云动发球机

本发明属于人工智能，涉及一种云动发球机。背景技术：1、许多网球爱好者选择使用网球发球机进行训练，成为学习网球新的途径。网球发球机不仅能够解放教练免于单调乏味的喂球工作，而且可以确保发球的速度、方向和落点，因此越来越受到人们的喜爱。2、当前的发球机多为定点发球并且发射方向、角度单一，目前实现角度变化的有两种：一是采用摆动架在垂直方向上俯仰实现不同仰角的发球，二是采用旋转平台实现变方向角的多方向发球，但是可以同时在有限体积下多自由度的球路发射控制，难以实现和真人教练类似多自由度灵活发球。此外由于当前的发球机在发球训练时均为定点发球，因此在发球位置的灵活性上有较大缺陷。对于网球爱好者而言功能较为单一，无法提升打球技术。3、在智能化上，当前的发球机大多只能实现按照固定模式或者app遥控的方式进行移动和发球，无法实现与训练者的交互和实现场地自适应发球，模式单一交互较为繁琐，无法胜任网球爱好者的进阶训练，并且即使是拥有相关机器视觉辅助发球的发球机，在不同模式的切换上仍然需要手动切换，在训练的连贯性体验上有较大的缺陷，智能化程度有待提高。4、在当前的网球发射机设计中，大多数解决方案集中于机械结构的优化，比如：公告号cn212998299u的中国专利和公开号cn116870450a中国发明专利，包括对发射机构俯仰角的控制、传动装置的设计，以及如何有效防止误发射和网球卡在发射机构内的问题。尽管这些解决方案对于一般用户可能足够，但对于一些有着更为专业需求(根据人的位置采取不同的发射策略，而不是单一固定方向发射)的受训者而言，它们的训练需求未能得到有效满足。5、相较而言，一些智能化水平较高的网球发射机已经在发射控制方面取得了显著进展，包括控制网球的发射落点、频率、速度和旋球速度等。然而，这些发射机在人体识别和人机交互控制方面的创新程度仍然相对不足，比如：6、中国发明专利(公开号为cn117379766a)在上述基础上引入了更为智能的语音交互控制和机器视觉技术，通过提升人体识别水平，在一定程度上弥补了现有发射机的不足。这一创新使得网球发射机不仅在技术上更为先进，而且在智能水平上更为出色。最重要的是，这种智能化设计拓展了网球发射机的使用人群，为那些需要个性化定制功能的受训人员提供了更加灵活和多样化的训练可能性。7、综上，现有技术存在两类不足：第一、人像追踪的不足，第二、语音识别的不足。8、关于人像追踪的不足：由于采用了神经网络追踪，其计算参数通常为百万单位，因此计算所需量大，时间长，所需成本高，不适宜快速响应，网球训练者突然改变训练位置可能导致发球有所偏差。9、语音识别的不足：只能识别简单固定指令，无法区分这个指令是否来自网球训练者的，深度学习方法进行噪声处理的性能很大程度上依赖于训练数据的数量和质量。而在某些情况下，获取大量干净语音数据可能是困难的，需要更多的计算资源和时间来训练和优化。技术实现思路1、本发明结合语音控制和人像实时追踪技术，旨在提升网球训练的便捷性和效果。2、本发明通过语音控制，训练者能够即时调整发球模式，无需停下训练，避免了分割感，提高了人机交互的便捷性；同时，采用人像实时追踪技术，使发射机能够根据训练者的位置实时调整球的发射点，实现了面向练球者的点对点喂球，提高了训练的效果和体验。经过上面两种核心技术的结合，训练者仅需远程语言对话实现训练模式的设置，发球机根据设置的模式，给出结合运动员实时场内位置的发球路径，从而实现动态球路训练，大大提高了球路的针对性、多样性，让训练者拥有更加优质的训练体验。3、本发明包括移动单元、发射单元、智能化交互单元，所述移动单元，用于实现发球机的全方位移动；所述发射单元，用于多角度发射网球；所述智能化交互单元，基于图像采集技术实时定位当前发球机位置和训练者位置，计算发球路径；基于图像识别技术实现对训练者的实时追踪，并且根据识别信息给出定制化发球方案。