基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统

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	基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统
	曹洁; 马飞; 耿振节; 贵向泉; 李立; 牛丽波; 吴迪; 叶源潮; 张红; 李宇
	2015-04-01
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2015-04-01
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统，采用多传感器数据融合方法，第一红外传感器(1-8)、第二红外传感器(1-21)、第三红外传感器(1-22)、第四红外传感器(1-9)为4个固定位置的传感器，可检测智能捡球装置(1)顶角的障碍物，第五舵机(1-10)控制的第五红外传感器(1-11)、第六舵机(1-17)控制的第六红外传感器(1-18)、第七舵机(1-19)控制的第七红外传感器(1-20)组成3组可成角度摆动的传感器，这些传感器将采集到的数据实时传送至控制系统，经控制系统处理后检测前方、左方和右方的障碍物，实现避障功能；红外计数传感器(1-5)将采集到的球体数量信息发送至控制系统处理，实现计数功能。
申请日期	2013-07-15
优先权日	2013-07-15
预估到期日	2033-07-15
语种	中文
专利状态	未缴年费;一案双申
申请号	CN201310294170.0
公开（公告）号	CN103341255B
IPC 分类号	A63B47/02 ; B25J11/00 ; B25J13/08
专利代理人	董斌
代理机构	兰州振华专利代理有限责任公司
权利要求	1.基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统，其特征在于：该系统由整体机械结构、图像采集系统、避障系统、动力系统、捡球计数系统、控制系统、外包板组成；整体机械结构包括底层机械结构（1-46）、顶层机械结构（1-47）；底层机械结构（1-46）用于安装图像采集系统、壁障系统、动力系统、捡球计数系统；顶层机械结构（1-47）用于安装控制系统；底层机械结构（1-46）由第一横梁（1-48）、第二横梁（1-49）、第一侧梁（1-54）、第二侧梁（1-55）组成，第一侧梁（1-54）与第二侧梁（1-55）平行，第一横梁（1-48）与第二横梁（1-49）均垂直于第一侧梁（1-54）和第二侧梁（1-55），且第一横梁（1-48）位于第一侧梁（1-54）与第二侧梁（1-55）所组成平面的上方，第二横梁（1-49）位于第一侧梁（1-54）与第二侧梁（1-55）所组成平面的下方；顶层机械机构（1-47）由第一立柱（1-58）、第二立柱（1-59）、第三立柱（1-60）、第四立柱（1-61）、第五立柱（1-62）、第六立柱（1-63）、第七立柱（1-64）、第八立柱（1-65）、第三横梁（1-50）、第四横梁（1-51）、第五横梁（1-52）、第六横梁（1-53）、第三侧梁（1-56）、第四侧梁（1-57）、顶层隔离板（1-72）组成，其中，第一立柱（1-58）、第二立柱（1-59）、第三立柱（1-60）、第四立柱（1-61）与底层机械结构（1-46）垂直；第三横梁（1-50）、第四横梁（1-51）、第三侧梁（1-56）、第四侧梁（1-57）、顶层隔离板（1-72）组成平面矩形框架；第五立柱（1-62）、第六立柱（1-63）、第七立柱（1-64）、第八立柱（1-65）垂直于平面矩形框架，第五横梁（1-52）安装于第五立柱（1-62）、第七立柱（1-64）之间，第六横梁（1-53）安装于第六立柱（1-63）、第八立柱（1-65）之间；图像采集系统包括摄像头（1-42）、第八舵机（1-27）、支架（1-73），其中：支架（1-73）固定于底层机械结构（1-46）中第一横梁（1-48）的中部，第八舵机（1-27）安装于支架（1-73）的顶部，摄像头（1-42）与第八舵机（1-27）固定；第八舵机（1-27）通过控制自身在支架（1-73）中的转动，带动摄像头（1-42）成角度摆动来采集图像信息；避障系统包括第一红外传感器（1-8）、第二红外传感器（1-21）、第三红外传感器（1-22）、第四红外传感器（1-9）、第五红外传感器（1-11）、第六红外传感器（1-18）、第七红外传感器（1-20）、第五舵机（1