CN104808669A - 一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其包括竞赛场地、监控系统、判分系统，监控系统和判分系统由计算机控制，竞赛场地包括底板和设置在底板四周的挡板；监控系统包括影像模块、和位置监测模块，通过影像模块用于采集和处理竞赛场地内的影像，位置监测模块用于竞赛场地内部智能小车的实时位置；判分系统包括计时模块、计程模块和判分模块，计时模块与所述位置监测模块连接，位置监测模块发出启停信号控制计时模块工作，计程模块用于获取智能小车的路径和路程，判分模块根据计时模块和计程模块的数据判定智能小车的得分。该全监控自动判分的智能小车竞赛平台是一种高质量的、可靠的、科学的竞赛平台。

Description

一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台

技术领域

本发明属于智能监控领域，具体涉及一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台。

背景技术

随着人工智能和机器人技术的发展，现在很多学校将人工智能、机器人技术引入到教学课程中，同时也需要与上述课程相配合的比赛场地作为辅助教学工具。提供高质量的、可靠的、科学的机器人比赛场地以及相应配套的监控评判系统成为亟需解决的问题。

采用摄像头采集图像的技术和数字图像处理技术、红外收发对管及其信号处理技术在很多领域都已得到成熟运用，如果能将它们运用在智能小车比赛方面，构成全监控自动判分的竞赛平台，对人工智能、机器人技术等课程的教学起到很好的支持辅助作用，无疑是一个很有意义的应用方向。

目前应用到人工智能和机器人方面的智能竞赛平台很少，常用的平台存在以下缺陷：占地过大、制作难度高、传感器使用不合理、日常维修量较大、对比赛过程的评判标准不够科学，整体而言还处于一个发展阶段，需要更进一步的研究和改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高质量的、可靠的、科学的全监控自动判分的智能小车竞赛平台。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其包括竞赛场地、用于监控所述竞赛场地内部的竞赛状况的监控系统、以及用于评判竞赛结果的判分系统，所述监控系统和判分系统由计算机控制，所述竞赛场地包括底板和设置在所述底板四周的挡板，所述监控系统包括影像模块和位置监测模块，所述影像模块用于采集和处理所述竞赛场地内的影像，所述位置监测模块用于监测所述竞赛场地内部智能小车的实时位置；所述判分系统包括计时模块、计程模块和判分模块，所述计时模块与所述位置监测模块连接，所述位置监测模块发出启停信号控制所述计时模块工作，所述计程模块用于获取智能小车的路径和路程，所述判分模块根据所述计时模块和计程模块的数据判定智能小车的得分。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述位置监测模块包括位置传感器和所述位置传感器的附属电路，所述位置传感器的信号经过处理后发送给所述计时模块作为开始计时和停止计时的开关信号。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述位置传感器为红外收发对管，在所述竞赛场地的入口处和出口处均设置有一对所述红外收发对管。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述监控系统还包括人机界面，所述人机界面能够显示所述影像模块采集到的竞赛场地中的实时影像，所述人机界面能够显示所述判分系统的判分结果。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述影像模块包括影像采集模块和影像处理模块，所述影像采集模块为摄像头，所述摄像头通过支架固定于所述竞赛场地的上方，所述摄像头能够采集到所述竞赛场地的全景影像；所述影像处理模块用于处理所述影像采集模块采集到的影像。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述影像处理模块处理影像的流程为：获得的原始图像进行Sobe1边缘检测，然后再进行二值化处理，经过形态学膨胀、形态学腐蚀、形态学膨胀三次处理之后，寻找重心后完成图片处理。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述竞赛场地内部设有若干隔板，所述隔板将所述竞赛场地隔成若干赛道。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述竞赛场地的底板上设有减速条。

本发明的有益效果是:

其一、本发明的竞赛平台通过监控系统和评分系统，对智能小车完成比赛所用的时间进行计时、对智能小车完成比赛所走的路线进行记录、对智能小车完成比赛所走的路程进行累计、对智能小车比赛过程进行判分，并通过简明直观的人机界面，对各项结果予以显示，使用方便。

其二、该竞赛平台结构简单，检测项目选择合理，既考虑智能小车的行驶路程，又考虑智能小车的行驶所用时间，符合比赛场地的实际情况，本平台中各部件安装维护方便，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明竞赛场地的平面结构示意图。

图2是本发明竞赛平台的原理框架图。

图3是本发明用于智能小车比赛的全自动监控判分平台的影像模块的算法描述框图。

其中，1-底板，2-挡板，3-隔板，4-红外收发对管，5-减速条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本实施例中公开了一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其包括竞赛场地、用于监控上述竞赛场地内部的竞赛状况的监控系统、以及用于评判竞赛结果的判分系统，上述监控系统和判分系统由计算机控制。

