羽毛球运动是一种广受大众喜爱的全身运动项目。进行羽毛球训练时，一个动作要反复练很多次，场地上满是被击落的羽毛球，弯腰捡球累得快直不起腰的经历让我记忆深刻。
我希望能设计一个可以自动将羽毛球拾取到收纳储物篮的装置。
一、研究过程
（一）调查研究
着手构思设计之前，我上网查找有关羽毛球捡拾器、乒乓球捡拾器、自动捡球机器人等的信息。经过一段时间的资料收集，我发现网球、乒乓球的捡拾装置不仅种类丰富，且技术相对成熟，但羽毛球的捡拾装置并不多见。
受网球和乒乓球捡拾装置的启发，针对羽毛球的撿拾装置设计，我主要有两点考虑：第一是要省力，装置能自动或半自动遥控；
二是羽毛球不被损坏。
（二）设计思路
设计收集装置结构时，我首先想到的是铲子结构，将羽毛球铲进斗里。后来发现它需要一个帮手才能更好地配合完成，于是又想到了机械臂抓取、苍耳粘贴等方式。经过草图设计、模型搭建等环节，最终确定了“Y”字形旋转滚筒的设计，把羽毛球“扫”进去。如何使扫羽毛球的过程更顺畅，我想到了传送带设计。
经过与指导老师、专家多次沟通论证，确定系统整体结构由收集装置、传送装置、收纳装置、控制装置、驱动装置、视觉识别模块、超声波传感模块等组成。
（三）工作原理
该系统采用基于C++的OpenCV库进行编写，利用多线程优化加速识别，通过基本的颜色和值域图的面积识别羽毛球。在这之上加入机器学习等方案进行识别，通过串口协议通信。
（四）制作模型
自主设计部件并进行3D打印，再与购置的相关电子元器件连接组装。
二、创新点
该系统可全自动高效率捡拾羽毛球，机械结构采用软毛刷和传送带设计，避免损坏羽毛球，电池容量大，工作时间长。
（一）3D打印的“Y”字形旋转毛刷辊设计既方便高效捡拾羽毛球，又不会损坏羽毛球。
（二）履带传送结构使用减速电机驱动，可以缓慢平稳地运送羽毛球，不影响前方羽毛球的收集速度。
（三）将超声波传感器与视觉模块结合，使羽毛球的收集更精准。
三、进一步完善
（一）使用更环保的能源如太阳能等。
（二）现有设计偶尔会出现滚轴卡顿的情况，可将垫块结构改为弧面结构，使羽毛球的传送过程更顺畅。
（三）目前系统不够稳定，控制板的功能有待进一步调试、拓展。（指导老师：杨艳）
作者心声
通过本次项目研究，我学到了很多知识，比如人工智能中的控制板、Open CV开发平台、Python语言编程等。在项目研究过程中，我感受最深的是对解决问题的认知，最初的设想与最后的成品有很多不同，这就是研究过程中的成长——一次又一次地推倒重来，以寻求更好的解决方案。
专家点评
王天泽同学的自动捡拾羽毛球装置，是一项基于机器人与人工智能的创新实践项目。目前为止，该领域已有多个相关专利与有关报道。如2000年12月，长沙市雅礼书院中学常中同学的“羽毛球拾捡器”就获得了实用新型专利。又如2022年5月19日有报道称，宁波大学科学技术学院羽毛球场上出现了一个酷似小象的“机器人”。只见“小象”闲庭信步间，清晰地捕捉到掉落在地面的羽毛球的所在位置，有条不紊地将散落的羽毛球“吸”入鼻腔中回收后，整整齐齐地码放在球筒中。
但通过“自动捡拾羽毛球装置”这个创新实践项目，正如王天泽同学自己总结的那样，既学到了关于控制板、Open CV开发平台、Python语言编程等人工智能方面的知识，又深刻感受到了关于“解决问题”的认知——“最初的设想和最后的成品有很多不同”。为了获得最佳效果，他不得不一次又一次推倒重来，以寻求找到更好的解决方案，促使他在研究过程中快速成长。
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