本實(shí)用新型屬于體育器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能乒乓球撿球機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，各高校體育館或者體育學(xué)院都忽視了將球發(fā)出后再撿回來的問題，很多訓(xùn)練乒乓球的場所還是采用人工撿球的方法，這樣做不僅僅耗費(fèi)了大量的時(shí)間，也消耗了人的體力。我國作為乒乓球大國，乒乓球普及率非常高，研究乒乓球撿球設(shè)備同樣具有重要意義。因此，通過乒乓球撿球機(jī)，在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)簡單方便、輕松地將乒乓球撿起，將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有研發(fā)的乒乓球撿球機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對乒乓球的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)撿取，并通過紅外線傳感器對周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能，但自動(dòng)識(shí)別功能實(shí)現(xiàn)難度大，且不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電，效率低，成本高。

現(xiàn)有的非智能乒乓球撿球機(jī)，需要考慮撿球者的高度設(shè)計(jì)手拉推架，消耗人力還浪費(fèi)時(shí)間；現(xiàn)有智能乒乓球撿球機(jī)，能實(shí)現(xiàn)電子智能控制撿球，但就是需要用攝像頭獲取最大化的視覺信息，通過某種抽象的算法識(shí)別乒乓球，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電，不能實(shí)現(xiàn)裝滿報(bào)警功能。

現(xiàn)有乒乓球撿球機(jī)結(jié)構(gòu)集成復(fù)雜，對不同場地的適應(yīng)能力較差、智能化程度低、穩(wěn)定性差、準(zhǔn)確性低、無法自動(dòng)充電、無法實(shí)時(shí)全方位檢測訓(xùn)練場乒乓球位置、安裝調(diào)試復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的現(xiàn)有乒乓球撿球機(jī)結(jié)構(gòu)集成復(fù)雜，對不同場地的適應(yīng)能力較差、智能化程度低、穩(wěn)定性差、準(zhǔn)確性低、無法自動(dòng)充電、無法實(shí)時(shí)全方位檢測訓(xùn)練場乒乓球位置、安裝調(diào)試復(fù)雜問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的智能乒乓球撿球機(jī)。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種智能乒乓球撿球機(jī)，該智能乒乓球撿球機(jī)包括：

用于對乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)的乒乓球進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤，生成并輸出乒乓球全景視覺成像信號(hào)的全景視覺成像裝置；

用于對乒乓球訓(xùn)練場周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障，生成并輸出紅外巡檢信號(hào)的紅外巡檢裝置；

與所述全景視覺成像裝置及紅外巡檢裝置相連接，用于接收所述全景視覺成像裝置輸出的乒乓球全景視覺成像信號(hào)及所述紅外巡檢裝置輸出的紅外巡檢信號(hào)，并輸出控制指令的中央處理器；

與所述中央處理器相連接，用于接收所述中央處理器輸出的控制指令，對乒乓球訓(xùn)練場進(jìn)行移動(dòng)巡邏的移動(dòng)巡邏裝置；

與所述中央處理器相連接，用于接收所述中央處理器輸出的控制指令，自動(dòng)撿取乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)乒乓球的自動(dòng)撿球裝置；

用于對智能乒乓球撿球機(jī)進(jìn)行自動(dòng)充電的自動(dòng)充電模塊。

進(jìn)一步，所述全景視覺成像裝置包括：超聲波傳感器、圖像傳感器、舵機(jī)，所述超聲波傳感器及圖像傳感器安裝在所述舵機(jī)的搖臂上，所述超聲波傳感器及圖像傳感器與所述中央處理器相連接，所述舵機(jī)也與所述中央處理器相連接。

