撿球機(jī)器人簡(jiǎn)介

智能撿球機(jī)器人作者：田偉，郭蕭所在院校：北方民族大學(xué)一、 背景簡(jiǎn)介隨著社會(huì)科技文明的不斷發(fā)展，智能化逐漸走進(jìn)人們?nèi)粘Ｉ钪?。由于人們惰性帶?lái)的一系列身體問(wèn)題逐漸引起人們對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的重視。如果能將體育運(yùn)動(dòng)中一些服務(wù)性的工作交給機(jī)器人來(lái)完成，那么體育運(yùn)動(dòng)就達(dá)到了一種自動(dòng)化加娛樂(lè)性雙重效果了。介于此，我們由球場(chǎng)上散亂的球類入手，開(kāi)發(fā)了此款智能撿球機(jī)器人。此機(jī)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(shí)時(shí)顯示，真正達(dá)到一種智能撿球的功能。二、 硬件設(shè)計(jì)該撿球機(jī)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(diǎn)并將其返回到k60主控中，然后軟件程序?qū)Ψ祷氐男盘?hào)進(jìn)行濾波等操作，將此信號(hào)對(duì)比分析并實(shí)時(shí)在液晶屏上顯示此信號(hào)，經(jīng)過(guò)一系列分析操作后，控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)小球的后方，并轉(zhuǎn)動(dòng)收納電機(jī)將球收入到指定位置，搜尋過(guò)程中，該機(jī)器人需在不同方位進(jìn)行搜尋，因此加入一個(gè)控制舵機(jī)，這樣便可以全方位，無(wú)死角的對(duì)各個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)和控制，以此便完成了一個(gè)智能撿球的任務(wù)。三、 軟件設(shè)計(jì)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(kāi)啟外0中斷（當(dāng)需要避障時(shí)觸S}純c語(yǔ)

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)顯示程序設(shè)計(jì)，舵機(jī)控制程序設(shè)計(jì)，以及機(jī)器人移動(dòng)撿球部分的控制程序設(shè)計(jì)，其中最復(fù)雜的當(dāng)屬所有模塊有邏輯的組合在一起，整體實(shí)現(xiàn)功能的接口部分的程序。四、撿球測(cè)試通過(guò)撿球原理與機(jī)械硬件結(jié)構(gòu)的結(jié)合，搭建出最終機(jī)器人模型。整體裝配過(guò)程中，需對(duì)攝像頭角度等進(jìn)行測(cè)定范圍，將其視野能達(dá)到最大化用乒乓球來(lái)模擬目標(biāo)球，散亂放置在指定區(qū)域中，進(jìn)行在線調(diào)試，將所有參數(shù)設(shè)定到最佳之后，撿球機(jī)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(shí)現(xiàn)機(jī)器人的脫機(jī)運(yùn)行。接下來(lái)進(jìn)行二次測(cè)試：分別在機(jī)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(dòng)作執(zhí)行效果；然后將機(jī)器人周邊的球取走，檢查機(jī)器人在找不到球的情況下的動(dòng)作執(zhí)行效果。完成以上測(cè)試后，再次調(diào)整實(shí)際運(yùn)動(dòng)所需的各項(xiàng)參數(shù)，再次檢查。經(jīng)過(guò)多次實(shí)際運(yùn)行測(cè)試，機(jī)器人能夠基本順利進(jìn)行各項(xiàng)動(dòng)作。五、總結(jié)這個(gè)智能撿球機(jī)器人能夠大大減緩在乒乓球或者網(wǎng)球訓(xùn)練過(guò)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(jì)的機(jī)器人撿球，更能提高人們對(duì)一些球類運(yùn)動(dòng)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(gè)項(xiàng)目時(shí)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(jī)器人種類較少，并且撿球動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)機(jī)械手等機(jī)械裝置來(lái)?yè)烨?，這些撿球裝置多因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，，對(duì)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(yuǎn)離墻壁的球類的撿取。介于此我們?cè)O(shè)計(jì)此機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)搭建過(guò)程中，采用移動(dòng)小車的模型，利用電機(jī)帶動(dòng)收集輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)收集小球，因其體積較小，靈活性強(qiáng)，可以水平移動(dòng)到角落等的優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)大，運(yùn)算速度超快，信息量存儲(chǔ)較大，對(duì)于此類講求機(jī)器人的控制更是靈活，失誤率大大降低。但是同時(shí)由于我們?nèi)狈τ行У穆窂揭?guī)劃?rùn)C(jī)制，有些球類的位