一种小球自动计数装置及系统的制作方法

1.本技术属于数据处理技术领域，尤其涉及一种小球自动计数装置及系统。


背景技术：

2.随着机器人技术及其应用的快速发展，人们越来越重视机器人技术方面的教育及科普，基于机器人的比赛也变得越来越多。
3.其中，通过机器人向装置内快速、大量地投掷小球，并进行计数是基于机器人的比赛中较为常见的赛项。
4.目前的上述赛项通常是通过暂停比赛并基于人工数球的方式来进行计分，上述方式需要消耗大量的人力和时间，效率较低且易影响到比赛中机器人功能和性能的评判流程，打乱了比赛节奏、降低了观赏性，给参赛选手及观众带来很不好的体验。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种小球自动计数装置及系统，可以解决相关计数方法需要消耗大量的人力和时间且效率较低的问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种小球自动计数装置，包括：集球组件、rfid天线组件和数据处理组件；所述rfid天线组件和所述数据处理组件通信连接；
7.所述集球组件设置于所述小球自动计数装置的顶部，用于采集小球并将小球传送至所述rfid天线组件；
8.所述rfid天线组件设置于所述集球组件的下方，用于读取所述小球的标签数据，并传输至所述数据处理组件；
9.所述数据处理组件设置于所述rfid天线组件的下方，用于对所述标签数据进行解析，确定所述小球的属性信息和唯一标识，并根据所述属性信息和所述唯一标识确定每种属性的小球的计数值。
10.在一个实施例中，所述集球组件为漏斗形集球组件；
11.所述漏斗形集球组件具体用于在采集到小球时，通过漏斗出口将所述小球传送至所述rfid天线组件。
12.在一个实施例中，所述数据处理组件包括超高频rfid读卡器；
13.所述超高频rfid读卡器用于向所述rfid天线组件发送驱动信号，以驱动所述rfid天线组件读取所述小球的标签数据。
14.在一个实施例中，所述小球内部设置有超高频rfid标签；所述rfid天线组件为预设形状的平板rfid天线；
15.所述平板rfid天线以预设角度设置于漏斗形集球组件的漏斗出口下方；
16.所述平板rfid天线在接收到驱动信号时发射射频信号，读取所述小球内的超高频rfid标签的标签数据，并传输至所述处理组件中的超高频rfid读卡器。
17.在一个实施例中，所述数据处理组件还包括处理单元；
18.所述超高频rfid读卡器还用于根据防碰撞算法读取所述标签数据内的预存储数据，并发送至处理单元。
19.在一个实施例中，所述处理单元用于对所述预存储数据进行解析，得到所述小球的属性信息和唯一标识，根据所述属性信息和所述唯一标识确定每种属性的小球的计数值。
20.在一个实施例中，还包括底部容器，所述底部容器设置于所述集球组件的下方；
21.所述底部容器用于存放已计数的小球。
22.在一个实施例中，还包括电源装置；
23.所述电源装置分别与所述rfid天线组件和所述数据处理组件相连接，用于对所述小球自动计数装置中的所述rfid天线组件和所述数据处理组件供电；
24.所述电源装置设置于底部容器内。
25.在一个实施例中，所述数据处理组件还包括通信单元；
26.所述通信单元用于将所述计数值发送至预设的管理终端设备。
27.第二方面，本技术实施例提供了一种小球自动计数系统，包括：管理终端设备以及一个以上的小球自动计数装置，所述小球自动计数装置为第一方面所述的小球自动计数装置；
28.所述管理终端设备包括通信模块和显示模块；
29.所述通信模块用于接收各小球自动计数装置的计数值；
30.所述显示模块用于显示各小球自动计数装置的计数值。
31.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过采集小球，基于内置的rfid天线及数据处理组件对小球中设置的标签信息进行处理，得到小球的属性信息和唯一标识，从而确定每种属性对应的小球的计数值，节约了小球计数所耗的人力和时间，提高了计数效率，保证了基于机器人的比赛的正常进行，提高了参赛选手及观众的满意度。
32.可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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技术的一些实施例，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。
34.图1是本技术实施例一提供的小球自动计数装置的结构示意图；
35.图2是本技术实施例一提供的数据处理组件103的结构示意图；
36.图3是本技术实施例一提供的小球自动计数装置的另一结构示意图；
37.图4是本技术实施例一提供的数据处理组件103的另一结构示意图；
38.图5是本技术实施例二提供的小球自动计数系统的结构示意图。
具体实施方式
39.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具
体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
40.应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
41.还应当理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