進(jìn)一步，所述圖像傳感器采用線性列陣CCD圖像傳感器。

進(jìn)一步，所述紅外巡檢裝置包括：第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器、第四紅外傳感器，所述第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器及第四紅外傳感器分別安裝在所述智能乒乓球撿球機(jī)的邊緣轉(zhuǎn)角處，所述第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器及第四紅外傳感器分別與所述中央處理器相連接。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)巡邏裝置包括：移動(dòng)巡邏處理器、移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器、移動(dòng)巡邏電機(jī)、移動(dòng)巡邏輪，所述移動(dòng)巡邏處理器的輸入端與所述中央處理器相連接，所述移動(dòng)巡邏處理器的輸出端與所述移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器相連接，所述移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器與所述移動(dòng)巡邏電機(jī)相連接，所述移動(dòng)巡邏電機(jī)與所述移動(dòng)巡邏輪傳動(dòng)連接。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)巡邏裝置中設(shè)置有四個(gè)移動(dòng)巡邏電機(jī)及移動(dòng)巡邏輪。

進(jìn)一步，所述自動(dòng)撿球裝置包括：吸球器、儲(chǔ)球桶，所述儲(chǔ)球桶安裝在所述吸球器的出球位置；

所述吸球器包括：吸球管、出球管、吸球風(fēng)扇，所述吸球風(fēng)扇安裝在靠近所述出球管的一側(cè)。

進(jìn)一步，所述自動(dòng)充電模塊包括：充電接口模塊、插座模塊，所述充電接口模塊與所述插座模塊相連接，所述充電接口模塊固定在智能乒乓球撿球機(jī)上，所述插座模塊固定在墻面或地面，當(dāng)智能乒乓球撿球機(jī)檢測到電量不足，自動(dòng)巡航到插座模塊位置進(jìn)行無線充電。

進(jìn)一步，所述插座模塊包括：市電接入模塊、有源功率因數(shù)校正模塊、變頻模塊、發(fā)射線圈，所述市電接入模塊的輸入端與工頻50Hz的市電相連接，所述市電接入模塊的輸出端與所述有源功率因數(shù)校正模塊相連接，所述有源功率因數(shù)校正模塊與所述變頻模塊相連接，所述變頻模塊與所述發(fā)射線圈相連接；

所述充電接口模塊包括：接收線圈、整流模塊、蓄電池，所述接收線圈與所述整流模塊相連接，所述整流模塊與所述蓄電池相連接；

工頻50Hz的市電經(jīng)市電接入模塊輸入，經(jīng)有源功率因數(shù)校正模塊輸入至變頻電路，經(jīng)變頻電路將工頻50Hz的市電轉(zhuǎn)換為更高頻率的交流電輸出到發(fā)射線圈，接收線圈感應(yīng)到發(fā)射線圈中的交流電產(chǎn)生的交變磁場后，接收線圈上會(huì)產(chǎn)生相同頻率的交變電壓，接收線圈與整流電路連接，整流電路將高頻的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾鬄樾铍姵爻潆姟?/p>

進(jìn)一步，開啟該智能乒乓球撿球機(jī)，全景視覺成像裝置檢測初始位置前方一定距離內(nèi)是否有乒乓球；

如果有乒乓球，中央處理器根據(jù)全景視覺成像裝置反饋的信號(hào)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)移動(dòng)巡邏裝置前往乒乓球的位置，并通過自動(dòng)撿球裝置撿球，同時(shí)在移動(dòng)過程中，紅外巡檢裝置對場地周圍的障礙物進(jìn)行檢測并進(jìn)行紅外避障，即當(dāng)智能乒乓球撿球機(jī)靠近障礙物時(shí)，移動(dòng)巡邏裝置會(huì)停下來，然后轉(zhuǎn)彎，繞過障礙物，重新巡邏周圍是否有乒乓球；

如果沒有乒乓球，則全景視覺成像裝置在初始位置開始旋轉(zhuǎn)檢測，如果有乒乓球，中央處理器根據(jù)全景視覺成像裝置反饋的信號(hào)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)移動(dòng)巡邏裝置前往乒乓球的位置，并通過自動(dòng)撿球裝置撿球，同時(shí)在移動(dòng)過程中，紅外巡檢裝置對場地周圍的障礙物進(jìn)行檢測并進(jìn)行紅外避障，即當(dāng)智能乒乓球撿球機(jī)靠近障礙物時(shí)，移動(dòng)巡邏裝置會(huì)停下來，然后轉(zhuǎn)彎，繞過障礙物，重新巡邏周圍是否有乒乓球。

