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1、(10)申请公布号 CN 103721383 A(43)申请公布日 2014.04.16CN103721383A(21)申请号 201310655277.3(22)申请日 2013.12.06A63B 47/02(2006.01)A63B 67/04(2006.01)(71)申请人王京地址 100026 北京市朝阳区小关东里八号院5楼4门102号(72)发明人王京(54) 发明名称一种捡乒乓球机器人的新型设计方案(57) 摘要本发明提供一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，包括单目视觉部分、机器人部分、上位控制部分，所述单目视觉部分、机器人部分、上位控制部分之间通过无限信号进行通讯，所述机器人部分。
2、包括移动平台、机械手、电机箱，所述电机箱固定于所述移动平台上，所述机械手固定于所述电机箱上，所述移动平台、机械手均由所遇电机箱提供动力，所述移动平台上还固定有控制器、无线信号接收器，所述无线信号接收器、控制器、机械手依次相连。其有益效果是：降低人工劳动强度，方便实现场馆内乒乓球的定位，保证机器人能够有效自主捡起乒乓球。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图3页(10)申请公布号 CN 103721383 ACN 103721383 A1/1页21.一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，包括单。
3、目视觉部分（1）、机器人部分（2）、上位控制部分（3），其特征在于，所述单目视觉部分（1）、机器人部分（2）、上位控制部分（3）之间通过无限信号进行通讯，所述机器人部分（2）包括移动平台（21）、机械手（22）、电机箱（23），所述电机箱（23）固定于所述移动平台（21）上，所述机械手（22）固定于所述电机箱（23）上，所述移动平台（21）、机械手（22）均由所遇电机箱（23）提供动力，所述移动平台（21）上还固定有控制器（24）、无线信号接收器（25），所述无线信号接收器（25）、控制器（24）、机械手（22）依次相连。2.根据权利要求1中所述的一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，其特征在于，。
4、所述单目视觉部分（1）包括图像采集模块（11）、图像发送模块（12），所述图像发送模块（12）可以向所述上位控制部分（3）发送图像信号。3.根据权利要求1中所述的一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，其特征在于，所述上位控制部分（3）包括图像接收模块、图像处理模块、标定模块、跟踪控制模块、控制信号输出模块，所述图像接收模块、图像处理模块、标定模块、控制吸纳后输出模块依次相连，所述跟踪控制模块与所述控制信号输出模块相连。4.根据权利要求1中所述的一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，其特征在于，所述机械手（22）为六自由度机械手。5.根据权利要求2中所述的一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，其特征在于，所。
5、述图像采集模块（11）为彩色CD摄像机。权 利 要 求 书CN 103721383 A1/3页3一种捡乒乓球机器人的新型设计方案技术领域0001 本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种捡乒乓球机器人的新型设计方案。 背景技术0002 在乒乓球场馆，特别是训练场地，在打球过程中或打完球后，会有大量乒乓球散落在场地上。如果有一种机器人能自动将球捡起并放到指定的位置，可以有效减少人的劳动强度；同时，乒乓球是一种供人欣赏的竞技比赛项目，如果在乒乓球比赛场地有一个捡乒乓球机器人，不仅可以帮运动员捡乒乓球，同时也可以增加竞技比赛的趣味性及可观赏性。 发明内容0003 针对上述需求，本发明的目的在于提供一种捡。
6、乒乓球机器人的新型设计方案。 0004 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，包括单目视觉部分、机器人部分、上位控制部分，所述单目视觉部分、机器人部分、上位控制部分之间通过无限信号进行通讯，所述机器人部分包括移动平台、机械手、电机箱，所述电机箱固定于所述移动平台上，所述机械手固定于所述电机箱上，所述移动平台、机械手均由所遇电机箱提供动力，所述移动平台上还固定有控制器、无线信号接收器，所述无线信号接收器、控制器、机械手依次相连。 0005 所述单目视觉部分包括图像采集模块、图像发送模块，所述图像发送模块可以向所述上位控制部分发送图像信号。 0006 所述上位控。
7、制部分包括图像接收模块、图像处理模块、标定模块、跟踪控制模块、控制信号输出模块，所述图像接收模块、图像处理模块、标定模块、控制吸纳后输出模块依次相连，所述跟踪控制模块与所述控制信号输出模块相连。 0007 所述机械手为六自由度机械手。 0008 所述图像采集模块为彩色CD摄像机。 0009 本发明由于采取以上技术方案，其有益效果为： 1、本发明的机器人本体由一轮式移动平台和安置在其上的一个6自由度机械手组成，这种结构不仅可以有效保障在场馆内捡起乒乓球，而且具有很好的可观赏性；2、本发明的机器人配置多种传感器，可以自主完成相应任务，降低人工劳动强度；3、本发明的机器人由一单目视觉系统及放置在移动。