42.如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0043]
另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]
在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0045]
实施例一
[0046]
图1示出了本技术提供的小球自动计数装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分。
[0047]
所述小球自动计数装置100包括：集球组件101、rfid天线组件102和数据处理组件103；所述rfid天线组件102和所述数据处理组件103通信连接；
[0048]
所述集球组件101设置于所述小球自动计数装置100的顶部，用于采集小球并将小球传送至所述rfid天线组件102；
[0049]
所述rfid天线组件102设置于所述集球组件101的下方，用于读取所述小球的标签数据，并传输至所述数据处理组件103；
[0050]
所述数据处理组件103设置于所述rfid天线组件102的下方，用于对所述标签数据进行解析，确定所述小球的属性信息和唯一标识，并根据所述属性信息和所述唯一标识确定每种属性的小球的计数值。
[0051]
具体的，小球自动计数装置100包括集球组件101、rfid天线组件102和数据处理组件103；rfid天线组件102和数据处理组件103通信连接，集球组件101设置于小球自动计数装置的顶部，rfid天线组件102设置于集球组件101的下方，数据处理组件103设置于rfid天线组件102的下方。
[0052]
具体的，在比赛开始前，为保证比赛的有效进行，预先确定每个小球自动计数装置与参与比赛的机器人之间的一一映射关系，并将当前小球自动计数装置的参数(包括但不限于位置信息、高度信息、集球组件101入口处的长、宽等)发送至关联的机器人。在比赛开
始时，将小球自动计数装置的计数值清零，并通过集球组件101采集上述机器人投掷进来的小球，并将小球传送至位于集球组件101下方的rfid天线组件102，rfid(radio frequency identification，射频识别)天线组件102通过发射射频信号，读取小球的标签数据，并传输至数据处理组件103，数据处理组件103设置于rfid天线组件102的下方，用于对标签数据进行解析，确定小球的标签数据中存储的属性信息和唯一标识，并根据属性信息和唯一标识确定每种属性的小球的计数值。
[0053]
作为示例而非限定，为提高比赛的难度及趣味性，设定小球具有多种不同的属性(例如，颜色)，且同属性小球包括非同质化区别。
[0054]
通过确定小球标签数据中存储的属性信息和唯一标识，可以确定具有相同属性的小球，以及根据每个小球的唯一标识确定同属性小球的非同质化区别，从而得到每个属性的小球的计数值。
[0055]
例如，设定属性为颜色，属性信息包括红色、绿色、蓝色和黄色，对应在识别到某小球的属性信息为黄色时，对黄色属性小球的计数值加一。
[0056]
在一个实施例中，所述集球组件101为漏斗形集球组件101；
[0057]
所述漏斗形集球组件101具体用于在采集到小球时，通过漏斗出口将所述小球传送至所述rfid天线组件102。
[0058]
具体的，集球组件101具体为漏斗形集球组件101，漏斗形集球组件101具体用于采集小球，小球进入到漏斗形集球组件101后会进行向心运动，从而增加小球在rfid天线组件102的感应区的停留时间，以确保小球的标签数据被rfid天线组件102读取到，并将从各个方向及角度进入漏斗形集球组件101的小球，从漏斗出口传送至rfid天线组件102。
[0059]
可以理解的是，在一定时间内，进入漏斗形集球组件101的小球数量可能为多个，因此，需根据机器人投掷小球的实际速度等参数，确定漏斗形集球组件101中漏斗出口的大小，避免发生因小球堵塞导致的计数异常问题。
[0060]
在一个实施例中，所述数据处理组件103包括超高频rfid读卡器；
[0061]
所述超高频rfid读卡器用于向所述rfid天线组件102发送驱动信号，以驱动所述rfid天线组件102读取所述小球的标签数据。
[0062]
具体的，数据处理组件103包括超高频rfid读卡器，该超高频rfid读卡器与rfid天线组件102通信连接。在比赛开始时，超高频rfid读卡器用于以预设方式向rfid天线组件102发送驱动信号，以驱动所述rfid天线组件102读取所述小球的标签数据。
[0063]
其中，rfid读卡器是一种能阅读电子标签数据的自动识别设备。根据阅读标签频率的不同分为低频、高频、超高频读卡器。rfid读卡器与rfid天线一起使用能够读取标签信息。
[0064]
其中，预设方式可根据用户需求进行具体设定，例如，设定预设方式为不间断发送驱动信号，或者设定预设方式为以预设时间间隔发送一次驱动信号(预设时间间隔可根据实际需求进行具体设定，例如，设定预设时间间隔为0.1s，对应超高频rfid读卡器需要每间隔0.1s向rfid天线组件102发送一次驱动信号)。
[0065]
在一个实施例中，所述小球内部设置有超高频rfid标签；所述rfid天线组件102为预设形状的平板rfid天线；
[0066]
所述平板rfid天线以预设角度设置于所述漏斗形集球组件101的漏斗出口下方；