如图1所示，上述竞赛场地包括底板和设置在上述底板1四周的挡板2，挡板2能够防止智能小车超出竞赛场地，并且为了增加竞赛难度，在竞赛场地内部设有若干隔板3，上述隔板3将上述竞赛场地隔成若干赛道，组成迷宫结构；然后再在上述竞赛场地的底板1上设有减速条5，通过减速条5来增加竞赛难度。

如图2所示，上述监控系统包括影像模块、位置监测模块和人机界面，通过上述影像模块用于采集和处理上述竞赛场地内的影像，上述位置监测模块用于上述竞赛场地内部智能小车的实时位置；上述人机界面能够显示上述影像模块采集到的竞赛场地中的实时影像，上述人机界面能够显示上述判分模块的判分结果。

上述判分系统包括计时模块、计程模块和判分模块，上述计时模块与上述位置监测模块连接，上述位置监测模块发出启停信号控制上述计时模块工作，上述计程模块用于获取智能小车的路径和路程，上述判分模块根据上述计时模块和计程模块的数据判定智能小车的得分。

在本实施例中，上述位置监测模块包括位置传感器和上述传感器的附属电路，上述位置传感器的信号经过处理后发送给上述计时模块作为开始计时和停止计时的开关信号。上述位置传感器为红外收发对管，在上述竞赛场地的入口处和出口处均设置有一对上述红外收发对管。

具体的，上述影像模块包括影像采集模块和影像处理模块，上述影像采集模块为摄像头，上述摄像头通过支架固定于上述竞赛场地的上方，上述摄像头能够采集到上述竞赛场地的全景影像。

摄像头在竞赛的全过程中会实时捕捉智能小车的影像，影像处理模块对初步获得的影像信息进行处理，处理算法流程如图3中所示，获得的原始图像进行Sobe1边缘检测，然后再进行二值化处理，经过形态学膨胀、形态学腐蚀、形态学膨胀三次处理之后，寻找重心后完成图片处理，图像处理后可以由计程模块得到智能小车的路径和路程，判分模块根据计时模块和计程模块的结果判定智能小车的得分并在人机界面显示，然后各个模块的工作由计算机控制。

本发明的竞赛平台的原理为：在竞赛场地的入口处和出口处各安装有一对红外收发对管作为位置传感器，当竞赛场地有智能小车进入时，通过位置传感器启动对智能小车的计时，智能小车在竞赛场地内部行驶过程被摄像头拍下，然后计程模块获取智能小车的路径和路程，上述判分模块根据上述计时模块和计程模块的数据判定智能小车的得分。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其包括竞赛场地、用于监控所述竞赛场地内部的竞赛状况的监控系统、以及用于评判竞赛结果的判分系统，所述监控系统和判分系统由计算机控制，所述竞赛场地包括底板和设置在所述底板四周的挡板，其特征在于，所述监控系统包括影像模块和位置监测模块，所述影像模块用于采集和处理所述竞赛场地内的影像，所述位置监测模块用于监测所述竞赛场地内部智能小车的实时位置；所述判分系统包括计时模块、计程模块和判分模块，所述计时模块与所述位置监测模块连接，所述位置监测模块发出启停信号控制所述计时模块工作，所述计程模块用于获取智能小车的路径和路程，所述判分模块根据所述计时模块和计程模块的数据判定智能小车的得分。

2.根据权利要求1所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述位置监测模块包括位置传感器和所述位置传感器的附属电路，所述位置传感器的信号经过处理后发送给所述计时模块作为开始计时和停止计时的开关信号。

3.根据权利要求2所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述位置传感器为红外收发对管，在所述竞赛场地的入口处和出口处均设置有一对所述红外收发对管。

4.根据权利要求1所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述监控系统还包括人机界面，所述人机界面能够显示所述影像模块采集到的竞赛场地中的实时影像，所述人机界面能够显示所述判分系统的判分结果。

5.根据权利要求4所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述影像模块包括影像采集模块和影像处理模块，所述影像采集模块为摄像头，所述摄像头通过支架固定于所述竞赛场地的上方，所述摄像头能够采集到所述竞赛场地的全景影像；所述影像处理模块用于处理所述影像采集模块采集到的影像。

6.根据权利要求5所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述影像处理模块处理影像的流程为：获得的原始图像进行Sobe1边缘检测，然后再进行二值化处理，经过形态学膨胀、形态学腐蚀、形态学膨胀三次处理之后，寻找重心后完成图片处理。

7.根据权利要求1所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述竞赛场地内部设有若干隔板，所述隔板将所述竞赛场地隔成若干赛道。

8.根据权利要求7所述的一种全监控自动判分的智能小车竞赛平台，其特征在于，所述竞赛场地的底板上设有减速条。