科技与创新 ┃ Science and Technology & Innovation·140·2019 年 第 04 期文章编号：2095－6835（2019）04－0140－02智能网球收集车何嘉良，邱煜焜，桂 缀（武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070）摘 要：随着社会的进步和全民运动的发展，网球运动近年来大受人们的欢迎，但对很多球员来说，网球捡球也是令人头疼的一大问题，散落在四周的网球使网球捡球人员的工作量变得巨大。针对这一问题，设计了一种基于摄像头识别技术的智能网球收集车。作品采用了智能车的摄像头识别技术以及 PID 控制算法，控制网球收集车在网球场的行走以及定位，实现网球的自动化收集及收集车的稳定控制；...
科技与创新 ┃ Science and Technology & Innovation1402019 年 第 04 期文章编号：2095－6835（2019）04－0140－02智能网球收集车何嘉良，邱煜焜，桂 缀（武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070）摘 要：随着社会的进步和全民运动的发展，网球运动近年来大受人们的欢迎，但对很多球员来说，网球捡球也是令人头疼的一大问题，散落在四周的网球使网球捡球人员的工作量变得巨大。针对这一问题，设计了一种基于摄像头识别技术的智能网球收集车。作品采用了智能车的摄像头识别技术以及 PID 控制算法，控制网球收集车在网球场的行走以及定位，实现网球的自动化收集及收集车的稳定控制；利用机械臂和机械爪抓手实现对场地墙边球和凳下球等容易遗漏并且较难收集的球进行收集。关键词：网球；摄像头；自动化；收集车中图分类号：G845 文献标识码：A DOI：i.kjycx.2019.04.1401 作品背景及意义随着经济发展和社会的进步，网球运动近年来大受人们的欢迎，越来越多的人们开始逐渐参与网球运动，但对于很多业余选手来说网球的捡球是一大问题。对于很多在训练场中的业余选手来说，通常都是两人一组，其中一个人会拖着一辆网球车在球网的另一侧给另一个人喂球，多数情况下当一车的球都打光后，两个人就会一起去捡球，所以，在大多数的网球YY易游体育平台训练场中总是能看到大量的网球散落在四面八方，捡球往往会浪费很多时间，同时，如果网球散落在四周不去处理，则容易丢球。基于以上背景，本项目组设计了这一款基于摄像头识别技术的智能网球收集车。2 系统设计2.1 系统整体组成及工作流程智能网球收集车由机械爪网球收集结构、双驱动差动轮底盘结构和摄像头智能识别三部分组成，如图 1 所示。图 1 装置整体图智能网YY易游体育平台球收集车车长约 0.3 m，宽 0.2 m，高 0.2～0.3 m，车身整体体积比较小，轻小的网球收集车可快速、自由地在网球场中穿梭。本项目的装置采用摄像头智能识别技术，以模仿并简化人手设计的机械爪作为收集装置，配有可开合式箱形网球储存空间，网球储存箱可以挂载在小车的后面，也可以拆开使用，由电机带动小车车轮运动前进。小车为左右驱动，并排的两个轮同时驱动，通过差速进行转弯，摄像头负责识别网球的所在位置，将图像信息处理好后提供给单片机，由单片机实现对网球收集车的智能控制。网球运动员训练完后，将智能网球收集车放到球场上，开启智能网球收集车后，网球收集车开始通过摄像头智能识别网球散落点，通过控制电机及电机行驶到网球前面，通过舵机的控制，利用机械爪抓取网球放入收集箱内。收集部分和储存部分为可拆分式，储存部分通过收集部分尾部的尾钩连接在一起。网球储存结构可以放置在网球场地上不动，由网球收集车将网球收集放入，也可搭载在网球收集车后方，收集网球后马上储存起来。2.2 机械部分设计2.2.1 网球收集结构机械爪被广泛应用于各种物品的加持以及收集工作中，因机械爪的活动性好、自由度高。本装置网球收集装置同样采用机械爪收集结构对网球进行收集。机械爪用于收集网球，可类似于人手，收集到边角的一些通过其他方式较难收集的网球，轻便、小巧的收集车使网球的收集率更高，机械爪使收集网球更精准，减少漏收、收集不到的情况发生。机械爪可以车身为基准，绕 Z 轴 360旋转，也可以直接从前方夹取球后向后翻转将球放入收集箱中。2.2.2 网球储存结构网球储存结构整体外形为箱型，上方可以开合，运动员可以打开小车上方盖子取出网球使用，箱体底部安装有几层布质收集隔层，通过细绳了解到箱体后侧收紧装置，可通过触发箱体后侧收紧装置拉动隔层，将收集好的一层网球拉到
