基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于足球或籃球輔助訓(xùn)練的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)融入人們生活的各個(gè)方面。在體育訓(xùn)練中引入輔助訓(xùn)練機(jī)器人也顯得尤為必要，但是在國(guó)內(nèi)外針對(duì)足籃球訓(xùn)練的智能設(shè)備，還只限于足籃球球體以及發(fā)球機(jī)等方面。一款可以真正作為防守隊(duì)員參與到實(shí)際訓(xùn)練中的輔助訓(xùn)練機(jī)器人就顯得尤為必要。
[0003]市場(chǎng)上只有極少數(shù)跟足球籃球球員相關(guān)的輔助訓(xùn)練智能設(shè)備，如阿迪達(dá)斯推出的miCoach智能足球、94Fifty智能籃球、德國(guó)多特蒙德俱樂(lè)部Footbonaut訓(xùn)練房、加利福尼亞vibrado公司的智能護(hù)臂等極少數(shù)產(chǎn)品。在足球或籃球輔助訓(xùn)練裝置方面，上述四款產(chǎn)品均是通過(guò)在傳統(tǒng)體育器材上搭載傳感裝置與實(shí)時(shí)反饋裝置的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助訓(xùn)練的目標(biāo)，但均無(wú)法針對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作進(jìn)行針對(duì)性的移動(dòng)，模擬出真實(shí)的防守隊(duì)員。
[0004]例如，足球或籃球運(yùn)動(dòng)中，帶球跑是必須的基本功之一。在目前的帶球跑的訓(xùn)練方法中，主要有帶球之字形繞錐筒跑與采用球員互相防守進(jìn)攻兩種，顯然，由于后者中的防守隊(duì)員能夠適時(shí)移動(dòng)，訓(xùn)練環(huán)境更貼近實(shí)戰(zhàn)，訓(xùn)練效果當(dāng)然更好。然而，后一訓(xùn)練方法中的防守隊(duì)員在很容易產(chǎn)生疲勞，防守質(zhì)量并不穩(wěn)定，而且由于充當(dāng)防守隊(duì)員的球員水平高低不同，不容易量化訓(xùn)練成果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中上述不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，充當(dāng)實(shí)際比賽中防守隊(duì)員，識(shí)別球與帶球運(yùn)動(dòng)員，然后根據(jù)設(shè)定的防守策略進(jìn)行永不疲倦的防守，使訓(xùn)練球員得到最真實(shí)的帶球過(guò)“人”訓(xùn)練。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，設(shè)有驅(qū)動(dòng)底盤與攝像頭組，其中:
[0007]所述驅(qū)動(dòng)底盤包括底架以及在底架上呈水平向輻射狀等間隔布置的四個(gè)步進(jìn)電機(jī)，所述四個(gè)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸朝外并各連接一個(gè)雙排萬(wàn)向輪；
[0008]所述攝像頭組包括頂架以及在頂架上呈水平向輻射狀等間隔布置的至少四個(gè)攝像頭，所述頂架再通過(guò)連桿固定在所述底架上；
[0009]所述四個(gè)步進(jìn)電機(jī)以及所述至少四個(gè)攝像頭均電連接到同一個(gè)控制芯片。
[0010]其中:所述步進(jìn)電機(jī)是帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。
[0011]其中:所述雙排萬(wàn)向輪包括兩個(gè)同樣大小、并排固定在一起的輪體，每個(gè)輪體的外緣上等間隔地安裝有數(shù)個(gè)能夠沿切線轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓形自由輪，所述鼓形自由輪的長(zhǎng)度大于兩個(gè)鼓形自由輪之間的間隙，而且兩個(gè)輪體上的鼓形自由輪呈交錯(cuò)排列。
[0012]其中:所述雙排萬(wàn)向輪的兩端分別通過(guò)設(shè)有軸承的筋板固定到底架上。
