CN214679975U - 一种自动跟随的篮球发球机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动跟随的篮球发球机控制系统，包括设置在篮球发球机上的控制模块、摄像头采集处理模块、蓝牙接收模块、驱动电机模块以及用户携带的蓝牙信号发射模块，在所述的篮球发球机底部设置由驱动轮和从动轮，所述驱动轮由电机驱动模块驱动工作以实现篮球发球机的运动，所述控制模块的输出端连接电机驱动模块，用于控制驱动电机模块来驱动驱动轮；所述控制模块与摄像头采集处理模块连接，所述摄像头采集处理模块用于采集球员图像数据；所述控制模块与蓝牙接收模块连接，所述蓝牙接收模块用于接收蓝牙发射模块的蓝牙信号并反馈信号强度至控制模块中；所述控制模块根据图像数据和蓝牙信号强度信息控制电机驱动模块工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及篮球器材领域，特别涉及一种自动跟随的篮球发球机控制系统。
背景技术
篮球发球机作为篮球训练器材，可以为球员提供发球训练，从而不必要队友协助即可进行篮球的接球训练，部分篮球发球机还携带有自动回收球体功能，大大方便了用户的使用，如文献好为CN 107050817A、210751198U等。但是现有技术的篮球发球机均是固定设置或者顶部设置有车轮，由人工推动至一固定位置来进行篮球发球，这种方式虽然可以做到发球训练，但是位置相对固定，无法跟随球员运动，在实际的球赛中，球员是处于运动状态接球的，而现有技术的发球机只能实现静态发球。基于此，本申请提供一种可以自动跟随球员的发球机的控制系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动跟随的篮球发球机控制系统，用于实现篮球机跟随用户运动，以实现跟随用户发送篮球。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自动跟随的篮球发球机控制系统，包括设置在篮球发球机上的控制模块、摄像头采集处理模块、蓝牙接收模块、驱动电机模块以及用户携带的蓝牙信号发射模块，在所述的篮球发球机底部设置由驱动轮和从动轮，所述驱动轮由电机驱动模块驱动工作以实现篮球发球机的运动，所述控制模块的输出端连接电机驱动模块，用于控制驱动电机模块来驱动驱动轮；所述控制模块与摄像头采集处理模块连接，所述摄像头采集处理模块用于采集球员图像数据；所述控制模块与蓝牙接收模块连接，所述蓝牙接收模块用于接收蓝牙发射模块的蓝牙信号并反馈信号强度至控制模块中；所述控制模块根据图像数据和蓝牙信号强度信息控制电机驱动模块工作。
所述蓝牙信号发射模块集成在用户携带的智能手环中。
所述智能手环监控用户的心率、体温和或步数数据并通过智能手环的网络将数据上传至训练监控服务器中，用于对用户的训练数据进行监控、保存。
所述教学监控服务器通过网络连接至监控手机，所述监控手机通过网络访问获取用户智能手环上传的数据。
所述摄像头采集处理模块包括摄像头和图像处理芯片，所述摄像头用户采集篮球发球机前方的视频数据，其输出端连接至图像处理芯片，所述图像处理芯片用于识别图像中的用户位置并反馈给控制模块。
在所述的篮球发球机底部设置有转向轮，所述转向轮由转向电机模块驱动控制转向轮进行转向；所述控制模块的输出端与转向电机模块连接，用于控制转向电机模块工作。
所述控制模块分别与超声波传感器、报警器连接。
本实用新型的优点在于：可以跟随用户来移动篮球发球机，从而匹配用户的运动，实现在运动中接球发球的训练，更好的实现篮球用户的训练需求；而且可以统计篮球运动的运动量心率等信息方便训练管理人员查看监控；设置有避障检测，防止篮球发球机运动过程中的碰撞的发生。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型的篮球发球机的控制系统的原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本申请主要是实现一种可以跟随人体运动的篮球发球机的控制系统，从而实现在运动过程中发球，以训练运动员/球员的反应能力以及训练球员的接球能力，具体方案如图1所示：
如图1，一种自动跟随的篮球发球机控制系统，包括设置在篮球发球机上的控制模块、摄像头采集处理模块、蓝牙接收模块、驱动电机模块以及用户携带的蓝牙信号发射模块，在篮球发球机底部设置有驱动轮和从动轮，驱动轮由电机驱动模块驱动工作以实现篮球发球机的运动，控制模块的输出端连接电机驱动模块，用于控制驱动电机模块来驱动驱动轮，驱动轮转动后会带动从动轮，驱动轮和从动轮转动共同带动篮球发球机行走、运动；
驱动电机模块包括驱动电机以及电机驱动芯片，主要实现驱动电机的工作来带动驱动轮的工作转动；
控制模块与摄像头采集处理模块连接，摄像头采集处理模块用于采集球员图像数据；摄像头采集处理模块包括摄像头和图像处理芯片，摄像头为一个或多个，摄像头设置于发球机上，用于采集篮球发球机前方的视频数据，其输出端连接至图像处理芯片，图像处理芯片用于识别图像中的用户位置并反馈给控制模块，图像处理芯片从图中识别出人像信息并将人像的位置反馈给控制模块，识别定位方法均采用现有技术中的图像识别算法；控制模块用于接收图像处理芯片发来的人像位置数据；图像处理芯片采用Ambarella人工智能(AI)图像处理器CV5，CV5处理器采用了5nm制造工艺，将芯片制造商的AI引擎CVflow与双Arm A76 CPU相结合，支持物体检测和回避、对象跟踪和路径规划等功能。控制模块采用51系列单片机单件最小系统来实现驱动控制和数据接收处理功能，51系列单片机具备功能齐全、功耗小、成本低的特点，方便开发使用。