本實(shí)用新型提供的智能乒乓球撿球機(jī)，全景視覺成像裝置乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)的乒乓球進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤，生成并輸出乒乓球全景視覺成像信號(hào)，紅外巡檢裝置對乒乓球訓(xùn)練場周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障，生成并輸出紅外巡檢信號(hào)，中央處理器與全景視覺成像裝置及紅外巡檢裝置相連接，用于接收全景視覺成像裝置輸出的乒乓球全景視覺成像信號(hào)及紅外巡檢裝置輸出的紅外巡檢信號(hào)，并輸出控制指令，移動(dòng)巡邏裝置與中央處理器相連接，用于接收中央處理器輸出的控制指令，對乒乓球訓(xùn)練場進(jìn)行移動(dòng)巡邏，自動(dòng)撿球裝置與中央處理器相連接，用于接收中央處理器輸出的控制指令，自動(dòng)撿取乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)乒乓球，自動(dòng)充電模塊用于對智能乒乓球撿球機(jī)進(jìn)行自動(dòng)充電；該智能乒乓球撿球機(jī)結(jié)構(gòu)集成簡單，對不同場地的適應(yīng)能力較強(qiáng)、智能化程度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、可進(jìn)行自動(dòng)充電、可實(shí)時(shí)全方位檢測訓(xùn)練場乒乓球位置、安裝調(diào)試簡單。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能乒乓球撿球機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能乒乓球撿球機(jī)的控制原理示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自動(dòng)撿球裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自動(dòng)充電模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能乒乓球撿球機(jī)的工作原理示意圖。

圖中：1、全景視覺成像裝置；1-1、超聲波傳感器；1-2、圖像傳感器；1-3、舵機(jī)；2、紅外巡檢裝置；2-1、第一紅外傳感器；2-2、第二紅外傳感器；2-3、第三紅外傳感器；2-4、第四紅外傳感器；3、中央處理器；4、移動(dòng)巡邏裝置；4-1、移動(dòng)巡邏處理器；4-2、移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器；4-3、移動(dòng)巡邏電機(jī)；4-4、移動(dòng)巡邏輪；5、自動(dòng)撿球裝置；5-1、吸球器；5-1-1、吸球管；5-1-2、出球管；5-1-3、吸球風(fēng)扇；5-2、儲(chǔ)球桶；6、自動(dòng)充電模塊；6-1、充電接口模塊；6-1-1、接收線圈；6-1-2、整流模塊；6-1-3、蓄電池；6-2、插座模塊；6-2-1、市電接入模塊；6-2-2、有源功率因數(shù)校正模塊；6-2-3、變頻模塊；6-2-4、發(fā)射線圈。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：本實(shí)用新型所用到的模塊或單元都屬于已知模塊或單元，在購買模塊或單元時(shí)，已經(jīng)安裝有軟件。本實(shí)用新型不存在軟件或方法的創(chuàng)新。

請參閱圖1和圖2：

一種智能乒乓球撿球機(jī)，該智能乒乓球撿球機(jī)包括：

用于對乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)的乒乓球進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤，生成并輸出乒乓球全景視覺成像信號(hào)的全景視覺成像裝置1；

用于對乒乓球訓(xùn)練場周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障，生成并輸出紅外巡檢信號(hào)的紅外巡檢裝置2；

與全景視覺成像裝置1及紅外巡檢裝置2相連接，用于接收全景視覺成像裝置1輸出的乒乓球全景視覺成像信號(hào)及紅外巡檢裝置2輸出的紅外巡檢信號(hào)，并輸出控制指令的中央處理器3；

與中央處理器3相連接，用于接收中央處理器3輸出的控制指令，對乒乓球訓(xùn)練場進(jìn)行移動(dòng)巡邏的移動(dòng)巡邏裝置4；

與中央處理器3相連接，用于接收中央處理器3輸出的控制指令，自動(dòng)撿取乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)乒乓球的自動(dòng)撿球裝5；