4、在一优选示例中，所述移动单元引入了麦克纳姆轮悬挂移动底盘。5、在一优选示例中，通过在所述发射单元中引入可调整的仰角和方向角度模块，使得发球机在水平和垂直方向上实现更多样化的运动。6、在一优选示例中，所述智能化交互单元包括语音模块，所述语音模块包括语音处理子模块和语音控制子模块，所述语音处理子模块对语音预处理时采用自编码器与生成对抗网络，用于从带噪声的语音信号中提取干净语音。7、更进一步，该云动发球机的训练模式包括固定模式和随机模式；8、所述固定模式为发球机不动，定点发射网球；9、所述随机模式分为底盘随机、发球随机以及全随机模式；10、所述底盘随机模式是指发球机随机运动，且发球机始终对准训练者；11、所述发球随机模块是指发球机不动，发射的网球随机落在对方场地；12、在一优选示例中，所述智能化交互单元包括人像追踪模块，用于实现发球机始终对准训练者；该模块包括人像识别子模块和人像定位子模块；13、所述人像识别子模块用于获得人体的位置坐标；14、所述人像定位子模块通过获取网球线坐标，结合所述的人体的位置坐标，从而确定人体与网球场地的相对位置关系。15、在一优选示例中，所述人像定位子模块获取网球线坐标具体是：16、确定网球场的边界尺寸；17、对输入的图片进行二值化处理；18、边缘提取，即提取黑白图像中白色区块的边缘以得到多个直线簇；19、在多个直线簇中计算可信直线簇；20、在二值化后图像中，自上而下，寻找第一根斜率为0同时与对应的可信直线簇中的白线都有交点的直线，定义为底线，其与可信直线簇中直线之间的交点为网球场底线与边线的交点，据此网球线坐标。21、在一优选示例中，在得到所述多个直线簇后，还包括：22、对直线簇进行两次过滤，得到关于网球场线的第二直线簇；23、仅采纳当直线总数为2或3时的第二直线簇，记为第三直线簇；对第三直线簇添加惯性量，获得可信下的直线簇，24、可信的直线簇包含了三根线，三根线则分别对应网球场边线的左侧两根以及右侧一根，或右侧两根及左侧一根。25、在一优选示例中，第一次过滤：滤去斜率不在-47°至47°之间的直线；26、第二次过滤：对存在交点且斜率差小于5°的直线合并，合并结果为斜率取二者平均值，起始点取两直线的交点的直线。27、本发明的有益效果为：28、多自由度发球：通过在发球机构中引入可调整的仰角和方向角度，使得发球机可以在水平和垂直方向上实现更多样化的运动。这种自由度的提升使得训练者能够更好地适应不同场地和实战情境，增加了技战术的灵活性，训练者可以通过语音指令灵活地调整发球机的发球方式。实现在一次训练中体验到不同方向和仰角的发球，模拟真实比赛中对手的不同球路，提高了训练的逼真性和实际应用性。29、场地自适应发球：通过人像定位和场地标定，发球机可以智能感知场地的形状和尺寸，并基于麦克纳姆轮悬挂移动底盘，动态调整发球的方式以适应当前的场地条件，使得发球机可以在各种场地上使用，不受场地限制，提供更灵活的训练环境。30、智能化交互：发球机基于图像采集单元可以实时定位当前发球机位置和训练者位置，计算发球路径，基于图像识别技术可以实现对训练者的实时追踪，并且根据识别信息给出定制化发球方案。基于语音识别技术可以实现训练过程中对训练者语音指令的分析，从而实现语音控制。通过语音控制和人脸识别技术，实现了更智能灵活的交互体验。使得训练更为便捷，让训练者可以更直观地与发球机进行沟通和互动，在训练过程中无需暂停发球机就可以使用语音实现发球模式的切换控制，通过人脸识别技术，基于历史训练数据为每个球员给出定制化发球模式，在打球过程中动态调整发球位置和角度方向，实现模式的自动调整。并可以通过使用语音控制技术实现训练过程中人工发送指令实现更高灵活度的模式调整，训练的连贯性体验得以提升，有助于网球训练者更好地掌握技能，实现更高水平的训练效果。