控制模块与蓝牙接收模块连接，蓝牙接收模块用于接收蓝牙发射模块的蓝牙信号并反馈信号强度至控制模块中；蓝牙信号发射模块集成在用户携带的智能手环中。集成在手环中一方面可以节省成本，不需要新增硬件的成本，而且通过手环可以监控用于的实际运动量等信息。蓝牙接收模块采用蓝牙芯片来实现，蓝牙芯片接收到手环中的蓝牙信号后可以识别出其蓝牙信号强度rssi，并将蓝牙强度信号反馈控制模块，控制模块根据蓝牙信号强度转换成对应的用户距离，从而根据蓝牙强度以及识别的位置来调整篮球发球机的行走运动，实现跟踪的目的。
其具体的工作原理为：控制模块通过蓝牙信号强度来判断距离，当蓝牙信号强度变弱则距离变远，控制模块根据摄像头采集的图像识别出人的位置，然后通过驱动电机驱动驱动轮转动从而使得发球机前进靠近球员的位置然后发球，直至蓝牙信号强度恢复至原先设置的强度，以强度来判断距离的远近，以识别的方位进行运动，这样就可以在运动中发球且距离合适。
本申请中将蓝牙发送模块集成在球员/用户的智能手环之中，一般智能手环均有蓝牙功能，这样就可以节省成本，而且智能手环监控用户的心率、体温和或步数数据并通过智能手环的网络将数据上传至训练监控服务器中，用于对用户的训练数据进行监控、保存。智能手环内包括心率传感器、体温传感器、步数传感器从而检测数据然后通过网络上传至训练监控服务器，训练监控服务器主要用于实现对运动的运动量、状态进行监控从而实现，方便教练员等人员监控球员的训练。为了方便教练、训练机构、医生等监控，设置监控手机，教学监控服务器通过网络连接至监控手机，监控人员的监控手机通过网络访问训练监控服务器从而获取用户智能手环上传的数据。
在本申请中，在篮球发球机底部设置有转向轮，转向轮由转向电机模块驱动控制转向轮进行转向；控制模块的输出端与转向电机模块连接，用于控制转向电机模块工作。控制模块通过驱动转向电机来实现发球机的转向，从而为发球机的跟随行走运动提供转向控制作用。这样不仅可以实现直线行走跟踪还能转向跟走行走。
由于在行走过程中很可能造成碰撞从而造成训练的终止，基于此为了避免碰撞，本申请中在篮球发球机上设置超声波传感器、报警器，控制模块分别与超声波传感器、报警器连接。超声波传感器设置在发球机上的前面，也就是发球机发球的一侧，主要用于探测前进方向的障碍物距离，控制模块当检测到障碍物距离小于预设距离后通过驱动报警器来发出报警，并停止运动，从而避免发球机运动过程中碰撞事故的发生，进而满足用户的需求，及时提醒可能发生的碰撞事故。
本申请主要通过视频采集识别出人体的方位，然后通过蓝牙信号来识别人体与发球机的距离，并根据方位和距离来调整发球机的运动，从而实现发球机的跟随，当距离远离设置的距离阈值/蓝牙信号强度变弱且弱于设置的强度，则发球机按照识别的人体位置前进直至信号强度恢复至设置的强度值，从而实现跟随运动，并可以在运动中发球。而且设置的碰撞提醒，可以避免在运动过程中可能存在的碰撞，从而及时发出提醒。而且根据实际需求设置的转向轮，可以根据实际需求来跟随过程中的转向，从而更好的适应人体运动而跟随转向。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自动跟随的篮球发球机控制系统，其特征在于：包括设置在篮球发球机上的控制模块、摄像头采集处理模块、蓝牙接收模块、驱动电机模块以及用户携带的蓝牙信号发射模块，在所述的篮球发球机底部设置由驱动轮和从动轮，所述驱动轮由电机驱动模块驱动工作以实现篮球发球机的运动，所述控制模块的输出端连接电机驱动模块，用于控制驱动电机模块来驱动驱动轮；所述控制模块与摄像头采集处理模块连接，所述摄像头采集处理模块用于采集球员图像数据；所述控制模块与蓝牙接收模块连接，所述蓝牙接收模块用于接收蓝牙发射模块的蓝牙信号并反馈信号强度至控制模块中；所述控制模块根据图像数据和蓝牙信号强度信息控制电机驱动模块工作。
2.如权利要求1所述的一种自动跟随的篮球发球机控制系统，其特征在于：所述蓝牙信号发射模块集成在用户携带的智能手环中。
3.如权利要求2所述的一种自动跟随的篮球发球机控制系统，其特征在于：所述智能手环监控用户的心率、体温和或步数数据并通过智能手环的网络将数据上传至训练监控服务器中，用于对用户的训练数据进行监控、保存。
4.如权利要求3所述的一种自动跟随的篮球发球机控制系统，其特征在于：所述训练监控服务器通过网络连接至监控手机，所述监控手机通过网络访问获取用户智能手环上传的数据。
5.如权利要求1所述的一种自动跟随的篮球发球机控制系统，其特征在于：所述摄像头采集处理模块包括摄像头和图像处理芯片，所述摄像头用户采集篮球发球机前方的视频数据，其输出端连接至图像处理芯片，所述图像处理芯片用于识别图像中的用户位置并反馈给控制模块。
6.如权利要求1所述的一种自动跟随的篮球发球机控制系统，其特征在于：在所述的篮球发球机底部设置有转向轮，所述转向轮由转向电机模块驱动控制转向轮进行转向；所述控制模块的输出端与转向电机模块连接，用于控制转向电机模块工作。
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