[0067]
所述平板rfid天线在接收到驱动信号时发射射频信号，读取所述小球内的超高频rfid标签的标签数据，并传输至所述处理组件中的超高频rfid读卡器。
[0068]
具体的，预先在小球内部设置超高频rfid标签，并在超高频rfid标签的epc数据区写入预存储数据(预存储数据用于描述小球的属性信息及唯一标识)。
[0069]
例如：将超高频rfid标签中12bytes的epc区域作如下划分：
[0070]
从0-2共3个bytes用于描述小球所属的生产厂家或生产编号等信息，例如：从0-2的3个bytes中分别写入0x55、0x42、0x54，分别表示u、b、t三个字母的ascii编码，用于描述生产厂家信息。从3-7共5个bytes用于从5个维度来描述小球的属性信息。例如：第4个字节为0x01时表示这是一个绿色小球，第5个字节为0x02时表示这个小球所具有某种非同质化区别，无属性信息的字节设定为0x00，表示该小球无属性信息。从8-12共5个bytes用于表示按顺序增加的序列号(即小球的唯一标识)。
[0071]
具体的，rfid天线组件102为预设形状的平板rfid天线，其中，预设形状可根据实际需求进行具体设定。
[0072]
在本实施例中，为尽量确保最大面积的rfid天线组件102的感应区，设定预设形状为正方形或正圆形。
[0073]
对应的，平板rfid天线的大小可根据漏斗形集球组件101的漏斗出口大小及底部容器104的内部空间进行具体设定。考虑到小球的体积、底部容器104的内部空间大小，设定平板rfid天线的边长或直径应不小于15cm。
[0074]
具体的，平板rfid天线以预设角度设置于漏斗形集球组件101的漏斗出口下方，平板rfid天线在接收到驱动信号时发射射频信号，读取小球内的超高频rfid标签的标签数据，并将标签数据传输至处理组件中的超高频rfid读卡器，同时基于上述预设角度，将小球传送至下方的底部容器104中。
[0075]
其中，预设角度可根据实际需求进行具体设定。
[0076]
在本实施例中，为避免小球堵塞、保证小球顺利下移至底部容器104中，同时为让小球在平板rfid天线的感应区域尽可能的停留更长时间(为保证顺利读取小球的标签数据)，设定该预设角度大于等于3
°
且小于等于45
°
。
[0077]
在一个实施例中，所述数据处理组件103还包括处理单元；
[0078]
所述超高频rfid读卡器还用于根据防碰撞算法读取所述标签数据内的预存储数据，并发送至处理单元。
[0079]
具体的，数据处理组件103还包括处理单元，处理单元与超高频rfid读卡器通信连接，超高频rfid读卡器还用于在接收到rfid天线组件102发送的标签数据时，根据防碰撞算法读取标签数据内的预存储数据，并发送至处理单元。
[0080]
其中，多标签防碰撞算法主要分为三类：
①
基于aloha的算法，又称为随机性算法；
②
基于树的算法，又称为确定性算法；
③
混合算法，将基于aloha的算法和基于树的算法相结合而产生的一种算法。
[0081]
无线射频识别(radiofrequencyidentifica－tion，rfid)是一种非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据(如小球的标签数据)，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境，在物联网、供应链、物流等领域中有着广泛的应用。典型的rfid系统主要由阅读器、标签和后台计算机应用系统三部分组成，标签具有唯一
的识别码(iden－tificationcode，id)，被贴附到待识别的物体上。在rfid应用系统的一个阅读器的天线作用范围内，常常同时存在多个标签，当阅读器发出查询命令后，往往会引起多个标签同时响应，这些响应信息在共享的无线信道上发生碰撞，使响应信号难以被阅读器辨认，从而引起多标签碰撞。阅读器为完成对所有标签的识别，应将这些发生碰撞的标签区分开来，再与它们逐个通信，阅读器完成这些工作所使用的算法就是多标签防碰撞算法。
[0082]
在一个实施例中，所述处理单元用于对所述预存储数据进行解析，得到所述小球的属性信息和唯一标识，根据所述属性信息和所述唯一标识确定每种属性的小球的计数值。
[0083]
具体的，处理单元用于对预存储数据进行解析，得到小球携带的属性信息和唯一标识，根据属性信息和唯一标识确定当前小球的属性，从而更新上述属性小球的计数值，并确定每种属性的小球的计数值。
[0084]
例如，当前属性为颜色，属性信息包括红色、黄色、蓝色和绿色，每种属性的小球计数值分别为红色2，黄色5，蓝色8，绿色0；对应在检测到一个属性信息为黄色，唯一标识为id003的小球，以及检测到一个属性信息为绿色，唯一标识为id007的小球时，对应得到每种属性的小球计数值分别为红色2，黄色6，蓝色8，绿色1，同时记录此时该黄色小球的唯一标识id003，该绿色小球的唯一标识为id007。
[0085]
图2示例性的提供了一种数据处理组件103的结构示意图。
[0086]
图2中，数据处理组件103包括超高频rfid读卡器和处理单元，超高频rfid读卡器和处理单元通信连接，超高频rfid读卡器与位于数据处理组件103上方的rfid天线组件102通信连接。
[0087]
在一个实施例中，还包括底部容器104，所述底部容器104设置于所述集球组件101的下方；
[0088]
所述底部容器104用于存放已计数的小球。
