一种双模智能捡球机器人

信息通信

INFORMATION & COMMUNICATIONS

2017

(Sum. No 172)

一种双模智能捡球机器人

马飞

(无锡工艺职业技术学院电子信息系，江苏宜兴214206)

摘要:提出一种双模智能减球机器人，可以在自动捡球模式和遥控捡球模式下工作。在遥控捡球模式下，通过控制终端

的无线手柄根据实时视频控制捡球机器人的行驶状态及捡球符为;在自动捡球摸式下捡球机器人自动探测障碍物、方向 和方位等数据，经多信息融合算法来控制捡球机器人的行进及自动捡球行为。机器人周围的多个传感器能有效地识别

包括墙壁和人在内的各类障碍物。通过自身摄像头可实现远程收集场图像地信息并实时传输到Android智能手机和笔 记本电脑，以达到实时监控现场并辅助操控人员控制机器人动作的目的。

关键词:双模;捡球;机器人；自动;遥控中图分类号:TP242 文献标识码:A

文章编号:1673-1131(2017 )04-0049-02

A dual-mode intelligent robot to pick up the ball

MaFei

(Department of Electronic lbfarma1i〇D,Wuxi Institute of Arts and Technology. YiXing 214206,China)

Abstract: In Hus paper, a dual mode intelligent ball robot, can be in automatic mode and remote mode to pick up the ball to pick up the ball. In remote control mode to pick up the ball with a controlling termmal wireless controller based on real-time video control state of the motion of the robot to pick up the ball and ball behavior; In automatic mode to pick up the ball ball robot automatically detect obstacles, direction and location data, such as the multiple infomiation fiision algorithm to control the travel of the robot to pick up the ball and automatic behavior to pick up the ball. Robot around multiple sensors can efiTectively identify, including walls and people, all kinds of obstacles. Through fheir own camera which can realize remote images to collect field information and real-time transmission to the Android smartphones and laptops, in order to achieve real-time monitaring site and auxiliary operators control tiie robot movement.Key words: dual-mode; pick up the ball; robot; automatic;remote control

用嵌入式系统技术结合无线通信技术来完成捡球机器人的控 制，将大大提髙捡球机器人控制的便利性，并降低人工成本。 本文设计了一种双模智能捡球机器人控制系统，可在自动捡 球模式和遥控捡球模式下工作，可以实现一次捡多个球，具有

很髙的工作效率。

0引言

乒乓球、网球场馆的捡球工作是一项繁重的体力劳动，人 工捡球费时费力，且效率不髙。近年来，人们不断尝试用智能 机器人M代替人工来从事此项工作。嵌入式系统技术的迅速 发展使捡球机器人_的智能化、自动化、小型化成为可能，采

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动作行为进行采集识别分析；④根据分析结果使灯具自动调 节光照强度和灯光颜色;⑤延时2.5ms，继续循环;系统软件设

4结语

随着通信技术、计算机技术、控制技术的发展和人们的生活质量的提髙,家居智能化正成为国内外的一个研究热点。本文设计了一款基于行为识别和单片机的智能照明系统，此系统不仅可以提高照明系统的智能化、人性化和信息化，还对节约电能的消耗也起到了很大的作用。

计图如图2所示。

参考文献：

[1] 段晨旭，王公仆，谢秀颖.浅析智能照明技术[J].现代建筑电

气，2013(S1).[2] 张启明.基于ZigBee的智能照明系统的设计[D].武汉:武 汉理工大学,2010.[3] 骆华，黄勇坚，刘伟，周子力,曹海燕.基于ZigBee和STM32

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明系统设计[J].重庆理工大学学报(自然科学)，2016(6).[5]

郭强,刘志峰，张爱平,王建华.基于STC89C52单片机的智 能交通灯控系统设计[J]•机电一体化2008(11).

[6] 李瑞锋,王亮亮，王珂.人体动作行为识别研究综述[J].模式

识别与人工智能,2014.

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信息通信1机器人组成

本文设计的双模智能捡球机器人，包括双模式智能捡 球机器人、通信网络、外围设备。双模式智能捡球机器人可 在自动捡球模式和遥控捡球模式下工作；多个传感器的并 联能有效的避开墙壁和人在内的各类障碍物；在结构设计 上通过旋转叶轮式捡球结构可以实现一次捡多个球，具有 很高的工作效率；通过自身安装的摄像头可实现自主收集 场地图像信息。

2控制系统

该双模智能捡球机器人由信息采集系统、信息处理系统、 遥控系统、执行机构、捡球装置组成，可在自动捡球模式、遥 控捡球模式两种工作模式下工作。控制系统结构图，如图1 所示。

图1机器人控制系统

2.1系统总体设计

在遥控捡球模式下，USB摄像头1-20将采集到的现场图 像信息经第四MCU1-19控制的无线网卡1-34通过第一无线 通讯网络2发送到Android智能手机4和笔记本电脑5,操控 人员借助Android智能手机4和笔记本电脑5显示的现场图 像信息控制双模智能捡球机器人1的运动和捡球行为。在自动捡球模式下：双模智能捡球机器人1周围的第一

触须传感器1-1、第一近红外传感器1-2、第二触须传感器1-3、 第三触须传感器1-6、第二近红外传感器1-7、第三近红外传感 器1-9、第四触须传感器1-10将采集到的环境数据发送到第二 MCU1-17处理，第二MCU1-17按照处理后的结果控制第一舵 机1-11、第二舵机1-12、第三航机1-22、第四舵机1-23转动达 到避开障碍物的目的，第一 MCU1-16控制第五舵机1-15持续 转动，第五舵机1-15控制捡球叶轮1-8转动，双模智能捡球机 器人1在行进过程中利用捡球叶轮1-8的转动将行进路线上 的球体捡起并存放于储球盒中。2.2 MCU设计

如图2所示，在自动捡球模式下，双模智能捡球机器人1 周围的第一触须传感器1-1、第一近红外传感器1-2、第二触 须传感器1-3、第三触须传感器1-6、第二近红外传感器1-7、 第三近红外传感器1-9、第四触须传感器1-10将采集到的数 据发送到第二MCU1-17,第二MCU1-17控制第一舵机 1-11、第二舵机1-12、第三舵机1-22、第四舵机1-23转动以

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马飞:一种双模智能捡球机器人

达到避开障碍物的目的，第五舵机1-15控制捡球叶轮1-8转 动将途径的球体捡起。在遥控捡球模式下，USB摄像头1-20 将采集到的现场图像信息经第四MCU1-19控制的无线网卡 1-34通过第一无线通讯网络2发送到Android智能手机4 和笔记本电脑5,操控人员应用无线手柄6经第二无线通讯 网络3通过无线模块1-31控制第一舵机1-11、第二舵机 1-12、第三舱机1-22、第四舱机1-23的转动以实现避障、找 球等行为。

图2 MCU结构图

3结语

综上所述，双模智能捡球机器人能够在自动捡球模式和遥控捡球模式下捡取乒乓球、网球等球体，双模工作模式相互结合的特点可以使捡球机器人适应各种类型的球场环境，实现机器人髙效捡球的目的。

参考文献：

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基金项目：2016年江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（201613749002Y)。

作者简介:马飞(1985-),男，助教，山西太原人，硕士研究生，研究方向：智能信息处理、RFID系统、智能交通系统、服务型移动机器人控制。