(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211036287.4 (22)申请日 2022.08.28 (71)申请人 浙江新瑞驱动技 术有限公司 地址 314499 浙江省嘉兴 市海宁市海昌街 道施带路20号1 1幢一楼(自主申报) (72)发明人 苗国辉　许志锋　王丽霞　 (51)Int.Cl. A63B 47/02(2006.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 基于无刷直流电动机的网球拾取机器人控 制方法 (57)摘要 本发明提供了基于无刷直流电动机的网球 拾取机器人控制方法， 其拍摄与分析地面影像， 将地面上存在的所有网球区分为静止态网球和 滚动态网球； 确定静止态网球所处的位置， 指示 网球拾取机器人运动到其附近区域 以及对静止 态网球进行特写拍摄， 得到静止态网球影像； 分 析静止态网球影像， 得到网球拾取机器人的机械 手与静止态网球 之间的相对位姿信息， 以此指示 无刷直流电动机驱动所述机械手对静止态网球 进行拾取操作； 再将原来的滚动态网球并变更为 静止态网球重复执行上述过程， 直到所有网球被 拾取为止； 上述方法通过对地面上存在的网球进 行区分， 这样能够对地面上存在的所有网球进行 快速高效和准确的拾取。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115228061 A 2022.10.25 CN 115228061 A 1.基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于， 其包括如下步骤： 步骤S1， 指示位于网球拾取机器人的摄像头对机器人所在地面进行拍摄， 得到地面影 像； 对所述 地面影像进行分析处 理， 得到机器人所在地面的所有网球的实时运动状态信息； 步骤S2， 根据所述实时运动 状态信息， 将所有网球区分为静止态网球和滚动态网球； 对 所述地面影像进 行关于所有静止态网球的识别分析， 确定每个静止态网球在地面所处的位 置信息； 根据所述静止态网球所处的位置信息， 指示网球拾取机器人运动到所述静止态网 球附近区域； 步骤S3， 指示所述摄像头对所述静止态网球进行拍摄， 得到静止态网球影像； 对所述静 止态网球影像进 行分析处理， 得到网球拾取机器人的机械手与所述静止态网球之 间的相对 位姿信息， 以此指示无刷直 流电动机驱动所述机 械手对所述静止态网球进行拾取操作； 步骤S4， 当完成对所有静止态网球的拾取操作后， 再将原来的滚动态网球并变更为静 止态网球重复执 行上述步骤S2‑S3， 直到地 面所有网球 被拾取完毕为止 。 2.如权利要求1所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 指示位于网球拾取机器人的摄像头对机器人所在地面进行拍摄， 得 到地面影像具体包括： 指示位于网球拾取机器人的摄像头以向下倾斜的视角对机器人所在地面进行扫描拍 摄， 得到全景地 面影像。 3.如权利要求2所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 对所述地面影像进行分析处理， 得到机器人所在地面的所有网球的 实时运动状态信息具体包括： 从所述地面影像中提取任意相邻的两个图片帧， 并对所述图片帧进行像素锐化处理和 像素灰度化处 理； 从所述图片帧中提取每个网球的边缘轮廓线条特征， 以此判断上述相邻的两个图片帧 关于同一网球的边缘轮廓线条之间的相对偏移量， 以此作为所述网球的实时运动状态信 息。 4.如权利要求3所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S2中， 根据所述实时运动状态信息， 将所有网球区分为静止态网球和滚动 态网球具体包括： 若所述网球关于上述相邻的两个图片帧的边缘轮廓线条之间的相对偏移量为零， 则将 所述网球确定为静止态网球； 否则， 将所述网球确定为滚动态网球。 5.如权利要求 4所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S2中， 对所述地面影像进行关于所有静止态网球的识别分析， 确定每个静 止态网球在地面所处的位置信息； 根据所述静止态网球所处的位置信息， 指示网球拾取机 器人运动到所述静止态网球附近区域具体包括： 从所述地面影像包含的任一图片帧中获取所有静止态网球的边缘轮廓线条特征， 根据 所述边缘轮廓线条特征， 确定每个静止态网球的几何中心点； 将所述几何中心点在地面上 的投影点的位置， 作为所述静止态网球在地 面所处的位置； 根据所述静止态网球在地面所处 的位置和所述网球拾取机器人当前所处位置， 设定相 应的运动路径， 以此指示所述网球拾取机器人沿所述运动路径运动到所述静止态网球附近权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115228061 A 2区域； 其中， 所述 运动路径上不存在任何网球。 6.如权利要求5所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S3中， 指示所述摄像头对所述静止态网球进行拍摄， 得到静止态网球影像 具体包括： 当网球拾取机器人运动到所述静止态网球附近区域 时， 指示所述摄像头对准所述静止 态网球进 行拍摄， 得到静止态网球影像； 其中， 所述静止态网球影像的画面包括所述静止态 网球的全部区域且 包括其他网球， 以及包括 地面存在的至少一个标记。 7.如权利要求6所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S3中， 对所述静止态网球影像进行分析处理， 得到网球拾取机器人的机械 手与所述静止态网球之间的相对位姿信息具体包括： 从所述静止态网球影像中提取所述静止态网球的边缘轮廓线条和所述标记的几何中 心； 以所述标记的几何中心 为基准， 根据所述静止态网球的边缘轮廓线 条， 确定所述机械手 与所述静止态网球之间的相对位姿信息； 其中， 所述相对位姿信息包括所述机械手与所述 静止态网球之间的相对距离以及相对方位角。 8.如权利要求7 所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S3 中， 指示无刷直流电动机驱动所述机械手对所述静止态网球进行拾取操 作具体包括： 根据所述相对位姿信 息， 指示位于所述机械手相应关节 处的无刷直流电动机驱动所述 机械手的臂部和手指 部进行相应动作， 从而拾取所述静止态网球以及将所述静止态网球放 入到相应的收集 容器中。 9.如权利要求8所述的基于无刷直 流电动机的网球拾取机器人控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S3中， 将所述静止态网球放入到相应的收集 容器中具体包括： 所述收集容器设置在所述网球拾取机器人的背部， 所述收集容器能够在所述网球拾取 机器人的背部沿垂 直于所述网球拾取机器人前进方向的方向移动， 并且在所述收集容器的 下方沿垂直于所述网球拾取机器人前进方向的方向设置有两个压力传感器， 根据所述压力 传感器采集得到的压力数值， 控制所述收集容器在所述网球拾取机器人的背部的移动方向 和移动距离， 其过程 为： 步骤S301， 每当所述网球拾取机器人拾取到一个网球后， 利用下面公式(1)， 根据两个 压力传感器采集得到的压力数值， 控制所述收集容器在所述网球拾取机器人的背部的移动 方向， 在上述公式(1)中， S表示所述收集容器在所述网球拾取机器人的背部的移动方向的控 制值； F(l)表示沿垂 直于所述网球拾取机器人前进 方向的方向设置的两个压力 传感器中位 于左侧的压力 传感器采集得到的压力数值； F(r)表 示沿垂直于所述网球拾取机器人前进方 向的方向设置的两个压力传感器中位于右侧的压力传感器采集得到的压力数值； 当S＝1， 表示指示所述收集容器沿垂直于所述网球拾取机器人前进方向的左侧方向移 动；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115228061 A 3