用于對智能乒乓球撿球機(jī)進(jìn)行自動(dòng)充電的自動(dòng)充電模塊6。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，全景視覺成像裝置1包括：超聲波傳感器1-1、圖像傳感器1-2、舵機(jī)1-3，超聲波傳感器1-1及圖像傳感器1-2安裝在舵機(jī)1-3的搖臂上，超聲波傳感器1-1及圖像傳感器1-2與中央處理器3相連接，舵機(jī)1-3也與中央處理器3相連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，圖像傳感器1-2采用線性列陣CCD圖像傳感器。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，紅外巡檢裝置2包括：第一紅外傳感器2-1、第二紅外傳感器2-2、第三紅外傳感器2-3、第四紅外傳感器2-4，第一紅外傳感器2-1、第二紅外傳感器2-2、第三紅外傳感器2-3及第四紅外傳感器2-4分別安裝在智能乒乓球撿球機(jī)的邊緣轉(zhuǎn)角處，第一紅外傳感器2-1、第二紅外傳感器2-2、第三紅外傳感器2-3及第四紅外傳感器2-4分別與中央處理器3相連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，移動(dòng)巡邏裝置4包括：移動(dòng)巡邏處理器4-1、移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器4-2、移動(dòng)巡邏電機(jī)4-3、移動(dòng)巡邏輪4-4，移動(dòng)巡邏處理器4-1的輸入端與中央處理器3相連接，移動(dòng)巡邏處理器4-1的輸出端與移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器4-2相連接，移動(dòng)巡邏驅(qū)動(dòng)器4-2與移動(dòng)巡邏電機(jī)4-3相連接，移動(dòng)巡邏電機(jī)4-3與移動(dòng)巡邏輪4-4傳動(dòng)連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，移動(dòng)巡邏裝置4中設(shè)置有四個(gè)移動(dòng)巡邏電機(jī)4-3及移動(dòng)巡邏輪4-4。

如圖3所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，自動(dòng)撿球裝5包括：吸球器5-1、儲(chǔ)球桶5-2，儲(chǔ)球桶5-2安裝在吸球器5-1的出球位置。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，吸球器5-1包括：吸球管5-1-1、出球管5-1-2、吸球風(fēng)扇5-1-3，吸球風(fēng)扇5-1-3安裝在靠近出球管5-1-2的一側(cè)。

如圖4所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，自動(dòng)充電模塊6包括：充電接口模塊6-1、插座模塊6-2，充電接口模塊6-1與插座模塊6-2相連接，充電接口模塊6-1固定在智能乒乓球撿球機(jī)上，插座模塊6-2固定在墻面或地面，當(dāng)智能乒乓球撿球機(jī)檢測到電量不足，自動(dòng)巡航到插座模塊6-2位置進(jìn)行無線充電。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，插座模塊6-2包括：市電接入模塊6-2-1、有源功率因數(shù)校正模塊6-2-2、變頻模塊6-2-3、發(fā)射線圈6-2-4，市電接入模塊6-2-1的輸入端與工頻50Hz的市電相連接，市電接入模塊6-2-1的輸出端與有源功率因數(shù)校正模塊6-2-2相連接，有源功率因數(shù)校正模塊6-2-2與變頻模塊6-2-3相連接，變頻模塊6-2-3與發(fā)射線圈6-2-4相連接；

充電接口模塊6-1包括：接收線圈6-1-1、整流模塊6-1-2、蓄電池6-1-3，接收線圈6-1-1與整流模塊6-1-2相連接，整流模塊6-1-2與蓄電池6-1-3相連接；

工頻50Hz的市電經(jīng)市電接入模塊6-2-1輸入，經(jīng)有源功率因數(shù)校正模塊6-2-2輸入至變頻電路，經(jīng)變頻電路6-2-3將工頻50Hz的市電轉(zhuǎn)換為更高頻率的交流電輸出到發(fā)射線圈6-2-4，接收線圈6-1-1感應(yīng)到發(fā)射線圈6-2-4中的交流電產(chǎn)生的交變磁場后，接收線圈6-1-1上會(huì)產(chǎn)生相同頻率的交變電壓，接收線圈6-1-1與整流電路6-1-2連接，整流電路6-1-2將高頻的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾鬄樾铍姵?-1-3充電。

