷氐男盘栠M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(jīng)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(zhuǎn)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。三、 軟件設(shè)計系統(tǒng)物始化，打汗櫻整於1?系統(tǒng)物始化，打汗櫻整於1?―_開啟外0中斷（當需要避障時觸S}純c語

點對點顯示程序設(shè)計，舵機控制程序設(shè)計，以及機器人移動撿球部分的控制程序設(shè)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(xiàn)功能的接口部分的程序。四、撿球測試通過撿球原理與機械硬件結(jié)構(gòu)的結(jié)合，搭建出最終機器人模型。整體裝配過程中，需對攝像頭角度等進行測定范圍，將其視野能達到最大化用乒乓球來模擬目標球，散亂放置在指定區(qū)域中，進行在線調(diào)試，將所有參數(shù)設(shè)定到最佳之后，撿球機器人的初步調(diào)試工作完成，即可將程序燒錄到主控制器的FIASH中，實現(xiàn)機器人的脫機運行。接下來進行二次測試：分別在機器人近距離處的周邊放置乒乓球，依次檢查在不同球分布位置不同條件下的撿球動作執(zhí)行效果；然后將機器人周邊的球取走，檢查機器人在找不到球的情況下的動作執(zhí)行效果。完成以上測試后，再次調(diào)整實際運動所需的各項參數(shù)，再次檢查。經(jīng)過多次實際運行測試，機器人能夠基本順利進行各項動作。五、總結(jié)這個智能撿球機器人能夠大大減緩在乒乓球或者網(wǎng)球訓練過程中因人工收集而造成的效率低下，工作量大的弊端，并且設(shè)計的機器人撿球，更能提高人們對一些球類運動的積極性，一方面解決了人工方面的繁瑣工作，一方面提高了人們的興趣。在做這個項目時我們了解了許多關(guān)于撿球系統(tǒng)的功能，發(fā)現(xiàn)目前已有的撿球機器人種類較少，并且撿球動作的實現(xiàn)主要是通過機械手等機械裝置來撿球，這些撿球裝置多因為機械結(jié)構(gòu)的限制，，對于位于墻角和藏于障礙物之間的球類不能有效撿取，因而只適用于障礙物較少并且遠離墻壁的球類的撿取。介于此我們設(shè)計此機器人的硬件結(jié)構(gòu)搭建過程中，采用移動小車的模型，利用電機帶動收集輪的轉(zhuǎn)動來收集小球，因其體積較小，靈活性強，可以水平移動到角落等的優(yōu)點，有效解決了上述的各種弊端。另一方面，采用飛思卡爾系列的芯片，鑒于其內(nèi)核的強大，運算速度超快，信息量存儲較大，對于此類講求機器人的控制更是靈活，失誤率大大降低。但是同時由于我們?nèi)狈τ行У穆窂揭?guī)劃機制，有些球類的位