-10）、第六舵机（1-17）、第七舵机（1-19），其中：第一红外传感器（1-8）、第四红外传感器（1-9）分别与第一横梁（1-48）成45度角固定于第一横梁（1-48）的两端，第二红外传感器（1-21）、第三红外传感器（1-22）分别与第二横梁（1-49）成45度角固定于第二横梁（1-49）的两端；第五舵机（1-10）控制第五红外传感器（1-11）且安装于第二侧梁（1-55）的中部，第六舵机（1-17）控制第六红外传感器（1-18）且安装于第一侧梁（1-54）的中部，第七舵机（1-19）控制第七红外传感器（1-20）且安装于第一横梁（1-48）的中部，此3组能成角度摆动的传感器可检测智能捡球系统的前方、左方和右方的障碍物；动力系统包括第一舵机（1-25）、第二舵机（1-30）、第三舵机（1-29）、第四舵机（1-26）、第一全向轮（1-15）、第二全向轮（1-23）、第三全向轮（1-24）、第四全向轮（1-16），其中：第一舵机（1-25）控制第一全向轮（1-15）、第二舵机（1-30）控制第二全向轮（1-23）且第一舵机（1-25）、第二舵机（1-30）安装于第一侧梁（1-54）两端；第三舵机（1-29）控制第三全向轮（1-24）、第四舵机（1-26）控制第四全向轮（1-16）且第三舵机（1-29）、第四舵机（1-26）安装于第二侧梁（1-55）两端；第一全向轮（1-15）、第二全向轮（1-23）、第三全向轮（1-24）、第四全向轮（1-16）与智能捡球装置（1）对称面的夹角均为60度；捡球计数系统包括第一护球板（1-39）、第二护球板（1-40）、捡球叶轮（1-13）、第九舵机（1-28）、挡球板（1-12）、阻球板（1-4）、红外计数传感器（1-5）、储球盒（1-7），其中：挡球板（1-12）固定于底层机械结构（1-46）底部；第九舵机（1-28）控制捡球叶轮（1-13），且第九舵机（1-28）固定于第一侧梁（1-54）前部，捡球叶轮（1-13）安装于第一侧梁（1-54）与第二侧梁（1-55）之间；储球盒（1-7）放于挡球板（1-12）之上，可在第一侧梁（1-54）与第二侧梁（1-55）之间滑动；红外计数传感器（1-5）固定于底层机械结构（1-46）的第一侧梁（1-54），且在第九舵机（1-28）与第六舵机（1-17）之间，便于检测经捡球叶轮（1-13）卷起的球体（1-14）；第一护球板（1-39）与第二护球板（1-40）保证球体（1-14）顺利与捡球叶轮（1-13）接触。 2.根据权利要求1所述的基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统，其特征在于控制系统由动作控制中心（1-1）、计数控制中心（1-2）组成，且动作控制中心（1-1）与计数控制中心（1-2）均安装于顶层机械结构（1-47）中的顶层隔离板（1-72）之上。 3.根据权利要求1所述的基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统，其特征在于外包板包括第一外包板（1-66）、第二外包板（1-67）、第三外包板（1-68）、第四外包板（1-69）、第五外包板（1-70）、顶盖（1-71）、左侧门（1-43）、右侧门（1-44）、后门（1-45），其中：第二外包板（1-67）、第三外包板（1-68）、第四外包板（1-69）、第五外包板（1-70）、顶盖（1-71）将顶层机械结构（1-47）的顶部封闭，第一外包板（1-66）、左侧门（1-43）、右侧门（1-44）、后门（1-45）将顶层机械结构（1-47）与底层机械结构（1-46）的连接处封闭。
引用专利	CN102908763A;CN103264395A;CN202446752U;CN203355229U;US20100250024A1
被引用专利数量	0
简单法律状态	失效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109660
专题	计算机与通信学院电气工程与信息工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	曹洁,马飞,耿振节,等. 基于视觉识别和多传感器数据融合的智能捡球系统[P]. 2015-04-01.

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CN103341255B.PDF（2662KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载