如圖5所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，開啟該智能乒乓球撿球機(jī)，全景視覺成像裝置1檢測初始位置前方一定距離內(nèi)是否有乒乓球；

如果有乒乓球，中央處理器3根據(jù)全景視覺成像裝置1反饋的信號(hào)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)移動(dòng)巡邏裝置4前往乒乓球的位置，并通過自動(dòng)撿球裝置5撿球，同時(shí)在移動(dòng)過程中，紅外巡檢裝置2對場地周圍的障礙物進(jìn)行檢測并進(jìn)行紅外避障，即當(dāng)智能乒乓球撿球機(jī)靠近障礙物時(shí)，移動(dòng)巡邏裝置4會(huì)停下來，然后轉(zhuǎn)彎，繞過障礙物，重新巡邏周圍是否有乒乓球；

如果沒有乒乓球，則全景視覺成像裝置1在初始位置開始旋轉(zhuǎn)檢測，如果有乒乓球，中央處理器3根據(jù)全景視覺成像裝置1反饋的信號(hào)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)移動(dòng)巡邏裝置4前往乒乓球的位置，并通過自動(dòng)撿球裝置5撿球，同時(shí)在移動(dòng)過程中，紅外巡檢裝置2對場地周圍的障礙物進(jìn)行檢測并進(jìn)行紅外避障，即當(dāng)智能乒乓球撿球機(jī)靠近障礙物時(shí)，移動(dòng)巡邏裝置4會(huì)停下來，然后轉(zhuǎn)彎，繞過障礙物，重新巡邏周圍是否有乒乓球。

自動(dòng)撿球裝5由吸球器5-1和儲(chǔ)球桶5-2構(gòu)成，超聲波傳感器1-1和圖像傳感器1-2通過舵機(jī)1-3搖臂由下面的舵機(jī)1-3來轉(zhuǎn)動(dòng)，撿球過程一目了然。

全景視覺成像裝置1采用基于顏色和目標(biāo)特征的圖像處理算法，線性列陣CCD圖像傳感器除了可以測量物體一維尺寸外，還可以用于檢測物體的形狀、面積等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對物體的形狀識(shí)別和輪廓尺寸檢驗(yàn)。

本實(shí)用新型的有益效果在于：結(jié)構(gòu)集成簡單，尤其是利用了吸塵器原理擺脫了以往機(jī)械的吸球結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對不同場地的適應(yīng)能力得到增強(qiáng)，智能化程度高，穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確性高；可以自動(dòng)充電以及實(shí)時(shí)全方位檢測訓(xùn)練場乒乓球位置；安裝調(diào)試方便。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能乒乓球撿球機(jī)，全景視覺成像裝置1乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)的乒乓球進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤，生成并輸出乒乓球全景視覺成像信號(hào)，紅外巡檢裝置2對乒乓球訓(xùn)練場周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障，生成并輸出紅外巡檢信號(hào)，中央處理器3與全景視覺成像裝置1及紅外巡檢裝置2相連接，用于接收全景視覺成像裝置1輸出的乒乓球全景視覺成像信號(hào)及紅外巡檢裝置2輸出的紅外巡檢信號(hào)，并輸出控制指令，移動(dòng)巡邏裝置4與中央處理器3相連接，用于接收中央處理器3輸出的控制指令，對乒乓球訓(xùn)練場進(jìn)行移動(dòng)巡邏，自動(dòng)撿球裝5與中央處理器3相連接，用于接收中央處理器3輸出的控制指令，自動(dòng)撿取乒乓球訓(xùn)練場內(nèi)乒乓球，自動(dòng)充電模塊6用于對智能乒乓球撿球機(jī)進(jìn)行自動(dòng)充電；該智能乒乓球撿球機(jī)結(jié)構(gòu)集成簡單，對不同場地的適應(yīng)能力較強(qiáng)、智能化程度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、可進(jìn)行自動(dòng)充電、可實(shí)時(shí)全方位檢測訓(xùn)練場乒乓球位置、安裝調(diào)試簡單。

以上所述僅是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。