[0013]相比真實(shí)的防守隊(duì)員，本實(shí)用新型提供的機(jī)器人優(yōu)勢(shì)在于:每次策略防守模式準(zhǔn)確，可分類反復(fù)訓(xùn)練同一模式帶球過(guò)人的技巧；反應(yīng)速度快，從運(yùn)動(dòng)捕捉到全向移動(dòng)時(shí)間僅為幾微秒，比人的反應(yīng)速度快很多，也就是說(shuō)如果程序設(shè)定不讓帶球運(yùn)動(dòng)員帶球通過(guò)，運(yùn)動(dòng)員肯定無(wú)法通過(guò)；不知疲憊可對(duì)運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型提供的基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)立體圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型提供的訓(xùn)練機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)底盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型提供的訓(xùn)練機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)底盤的仰視圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:驅(qū)動(dòng)底盤I ;底架11 ;步進(jìn)電機(jī)12 ;攝像頭組2 ;頂架21 ;攝像頭22 ;連桿23 ;雙排萬(wàn)向輪3 ;輪體31 ;鼓形自由輪32。
【具體實(shí)施方式】
[0018]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型提供的基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，主要設(shè)有驅(qū)動(dòng)底盤I與攝像頭組2，其中:
[0019]所述驅(qū)動(dòng)底盤I包括底架11以及在底架11上呈水平向輻射狀等間隔布置的四個(gè)帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12，所述四個(gè)帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12的輸出軸朝外并各連接一個(gè)雙排萬(wàn)向輪3，所述雙排萬(wàn)向輪3包括兩個(gè)同樣大小、并排固定在一起的輪體31，每個(gè)輪體31的外緣上等間隔地安裝有數(shù)個(gè)能夠沿切線轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓形自由輪32，所述鼓形自由輪32的長(zhǎng)度大于兩個(gè)鼓形自由輪32之間的間隙，而且兩個(gè)輪體31上的鼓形自由輪32呈交錯(cuò)排列；為了增強(qiáng)雙排萬(wàn)向輪3的安裝剛度，所述雙排萬(wàn)向輪3的兩端分別通過(guò)設(shè)有軸承33的筋板34固定到底架11上；
[0020]所述攝像頭組2包括頂架21以及在頂架21上呈水平向輻射狀等間隔布置的至少四個(gè)攝像頭22，所述頂架21再通過(guò)連桿23固定在所述底架11上；
[0021]所述四個(gè)帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12以及所述至少四個(gè)攝像頭22均電連接到同一個(gè)控制芯片(未予圖示，可安裝于底架11上)，以協(xié)同工作。
[0022]其中，本實(shí)用新型采用的驅(qū)動(dòng)底盤I結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)快速的全向移動(dòng)的關(guān)鍵。如圖3所示，當(dāng)位于左右兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12同速旋轉(zhuǎn)，則機(jī)器人形成向上或者向下的快速移動(dòng)，位于上方與下方的雙排萬(wàn)向輪3上的鼓形自由輪32的自由旋轉(zhuǎn)，可保證向上或者向下的移動(dòng)不受阻礙；當(dāng)位于上下兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12同速旋轉(zhuǎn)，則機(jī)器人形成向左或者向右的快速移動(dòng)，位于左方與右方的雙排萬(wàn)向輪3上的鼓形自由輪32的自由旋轉(zhuǎn)，可保證向左或者向右的移動(dòng)不受阻礙；當(dāng)位于左右兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12反方向旋轉(zhuǎn)，而且位于上下兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12也反方向旋轉(zhuǎn)，則可帶動(dòng)機(jī)器人原地旋轉(zhuǎn)；位于左右兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12同速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)位于上下兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12同速旋轉(zhuǎn)，則可驅(qū)動(dòng)機(jī)器人沿斜向快速移動(dòng)，并且，根據(jù)左右兩側(cè)與上下兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)速比，可以控制傾斜角度的大小。因此，本實(shí)用新型采用的驅(qū)動(dòng)底盤I結(jié)構(gòu)，不僅能夠原地旋轉(zhuǎn)，還能夠360度全向快速準(zhǔn)確移動(dòng)，滿足足籃球訓(xùn)練的使用要求。
