El robot inteligente recolector de pelotas fabricado por el Grupo de Robots de la Escuela Secundaria No. 4 de Beijing se basa en cámaras, sensores infrarrojos y sensores fotoeléctricos para detectar el entorno circundante. Utiliza de manera integral el reconocimiento de imágenes de PC y la programación del microcontrolador 8051. , comunicación en serie y otras tecnologías para reemplazar completamente al robot. El hombre sigue recogiendo pelotas durante el entrenamiento de tenis de mesa.
El posicionamiento del robot en el rango de trabajo de la pelota se logra principalmente mediante el reconocimiento de imágenes. Aunque el título se llama "Robot de inspección de bolas", es más apropiado llamarlo "Robot de succión de bolas". Porque la acción de "recogida" en realidad se logra mediante la presión negativa del ventilador. Cuando una pelota de tenis de mesa se acerca a la boca de succión, se activan una serie de sensores fotoeléctricos. Después de que el microcontrolador detecta la señal, encenderá el ventilador para extraer el aire de la caja de pelotas y las pelotas de tenis de mesa serán succionadas hacia la caja de pelotas bajo la acción de la presión del aire. Además del sistema de succión de bola de presión negativa, la parte de hardware del robot también incluye: una cámara con un ángulo de elevación ajustable a través de un relé electromagnético, dos juegos de motores de CC, una computadora portátil, un chip 8051 y una parte del circuito. .
A través de la experiencia adquirida al unirnos al grupo de robots en los últimos dos años, creemos que si un robot puede ser práctico, además de completar con éxito tareas formuladas, también debería poder manejar aleatoriamente varias tareas complejas. situaciones prácticas. Para avanzar en la practicidad, además de posicionar con precisión las pelotas de tenis de mesa mediante la tecnología de reconocimiento de imágenes, también hemos realizado nuevos desarrollos en los siguientes aspectos:
1. Se creó una "pared digital" en el. programa "Utilizando tecnología de procesamiento gráfico, el área donde el robot recoge la pelota se puede delinear con una cinta. Antes de cada paso del trabajo, el robot primero determinará si ha salido del círculo. Si es así, volverá automáticamente al círculo. Hacer esto evita que el robot se aleje en busca de pelotas de ping pong. Se llama "muro digital" porque el programa de procesamiento de gráficos permite al robot ignorar todos los objetos fuera del rango delineado por la banda que se desvanece, como si se construyera un muro frente al robot. La tecnología "Muro digital" es la innovación y el punto técnico más importante de este trabajo.
2. Colocamos una caja de bolas de fondo claro marcada con un color especial en la esquina de la cinta. Una vez que el robot determina, después de una búsqueda exhaustiva, que no hay bolas en el círculo, o que el contenedor de almacenamiento de bolas está lleno, se moverá a lo largo de la cinta y finalmente encontrará la caja en la que "escupirá" la bola.
3. Hay cinco sensores infrarrojos y dos microinterruptores en la parte frontal del robot, que son monitoreados por un microcontrolador en todo momento. Una vez que se activa un determinado componente, el microcontrolador llama inmediatamente al programa de evitación de obstáculos correspondiente para realizar la fuerza sobre el robot.
4 Para satisfacer las necesidades reales de varias ocasiones, configuramos dos modos de trabajo durante la programación: el primer modo de trabajo es en modo de espera después del inicio, y solo cuando la pelota de tenis de mesa aparece en la pantalla. campo de visión Comenzará a funcionar normalmente y volverá a entrar en estado de espera después de recoger la pelota. Es adecuado para situaciones donde el lugar es pequeño y hay pocas pelotas de tenis de mesa en el segundo modo de funcionamiento, no hay estado de espera. y el robot continuará buscando en un amplio rango al principio y después de cada lanzamiento, adecuado para situaciones donde el lugar es grande y hay muchas pelotas de tenis de mesa.
En un uso específico, verá que el robot inteligente de recogida de bolas funciona de la siguiente manera: si está configurado en el modo de trabajo 1, el robot primero entrará en el estado de espera después de comenzar. En el estado de espera, el robot buscará alternativamente pelotas de ping pong cercanas y distantes "bajando" y "levantando la cabeza". Una vez que encuentre una pelota de ping pong, entrará en estado de funcionamiento normal. En condiciones normales de trabajo, la PC puede procesar la posición y el ángulo de la cinta y las pelotas de ping pong en cualquier momento a través de la cámara y enviar instrucciones de giro y avance al microcontrolador. El microcontrolador completa varias tareas de acuerdo con el protocolo enviado. Al recoger una pelota, el programa "pared digital" puede calcular si un determinado movimiento puede significar que el robot salga de la cinta y, una vez encontrada, hará que el robot regrese a la cinta. Cuando no hay ninguna pelota de tenis de mesa en el campo de visión de la cámara, el programa llama al módulo de procesamiento sin pelotas y el robot busca de la siguiente manera: gire a la izquierda 60 grados para buscar - levante la cámara y busque nuevamente - gire a la derecha 60 grados y buscar nuevamente - regresar a la posición original y avanzar 50 cm.
Si está cerca de la cinta, elija la mejor dirección de giro según el ángulo con la cinta y gire hacia adelante. Si se encuentra una pelota de ping pong durante cada uno de los pasos anteriores, el procedimiento de recogida de la pelota se ejecutará inmediatamente. Cuando el número de vueltas registradas por la PC llega a cuatro veces, el robot ejecuta el programa de liberación de bolas. Primero, el robot avanzará hasta las proximidades de la cinta y luego, durante el procesamiento del programa, el robot avanzará a lo largo de la cinta hasta que vea la marca en la caja. El robot girará 180 grados en el lugar y luego. retroceda hasta que vea otra marca que indique que se suelte la pelota, y luego el robot abrirá la puerta trasera del contenedor de almacenamiento de pelotas y las pelotas de tenis de mesa caerán en la caja de papel por su propia gravedad. Después de completar el trabajo, los dos modos de trabajo elegirán ingresar al estado de espera o ingresar al módulo sin bolas para continuar la búsqueda.
El robot recogebolas inteligente puede verse como una muestra completa de los resultados de los dos años de trabajo de los miembros de nuestro equipo de robótica. Cada miembro ha puesto mucho esfuerzo. A través de esta experiencia, nos dimos cuenta plenamente de las dificultades de la investigación científica, la satisfacción de aplicar lo aprendido y la diversión impulsada por el interés. Se puede decir que no importa cuál sea el resultado de la competencia, todos disfrutamos del placer de la investigación científica.