网球运动结束后,满地散落的网球往往是人工拾取,现在市场上几乎没有智能拾网球机器人产品销售,其根本原因是拾球效率不高导致,提高机器人拾球效率仍有很多工作可做。本项目从拾球机器人结构、机器人系统架构、机器人位置定位与网球位置识别、拾球路径规划算法、拾球算法五个方面进行智能拾取网球机器人研制,已设计出一套智能拾球机器人系统,获得如下研究成果,该研究成果已向国家专利局申请发明专利与实用新型专利。（1）针对现有拾球机器人拾球机构较为复杂的问题,现将机器人结构设计为滚轮式结构,当此机器人碾压过网球时,靠机器人自身金属材质重量,只要滚动碾压到的位置即可将网球压缩进收集笼中。（2）机器人系统架构由主摄像头、PC上位机、机器人三部分组成,主摄像头主要负责实时采集网球场的图片数据,通过WIFI发送给PC上位机,PC上位机对接收到的图片数据进行处理,从中提取网球位置、机器人位置,同时PC上位机根据网球位置对拾球路径进行规划,规划结束后向机器人发送控制命令,机器人按实时接收的控制命令进行运动,实现对网球的拾取。（3）为了能够定位机器人位置与方向,机器人前后两端分别安装小面积红色块与大面积红色块,以外部主摄像头位置为坐标原点,建立基础坐标系OXY,通过两个红色块位置关系确定机器人位置与方向。针对网球场中网球受光照强度及角度不同引起网球识别困难情况,通过对各网球识别方法的研究,实验表明HSV颜色空间对解决此问题效果较好,最终使用HSV颜色空间进行颜色实验分析,设置HSV颜色分量阈值,以此确定网球位置和机器人方位。（4）利用贪心算法简单快速、栅格法能将复杂问题分为子模块处理的特点,在路径规划中创新性地给出了基于网格与贪心算法融合的拾球路径规划算法,该算法首先对网球坐标点进行栅格化,其次在每个划分好的栅格中使用贪心算法,从下到上规划网球的路径,最后当所有栅格中的路径规划结束后,对栅格两两相互连接得到总路径。（5）针对网球拾取过程中机器人涉及到旋转角度问题,旋转角度大小是拾取下一个网球目标的重要因素,因此给出了改进蚁群算法实现拾球路径规划,在原蚁群算法转移概率中加入旋转角度参数,经过实验表明,改进蚁群算法在网球路径规划中测试效果较好。（6）拾球算法分为单摄像头方法和双摄像头方法两种。单摄像头拾球方法是PC上位机通过WIFI读取主摄像头图像数据,通过分析计算获取网球场中机器人位置及网球位置,根据获取的位置信息控制机器人拾取网球,优点是拾取速度快,缺点是准确度不高。针对单摄像头方法拾球准确度不高问题,给出了双摄像头拾球方法,该方法除了主摄像头外还在机器人上安装了一个辅助摄像头,PC上位机通过主摄像头获取机器人与即将拾取网球的角度值,机器人按此角度值做旋转,旋转结束后,PC上位机读取辅助摄像头图像数据,对图像数据进行分析计算,计算出当前机器人与即将拾取网球的角度,根据此角度值判断机器人是否直接前进拾取网球还是做进一步旋转后拾取网球,以此进一步提高拾球精度。（7）对智能拾球机器人进行实验测试,将路径规划算法与拾取网球算法进行两两组合测试,组合后的算法分别是:融合路径规划算法与单摄像头拾球算法（FS）、融合路径规划算法与双摄像头拾球算法（FT）、改进蚁群算法与单摄像头拾球算法（AS）、改进蚁群算法与双摄像头拾球算法（AT）,在这四种组合算法中,改进蚁群算法与单摄像头拾球算法（AS）拾球时间最短,而改进蚁群算法与双摄像头拾球算法（AT）拾球概率最高,综合考虑选取改进蚁群算法与双摄像头拾球算法（AT）作为本项目采纳算法。