8、平台上的辅助定位标识组成，可以很方便实现场馆内乒乓球的定位，保证机器人能够有效自主捡起乒乓球；4、本发明的机器人单目视觉系统采用彩色CCD并基于图像的RGB信息很简单地从复杂背景中提取出乒乓球的特征信息。 0010 本发明的机器人也可以应用到具有同样特征的其它物体的拾取。 附图说明0011 图1是本发明结构示意图； 图2是本发明的机器人部分结构示意图；说 明 书CN 103721383 A2/3页4图3是发明用于捡乒乓球的步骤流程图；图4是本发明上位控制部分的原理框图；图5是本发明的定位原理图；图中，1、单目视觉部分；11、图像采集模块；12、图像发送模块；2、机器人部分；21、移动平台；22。
9、、机械手；23、电机箱；24、控制器；25、无线信号接收器；3、上位控制部分。具体实施方式0012 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。 0013 如图1、图2、图4所示，一种捡乒乓球机器人的新型设计方案，包括单目视觉部分1、机器人部分2、上位控制部分3，所述单目视觉部分1、机器人部分2、上位控制部分3之间通过无限信号进行通讯，所述机器人部分2包括移动平台21、机械手22、电机箱23，所述电机箱23固定于所述移动平台21上，所述机械手22固定于所述电机箱23上，所述移动平台21、机械手22均由所遇电机箱23提供动力，所述移动平台21上还固定有控制器24、无线信号接收器25，所述无线信号。
10、接收器25、控制器24、机械手22依次相连。 0014 所述单目视觉部分1包括图像采集模块11、图像发送模块12，所述图像发送模块12可以向所述上位控制部分3发送图像信号。 0015 所述上位控制部分3包括图像接收模块、图像处理模块、标定模块、跟踪控制模块、控制信号输出模块，所述图像接收模块、图像处理模块、标定模块、控制吸纳后输出模块依次相连，所述跟踪控制模块与所述控制信号输出模块相连。 0016 所述机械手22为六自由度机械手。 0017 所述图像采集模块11为彩色CD摄像机。 0018 单目视觉部分1主要用来实时采集其视觉范围内的图像信息并将信息通过无线方式发送给上位控制部分3。其中，图像。
11、采集模块11为一彩色CCD摄像机，用来采集其视觉范围内的图像信息；图像发送模块12用来将采集到的图像信息通过无线方式发送给上位控制部分3。 0019 机器人部分2用来执行上位控制部分3命令，负责捡起乒乓球并将其送到指定地方。其中，移动平台21为一轮式移动平台，携带机械手22，并负责将机械手运送到能够正确抓取乒乓球及放置乒乓球的位置，当移动平台21达到指定位置后，机械手22执行相应动作，实现抓取及放置乒乓球；电机箱23用来驱动移动平台21和机械手22；控制器24执行无线信号接收器25接收的上位控制部分3的控制命令，通过电机箱23控制机器人部分2运动；无线信号接收器25通过无线方式接收上位控制部分。
12、3的命令并传给控制器24。 0020 上位控制部分3通过无线方式接收单目视觉部分1采集的图像信息，对图像信息进行处理并根据任务要求转换成相应的控制命令，然后通过无线方式将控制命令发送给机器人部分2，控制机器人完成给定的任务。其中，图像接受模块通过无线方式接收单目视觉部分1采集的图像信息并将其传给上位控制部分3。 0021 如图3所示，本发明的工作流程如下： 步骤201：启动系统开始按钮，系统开始工作；步骤211：图像接收模块采集单目视觉系统视野中的图像信息，获得当前彩色图像；步骤212：图像处理模块基于彩色图像的RGB信息对图像进行处理，从复杂背景中提取说 明 书CN 103721383 A3。
13、/3页5出当前乒乓球及定位靶标的特征信息；步骤214：系统标定即当乒乓球与机器人处于最佳抓取的位置时，通过图像接收模块及图像处理模块获得理想乒乓球及定位靶标的特征信息；步骤213：跟踪控制模块根据当前乒乓球及定位靶标的特征信息及理想的乒乓球及定位靶标的特征信息并根据规定的控制策略，生成机器人的控制命令；步骤221：判断移动平台21是否需要转向；步骤2151：控制信号输出模块给移动平台21发送转向命令；步骤216：移动平台21根据转向命令，进行转向；步骤222：判断移动平台21是否需要移动；步骤2151：控制信号输出模块给移动平台21发送移动命令；步骤217：移动平台21根据移动命令，进行移动；。
14、步骤2153：当移动平台21的位置和方向调整好后，上位机的控制信号输出模块给机械手22发送乒乓球抓取命令；步骤218：机械手22按预先设好的动作进行运动，直到抓取乒乓球并放置到预定位置；步骤223：判断捡乒乓球任务是否结束；步骤202：按任务结束按钮，结束任务。0022 如图5所示，图像特征为在视觉系统图像坐标系中提取出的乒乓球圆心C、定位靶标圆心A、B及A和B的中点O；所谓控制策略如下： 当CO的距离等于L，即LCO=L：移动平台运动移动到位当CO的距离大于L，即LCOL：移动平台需要向前移动当CO的距离小于L，即LCOL：移动平台需要向后移动当三角形中CBA的角度等于CAB的角度，即 ：移动平台转向到位当三角形中CBA的角度大于CAB的角度，即：移动平台需要向左转动当三角形中CBA的角度小于CAB的角度，即：移动平台需要向右转动本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。说 明 书CN 103721383 A1/3页6图1图2说 明 书 附 图CN 103721383 A2/3页7图3说 明 书 附 图CN 103721383 A3/3页8图4图5说 明 书 附 图CN 103721383 A。