[0089]
具体的，小球自动计数装置还包括底部容器104，上述底部容器104设置于集球组件101的下方。底部容器104用于在数据处理组件103确定上述小球的属性信息和唯一标识，并更新计数值后，采集上述已计数的小球并存放在内，方便在后续进行计数值的核实操作，同时避免因小球被重复投掷导致出现的计数结果不稳定等问题。
[0090]
可以理解的是，为避免小球意外滑出小球自动计数装置，设定底部容器104应设置于集球组件101的下方，且内部空间大小可容纳rfid天线组件102、数据处理组件103、电源装置105及多个小球。
[0091]
在一个实施例中，还包括电源装置105；
[0092]
所述电源装置105分别与所述rfid天线组件102和所述数据处理组件103相连接，用于对所述小球自动计数装置中的所述rfid天线组件102和所述数据处理组件103供电；
[0093]
所述电源装置105设置于所述底部容器104内。
[0094]
具体的，小球自动计数装置还包括电源装置105，电源装置105设置于底部容器104内且该电源装置105分别与rfid天线组件102和数据处理组件103相连接，用于对小球自动计数装置中的rfid天线组件102和数据处理组件103供电。
[0095]
图3示例性的提供了一种小球自动计数装置的另一结构示意图。
[0096]
图3中，小球自动计数装置中的集球组件101为漏斗形集球组件101，rfid天线以预
设角度设置于集球组件101的下方，rfid天线组件102和位于rfid天线组件102下方的数据处理组件103通信连接，底部容器104内设置有电源装置105，电源装置105分别与rfid天线组件102和数据处理组件103相连接以进行供电。
[0097]
在一个实施例中，所述数据处理组件103还包括通信单元；
[0098]
所述通信单元用于将所述计数值发送至预设的管理终端设备。
[0099]
具体的，小球自动计数装置中的数据处理组件103还包括通信单元，通信单元与预设的管理终端设备通信连接，用于将计数值发送至预设的管理终端设备。其中，预设的管理终端设备为管理人员的终端设备(如手机、笔记本电脑等可与小球自动计数装置通信且具有显示装置的终端设备)。
[0100]
图4示例性的示出了数据处理组件103的另一结构示意图。
[0101]
图4中，数据处理组件103还包括通信单元，通信单元与预设的管理终端设备通信连接，通信单元在接收到处理单元发送的计数值后，将计数值发送至预设的管理终端设备。
[0102]
本实施例通过采集小球，并基于内置的rfid天线及数据处理组件对小球中设置的标签信息进行处理，得到小球的属性信息和唯一标识，从而确定每种属性对应的小球的计数值，节约了小球计数所耗的人力和时间，提高了计数效率，保证了基于机器人的比赛的正常进行，提高了参赛选手及观众的满意度。
[0103]
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本技术方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0104]
实施例二
[0105]
图5示出了本技术实施例提供的小球自动计数系统的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分。
[0106]
所述小球自动计数系统200包括：管理终端设备201以及一个以上的小球自动计数装置100，所述小球自动计数装置100为实施例一所述的小球自动计数装置100；
[0107]
所述管理终端设备包括通信模块2011和显示模块2012；
[0108]
所述通信模块2011用于接收各小球自动计数装置的计数值；
[0109]
所述显示模块2012用于显示各小球自动计数装置的计数值。
[0110]
具体的，小球自动计数系统200包括：管理终端设备201以及一个以上的小球自动计数装置(图5中仅示出2个)，小球自动计数装置100为实施例一所述的小球自动计数装置100，管理终端设备包括通信模块2011和显示模块2012，通信模块2011用于接收各小球自动计数装置100的计数值并发送至显示模块2012，显示模块2012用于显示各小球自动计数装置100的计数值。
[0111]
本实施例通过实时获取并展示各小球自动计数装置的计数值，能够实时将与每个小球自动计数装置关联的机器人的投球数量公布出来，提高信息的实效性，保证了基于机器人的比赛的公正性和趣味性，提高了参赛选手及观众的满意度。
[0112]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可
以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0113]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0114]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0115]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0116]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0117]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。