基本信息

第一作者姓名：任梓予

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：上海交通大学附属闵行马桥实验学校

第一作者人所在年级：五年级

第一作者人所在年级：

性别：

民族：

第二作者人所在学校：

第二作者人所在年级：

辅导教师姓名：尹瑞章、王燕

作品摘要

*主要特征：

针对羽毛球训练场地拾捡羽毛球浪费时间问题，为提升教练培训效率，本文研究了一款以树莓派主板为硬件平台，以OpenCV为学习库的羽毛球拾捡机器人。

*主要用途：

该拾捡机器人以数字摄像头为图像信息获取单元，提高了识别羽毛球的准确率；以直流电机、机械臂等为机器人的动作执行单元，实现了机器人在场地的移动与捡球动作。

*与人工智能的相关性说明：

1．基于OpenCV机器视觉算法大量学习羽毛球正样本和负样本，提升识别羽毛的准确率；

2．采用麦克纳姆轮，轻松改变方向，底部平移的灵活性，可以快速送回羽毛球；

作品说明

*构思形成：

在羽毛球训练中，频繁的人工捡球是一个低效的过程。针对上述现状，研究设计了一种基于计算机视觉学习的拾羽毛球的机器人。我通过查资料、查专利，发现网球、乒乓球都有捡球机器人，羽毛球捡球机器人尚待开发。

*设计过程：

硬件采用树莓派4B主板1块、驱动板1块、机械底盘1套（含麦克纳姆轮）、直流无刷电机4个、功放板、高清摄像头、16G内存卡、红外光电传感器、二维舵机云台及大容量锂电池；软件平台采用PyCharm、Spyder、VSS、VNC，结合OpenCV算法库，实现样本学习、生成联级分类器，控制机械臂抓取羽毛球，放回指定的收集箱内。

*演示效果：

首先，机器人上电后，系统播放欢迎词，然后按系统预设的地图范围内行走，同时开始摄像头自动判断，实时读取可视范围内是否有羽毛球，如果有羽毛球，便会控制机械臂抓取送至指定位置；在行走过程中，可以自动避障。

*优点：

1. 代替人工捡羽毛球，节约学生训练时间；

2.以树莓派为主控板，可实现视频、音频同步传输，功能齐全，交互性好。

*还需进一步研究的问题： 

1.优化拾捡羽毛球速度；2.在机器人身上设计一款收集箱，随捡随放；3.优化机器人行驶路径。

作品图片