[0023]以足球訓(xùn)練為例，本實(shí)用新型使用的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員身穿預(yù)定顏色(如紅色)的訓(xùn)練月艮，足球?yàn)榱硪活A(yù)定顏色(如黃色)，站立在機(jī)器人身前2-10米附近，機(jī)器人啟動(dòng)攝像頭22組2，若未識(shí)別到訓(xùn)練服色塊和足球色塊，則所述驅(qū)動(dòng)底盤I帶動(dòng)攝像頭22組2 —同旋轉(zhuǎn)，直到識(shí)別到訓(xùn)練服色塊和足球色塊為止；識(shí)別之后，機(jī)器人依據(jù)色塊大小與標(biāo)準(zhǔn)大小之間的差值，判斷運(yùn)動(dòng)員以及足球與機(jī)器人之間的距離；然后，機(jī)器人通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)底盤I的運(yùn)動(dòng)，快速移動(dòng)到運(yùn)動(dòng)員預(yù)定距離(如1.5米)處，并位于運(yùn)動(dòng)員與機(jī)器人內(nèi)存儲(chǔ)的球門位置之間；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員不斷前后左右跑動(dòng)的時(shí)候，機(jī)器人通過(guò)攝像頭22實(shí)時(shí)地偵測(cè)運(yùn)動(dòng)員以及足球的位置，并快速移動(dòng)，形成有效的移動(dòng)阻擋或者搶斷，以模擬真實(shí)的對(duì)抗訓(xùn)練。
[0024]以上說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:設(shè)有驅(qū)動(dòng)底盤與攝像頭組，其中: 所述驅(qū)動(dòng)底盤包括底架以及在底架上呈水平向輻射狀等間隔布置的四個(gè)步進(jìn)電機(jī)，所述四個(gè)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸朝外并各連接一個(gè)雙排萬(wàn)向輪； 所述攝像頭組包括頂架以及在頂架上呈水平向輻射狀等間隔布置的至少四個(gè)攝像頭，所述頂架再通過(guò)連桿固定在所述底架上； 所述四個(gè)步進(jìn)電機(jī)以及所述至少四個(gè)攝像頭均電連接到同一個(gè)控制芯片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)是帶編碼器全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述雙排萬(wàn)向輪包括兩個(gè)同樣大小、并排固定在一起的輪體，每個(gè)輪體的外緣上等間隔地安裝有數(shù)個(gè)能夠沿切線轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓形自由輪，所述鼓形自由輪的長(zhǎng)度大于兩個(gè)鼓形自由輪之間的間隙，而且兩個(gè)輪體上的鼓形自由輪呈交錯(cuò)排列。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述雙排萬(wàn)向輪的兩端分別通過(guò)設(shè)有軸承的筋板固定到底架上。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于圖像識(shí)別全向移動(dòng)的足籃球輔助訓(xùn)練機(jī)器人，設(shè)有驅(qū)動(dòng)底盤與攝像頭組，所述驅(qū)動(dòng)底盤包括底架以及在底架上呈水平向輻射狀等間隔布置的四個(gè)步進(jìn)電機(jī)，所述四個(gè)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸朝外并各連接一個(gè)雙排萬(wàn)向輪；所述攝像頭組包括頂架以及在頂架上呈水平向輻射狀等間隔布置的至少四個(gè)攝像頭，所述頂架再通過(guò)連桿固定在所述底架上；所述四個(gè)步進(jìn)電機(jī)以及所述至少四個(gè)攝像頭均電連接到同一個(gè)控制芯片。
【IPC分類】A63B69/40, G06K9/00, A63B69/00, A63B69/34
【公開(kāi)號(hào)】CN204709748
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520430631
【發(fā)明人】李子赫, 小山嘉, 石安然, 林家靖
【申請(qǐng)人】李子赫
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月19日