羽毛球有发球机吗(羽毛球捡球机得了世界大奖?
2019Innovate FPGA创新大赛全球总决赛在天津落下帷幕,由重庆大学微电子与通信工程学院的何伟老师、林英撑老师指导的学生团队——刘永兵、王移红、吴佳怡三人研发的PickingRobot(羽毛球智能捡球机器人),一举拿下唯一的金奖,获得全球总决赛冠军。
刘永兵是重庆大学微电子与通信工程学院研三学生,也是个羽毛球爱好者,在长时间的羽毛球训练中,他发现捡羽毛球是一件非常麻烦的事,于是萌生一个想法能不能利用实验室的优势技术再结合自身所学,设计一种能够自动捡拾羽毛球的机器人呢?
有了想法后,刘永兵找来同样爱打羽毛球的同班同学王移红、吴佳怡。一系列问题待解决,如何以优雅而又不失效率的方式捡球?羽毛球捡球机器人要做成什么样?人型机器人还是车型机器人?“既然市场上没有可以参考的同类机器人,那为什么不按照自己的喜好来定义这款捡拾机器人呢?”于是,刘永兵和小伙伴们在充分考虑了机器人的成本、体积、实用性、易用性和娱乐性,以及后续固件升级对功能的拓展等问题后,在2018年“PickingRobot”立项了。
▲PickingRobot表演捡球技艺
惊险
实验室响起爆炸声
从项目立项,到成功研制出可以稳定工作的羽毛球智能捡球机器人,团队突破了一个又一个难题。“在研制中,一个比较大的问题就是市场上没有捡羽毛球机器人。这样的话,我们得想办法自行做一个捡球装置。这是一个跨学科工作,再加上我们经费有限,所有的机械部件只能由我们自己设计、自己加工。”刘永兵介绍,仅仅是捡球装置的设计就用了大家长达4个月的时间。
不过,最惊心动魄的事件,莫过于实验室的爆炸声。
“当时吓得腿软!现在都还后怕。”参与这项实验以来,刘永兵印象最深刻的是有次电路参数设置不正确导致电容爆炸。“当时,我们在调试第一个版本的驱动板,我闻到细微的烧焦味,想要凑近电路板细看,这时一个电容突然炸了,声音还挺大的。我那时吓得不轻,实验室其他同学也跑过来问我什么声音、有没有事之类的。”经过那一次之后,团队更加注重做实验的规范性了,这也给他们在后面的项目中提供了经验。
刘永兵解释,羽毛球智能捡球机器人以机械结构为机器人的动作执行单元,以激光雷达和摄像头为机器人的感知单元。在工作时,通过单线激光雷达获取羽毛球的距离和角度信息,之后摄像头采集图像送入SoC的ARM端,在嵌入式Linux系统中将羽毛球的距离信息和角度信息映射到图像中,并在图像中产生一个候选区域,后续的羽毛球识别只在候选区域进行。当识别到羽毛球后,程序就会按照“最短路径优先”的方式规划一条捡球路径,之后程序对各个机械动作部件进行闭环控制,达到捡羽毛球的目的。
自从有了羽毛球智能捡球机器人,小伙伴们约打羽毛球时,总会带上它一起,他们也不用再弯腰捡球了。捡球的活儿都交给了新研发出来的小伙伴。
实用
PickingRobot今后还能发球
“作品结合SoC、FPGA、图像处理技术、数据融合技术及机电一体化技术,对激光雷达捕获到羽毛球的距离信息和摄像头捕获到的羽毛球灰度信息进行处理,并根据结果对各个机械部件进行闭环控制,实现羽毛球无损伤捡拾。”项目指导老师林英撑介绍,在全球总决赛上,该作品因立题新颖、设计巧妙、功能完备、实用性强,受到了评委们一致好评,最终从众多作品中脱颖而出,获得2019 Innovate FPGA创新大赛全球总冠军。
“第一步,我们完成了从无到有。接下来还将继续优化参数,比如捡球速度、避障等方面。,第二阶段,我们的PickingRobot还能实现发球。不过,这需要师弟师妹们继续研发了。”刘永兵即将研三毕业,但PickingRobot项目不会停下来,团队会不断吸纳新的成员,继续将该项目做下去。
今后,PickingRobot还有望推广到各大羽毛球场馆。爱羽毛球运动的小伙伴可以一直挥舞,再也不用为弯腰捡球操心了。
但对于不少喜欢打羽毛球的爱好者来说,捡球简直是多此一举,用球拍一扫就能拿起来的事情,为什么还需要个机器在场上动来动去?反而浪费时间。各位看官,对这个羽毛球发球机,你怎么看?