基于OpenMV的捡球机器人系统设计.pdf

基于OpenMV的捡球机器人系统设计是一种结合了机器视觉技术和自动化控制的创新方案，旨在解决体育场所乒乓球回收的问题。该设计利用OpenMV模块，通过提取图像中小球的Lab颜色特征进行定位，并通过运动控制平台移动机器人到小球附近，使用滚筒式捡球机构完成回收工作。 OpenMV是一个开源、低成本、功能强大的机器视觉模块，以STM32微控制器为核心，并集成了高性能的摄像头芯片。它能够高效实现核心机器视觉算法，并提供了Python编程接口，使得开发人员在机器视觉应用上的开发更为便捷。OpenMV模块已被广泛应用于目标跟踪、智能小车、寻的赛车、捡网球等系统中，并取得了良好的效果。 Lab色彩模型是由国际照明委员会于1976年提出的，它在描述颜色时分为三个通道：明度通道（L）和两个颜色通道（a和b）。L通道表示从暗到亮的明度变化，a通道表示从深绿色到灰色再到亮粉红色的过渡，b通道表示从亮蓝色到灰色再到黄色的过渡。Lab颜色模型因为其与设备无关的特性，被色彩管理系统广泛使用，用以在不同的色彩空间之间转换颜色。 捡球机器人系统由图像处理平台、运动控制平台和电源模块组成。图像处理平台主要由STM32主控制器、OV7725摄像头和串口硬件电路等组成，负责识别定位特定颜色和大小的小球，并通过串口发送球的位置和距离信息到运动控制平台。运动控制平台接收到位置信息后，解析数据并规划机器人的运动路径，控制机器人运动到小球附近并使用滚筒式捡球机构回收小球。电源模块则负责提供24V、5V和3.3V三种不同的电压，以供系统不同部件使用。此外，运动控制平台还具备无线遥控功能，方便在复杂光环境下进行手动遥控。 文章中提到的捡球机构设计，即滚筒式捡球器，具有容错性好、噪音低、效率高、结构简单等优点。在实际应用中，该捡球机构能够轻易地将乒乓球压入捡球器内，适用于轮式机器人的使用。 在硬件设计方面，文章介绍了电源降压电路的设计。通过调整电阻R1和R2，可以得到不同的输出电压。系统中需要的输出电压为5V，而为了适应电阻精度的限制，选择较大阻值的电阻进行配比。例如，R1选定为124K，R2选定为23.7K，来确保设计的降压电路稳定运行。 总体而言，基于OpenMV的捡球机器人系统设计通过机器视觉技术与自动化控制相结合，提供了一种高效自动化的乒乓球回收方案，极大地减轻了人力劳动强度，提高了体育场所的运营效率。这种机器人在体育场所的广泛应用，不仅解放了人力，还提高了乒乓球回收的效率和质量。随着机器学习和深度学习技术的进一步发展，捡球机器人系统的性能还有望进一步提升，未来可能会在智能识别、自动化控制等多方面应用得到拓展。