一种网球自动捡球机

1.本实用新型涉及到体育周边器材领域，具体是一种网球自动捡球机。


背景技术：

2.网球运动深受人们的喜爱并具有一定的运动普及度，但是专业的网球比赛或者训练场合中，需要比赛完毕或训练完毕后需要专人对球实施回收，不仅浪费体力增加了相应的人工成本，而且捡球的效率不高，容易漏球；所以现有的技术需要一种可以对网球进行全自动化的回收，节约人力、物力和时间成本，提高网球训练效率以及运动效率的网球自动捡球机。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种网球自动捡球机，以解决上述背景技术中所提到的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种网球自动捡球机，包括：底板、摄像杆、摄像头、控制电路板、轮架、轮框、连接栅杆、凹形槽、防滑凸点、铜柱、第一行进轮、第一电机、第二行进轮、第二电机、蓄电池、取球口、弹力绳；所述底板为一平板结构，底板上设有一凹形槽，凹形槽两侧各设有一轮架，每个轮架顶端均通过轴承配合有一轮框，共两组轮框，两组轮框之间采用多组圆周阵列的连接栅杆连接固定，底板后方的两侧下方各自固定有一电动机分别为第一电机、第二电机，第一电机的输出轴连接第一行进轮，第二电机的输出轴连接第二行进轮，底板的上表面固定有一蓄电池和控制电路板，底板上表面的凹形槽后方正中位置固定有一竖杆结构的摄像杆，摄像杆顶端固定有至少一组摄像头，摄像头的朝向为向前设置。
6.优选的，所述连接栅杆的圆周阵列中心和轮框的轴心同心。
7.优选的，所述轮框的的外圆周面上设有以轮框的轴心呈圆周阵列的防滑凸点。
8.优选的，所述蓄电池为可充电电池，蓄电池利用导线和控制电路板的供电端连接，摄像头通过导线和控制电路板的信号采集端电连接，第一电机、第二电机通过导线和控制电路板的信号输出端电连接。
9.优选的，所述控制电路板底部通过铜柱和螺钉固定在底板上表面。
10.优选的，所述控制电路板上有集成图像采集模块。
11.优选的，所述摄像头采用鱼眼摄像头或者鱼眼摄像头和普通摄像头同时使用。
12.优选的，所述连接栅杆中，相邻的连接栅杆之间的间距略小于网球的直径。
13.优选的，所述轮框上设有至少三组取球口,每组取球口上均外覆有一弹力绳。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过底板、摄像杆、摄像头、控制电路板、轮架、轮框、连接栅杆、凹形槽、防滑凸点、铜柱、第一行进轮、第一电机、第二行进轮、第二电机、蓄电池、取球口、弹力绳的设立；首先摄像头收集装置前方的地面信息，并传递给控制电路板上的集成图像采集模块，集成图像采集模块判断地面上是否出现有网球，如果有
则建立平面坐标(如果存在多个网球，锁定其中一个网球)，并控制电路板控制第一电机、第二电机转动，进而分别带动第一行进轮、第二行进轮运动，进而带动装置整体前行，可以通过一电机、第二电机之间的转速差控制装置整体转向，当装置运动到网球处时，会让轮框、连接栅杆整体从网球上碾压过去，因为相邻的连接栅杆之间的间距略小于网球的直径，又因为装置的自重，所以网球会发生弹性形变并从相邻的连接栅杆之间进入到轮框、连接栅杆整体内部完成收集，如此往复将场地上的可视网球全面捡拾，可以对网球进行全自动化的回收，节约了人力、物力和时间成本，提高了网球训练效率以及运动效率。
附图说明
15.图1为一种网球自动捡球机的立体结构示意图。
16.图2为一种网球自动捡球机的背侧结构示意图。
17.图3为一种网球自动捡球机的底侧结构示意图。
18.图4为一种网球自动捡球机的底侧结构示意图的软件总体框图。
19.图中：1、底板；2、摄像杆；3、摄像头；4、控制电路板；5、轮架；6、轮框；7、连接栅杆；8、凹形槽；9、防滑凸点；10、铜柱；11、第一行进轮；12、第一电机；13、第二行进轮；14、第二电机；15、蓄电池；16、取球口；17、弹力绳。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种网球自动捡球机，包括：底板1、摄像杆2、摄像头3、控制电路板4、轮架5、轮框6、连接栅杆7、凹形槽8、防滑凸点9、铜柱10、第一行进轮11、第一电机12、第二行进轮13、第二电机14、蓄电池15、取球口16、弹力绳17；所述底板1为一平板结构，底板1上设有一凹形槽8，凹形槽8两侧各设有一轮架5，每个轮架5顶端均通过轴承配合有一轮框6，共两组轮框6，两组轮框6之间采用多组圆周阵列的连接栅杆7连接固定，底板1后方的两侧下方各自固定有一电动机分别为第一电机12、第二电机14，第一电机12的输出轴连接第一行进轮11，第二电机14的输出轴连接第二行进轮13，底板1的上表面固定有一蓄电池15和控制电路板4，底板1上表面的凹形槽8后方正中位置固定有一竖杆结构的摄像杆2，摄像杆2顶端固定有至少一组摄像头3，摄像头3的朝向为向前设置。
