本發(fā)明涉及一種用于足球或籃球輔助訓(xùn)練的機器人。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，機器人已經(jīng)融入人們生活的各個方面。在體育訓(xùn)練中引入輔助訓(xùn)練機器人也顯得尤為必要，但是在國內(nèi)外針對足籃球訓(xùn)練的智能設(shè)備，還只限于足籃球球體以及發(fā)球機等方面。一款可以真正作為防守隊員參與到實際訓(xùn)練中的輔助訓(xùn)練機器人就顯得尤為必要。

市場上只有極少數(shù)跟足球籃球球員相關(guān)的輔助訓(xùn)練智能設(shè)備，如阿迪達斯推出的miCoach智能足球、94Fifty智能籃球、德國多特蒙德俱樂部Footbonaut訓(xùn)練房、加利福尼亞vibrado公司的智能護臂等極少數(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)品均是通過在傳統(tǒng)體育器材上搭載傳感裝置與實時反饋裝置的方法來實現(xiàn)輔助訓(xùn)練的目標，但均無法針對運動員的動作進行針對性的移動，模擬出真實的防守隊員。

例如，足球或籃球運動中，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攻兩種，顯然，由于后者中的防守隊員能夠適時移動，訓(xùn)練環(huán)境更貼近實戰(zhàn)，訓(xùn)練效果當然更好。然而，后一訓(xùn)練方法中的防守隊員在很容易產(chǎn)生疲勞，防守質(zhì)量并不穩(wěn)定，而且由于充當防守隊員的球員水平高低不同，不容易量化訓(xùn)練成果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中上述不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于圖像識別全向移動的足籃球輔助訓(xùn)練機器人，充當實際比賽中防守隊員，識別球與帶球運動員，然后根據(jù)設(shè)定的防守策略進行永不疲倦的防守，使訓(xùn)練球員得到最真實的帶球過“人”訓(xùn)練。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于圖像識別全向移動的足籃球輔助訓(xùn)練機器人，設(shè)有驅(qū)動底盤與攝像頭組，其中：

所述驅(qū)動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步進電機，所述四個步進電機的輸出軸朝外并各連接一個雙排萬向輪；

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攝像頭，所述頂架再通過連桿固定在所述底架上；

所述四個步進電機以及所述至少四個攝像頭均電連接到同一個控制芯片。

其中：所述步進電機是帶編碼器全閉環(huán)步進電機。

其中：所述雙排萬向輪包括兩個同樣大小、并排固定在一起的輪體，每個輪體的外緣上等間隔地安裝有數(shù)個能夠沿切線轉(zhuǎn)動的鼓形自由輪，所述鼓形自由輪的長度大于兩個鼓形自由輪之間的間隙，而且兩個輪體上的鼓形自由輪呈交錯排列。

其中：所述雙排萬向輪的兩端分別通過設(shè)有軸承的筋板固定到底架上。

相比真實的防守隊員，本發(fā)明提供的機器人優(yōu)勢在于：每次策略防守模式準確，可分類反復(fù)訓(xùn)練同一模式帶球過人的技巧；反應(yīng)速度快，從運動捕捉到全向移動時間僅為幾微秒，比人的反應(yīng)速度快很多，也就是說如果程序設(shè)定不讓帶球運動員帶球通過，運動員肯定無法通過；不知疲憊可對運動員短時間高強度訓(xùn)練。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于圖像識別全向移動的足籃球輔助訓(xùn)練機器人 的整體結(jié)構(gòu)立體圖；

圖2是本發(fā)明提供的訓(xùn)練機器人的驅(qū)動底盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的訓(xùn)練機器人的驅(qū)動底盤的仰視圖。

附圖標記說明：驅(qū)動底盤1；底架11；步進電機12；攝像頭組2；頂架21；攝像頭22；連桿23；雙排萬向輪3；輪體31；鼓形自由輪32。

具體實施方式

請參閱圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明提供的基于圖像識別全向移動的足籃球輔助訓(xùn)練機器人，主要設(shè)有驅(qū)動底盤1與攝像頭組2，其中：

所述驅(qū)動底盤1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帶編碼器全閉環(huán)步進電機12，所述四個帶編碼器全閉環(huán)步進電機12的輸出軸朝外并各連接一個雙排萬向輪3，所述雙排萬向輪3包括兩個同樣大小、并排固定在一起的輪體31，每個輪體31的外緣上等間隔地安裝有數(shù)個能夠沿切線轉(zhuǎn)動的鼓形自由輪32，所述鼓形自由輪32的長度大于兩個鼓形自由輪32之間的間隙，而且兩個輪體31上的鼓形自由輪32呈交錯排列；為了增強雙排萬向輪3的安裝剛度，所述雙排萬向輪3的兩端分別通過設(shè)有軸承33的筋板34固定到底架11上；

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攝像頭22，所述頂架21再通過連桿23固定在所述底架11上；

所述四個帶編碼器全閉環(huán)步進電機12以及所述至少四個攝像頭22均電連接到同一個控制芯片(未予圖示，可安裝于底架11上)，以協(xié)同工作。

其中，本發(fā)明采用的驅(qū)動底盤1結(jié)構(gòu)，是實現(xiàn)快速的全向移動的關(guān)鍵。如圖3所示，當位于左右兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進電機12同速旋轉(zhuǎn)，則機器人形成向上或者向下的快速移動，位于上方與下方的雙排萬向輪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不受阻礙；當位 于上下兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進電機12同速旋轉(zhuǎn)，則機器人形成向左或者向右的快速移動，位于左方與右方的雙排萬向輪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不受阻礙；當位于左右兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進電機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)步進電機12也反方向旋轉(zhuǎn)，則可帶動機器人原地旋轉(zhuǎn)；位于左右兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進電機12同速旋轉(zhuǎn)，同時位于上下兩側(cè)的帶編碼器全閉環(huán)步進電機12同速旋轉(zhuǎn)，則可驅(qū)動機器人沿斜向快速移動，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)步進電機12的轉(zhuǎn)速比，可以控制傾斜角度的大小。因此，本發(fā)明采用的驅(qū)動底盤1結(jié)構(gòu)，不僅能夠原地旋轉(zhuǎn)，還能夠360度全向快速準確移動，滿足足籃球訓(xùn)練的使用要求。

以足球訓(xùn)練為例，本發(fā)明使用的時候，運動員身穿預(yù)定顏色(如紅色)的訓(xùn)練服，足球為另一預(yù)定顏色(如黃色)，站立在機器人身前2-10米附近，機器人啟動攝像頭22組2，若未識別到訓(xùn)練服色塊和足球色塊，則所述驅(qū)動底盤1帶動攝像頭22組2一同旋轉(zhuǎn)，直到識別到訓(xùn)練服色塊和足球色塊為止；識別之后，機器人依據(jù)色塊大小與標準大小之間的差值，判斷運動員以及足球與機器人之間的距離；然后，機器人通過所述驅(qū)動底盤1的運動，快速移動到運動員預(yù)定距離(如1.5米)處，并位于運動員與機器人內(nèi)存儲的球門位置之間；當運動員不斷前后左右跑動的時候，機器人通過攝像頭22實時地偵測運動員以及足球的位置，并快速移動，形成有效的移動阻擋或者搶斷，以模擬真實的對抗訓(xùn)練。

以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，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，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。