22.所述连接栅杆7的圆周阵列中心和轮框6的轴心同心。
23.所述轮框6的的外圆周面上设有以轮框6的轴心呈圆周阵列的防滑凸点9。
24.所述蓄电池15为可充电电池，蓄电池15利用导线和控制电路板4的供电端连接，摄像头3通过导线和控制电路板4的信号采集端电连接，第一电机12、第二电机14通过导线和控制电路板4的信号输出端电连接。
25.所述控制电路板4底部通过铜柱10和螺钉固定在底板1上表面。
26.所述控制电路板4上有集成图像采集模块。
27.所述摄像头3采用鱼眼摄像头或者鱼眼摄像头和普通摄像头同时使用。
28.所述连接栅杆7中，相邻的连接栅杆7之间的间距略小于网球的直径。
29.所述轮框6上设有至少三组取球口16,每组取球口16上均外覆有一弹力绳17。
30.本实用新型的工作原理是：使用时，首先对控制电路板4上的集成图像采集模块进行深度学习锻炼，让其能够对网球有百分之九十五以上的准确率时，开始投入工作，首先摄像头3收集装置前方的地面信息，并传递给控制电路板4上的集成图像采集模块，集成图像采集模块判断地面上是否出现有网球，如果有则建立平面坐标(如果存在多个网球，锁定其中一个网球)，并控制电路板4控制第一电机12、第二电机14转动，进而分别带动第一行进轮11、第二行进轮13运动，进而带动装置整体前行，可以通过一电机12、第二电机14之间的转速差控制装置整体转向，当装置运动到网球处时，会让轮框6、连接栅杆7整体从网球上碾压过去，因为相邻的连接栅杆7之间的间距略小于网球的直径，又因为装置的自重，所以网球会发生弹性形变并从相邻的连接栅杆7之间进入到轮框6、连接栅杆7整体内部完成收集，如此往复将场地上的可视网球全面捡拾，捡拾完毕后，从取球口16取出网球即可，所述弹力绳17为弹性会在装置收集网球时防止网球从取球口16脱出；本实用新型图像采集模块，由于球场相对较大，故本项目采用鱼眼摄像头用于整个球场监视，鱼眼摄像头初步考虑使用raspberry pi camera，为500万像素、160度视角鱼眼摄像头；但对于机器人附近区域将处于鱼眼图像的最外沿，畸变会非常严重，本项目将采用一普通摄像头对机器人网球收集范围内区域进行监视，从而最终引导网球回收；控制单元本方案将采用两个主要cpu，分别为视频采集处理cpu，机器人控制cpu，视频采集处理cpu将采用树莓派，主要用于鱼眼摄像头视频采集及处理与普通摄像头视频的采集及处理；机器人控制cpu将采用stm32f407vgt6，主要用于与树莓派通信和控制机器人平台。
31.软件处理主要包括系统总控、鱼眼视频的实时校正、网球检测识别、小车控制4个模块，其总体框图如图4所示；鱼眼视频的实时校正，由于鱼眼视频存在较大畸变，在进行网球的检测之间需要把其校正为正常视频图像，本文将采用通过在线下电脑上通过基于标定的鱼眼校正算法获得鱼眼畸变参数，然后将鱼眼校正过程生成为一个映射表，再将映射表导入树莓派嵌入式平台，从而最终在嵌入式平台上通过查表法对鱼眼视频进行快速校正；网球检测识别主要完成确定网球的大概方位，针对校正对后的鱼眼及普通摄像头采集的图像信息通过基于颜色及形状特征的对比，识别网球并确定大概位置；小车控制用于控制小车的移动和回收装置的回收，通过pid控制算法达到精准的控制；(所述控制电路板4的深度学习算法和对第一电机12、第二电机14的具体控制原理均采用现有技术中极为常见的视觉网络算法和控制原理，固省略具体算法原理和控制原理以及控制电路)。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
33.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
35.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内；不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。