1. 研究目的与意义
随着计算机技术和人工智能技术的高速发展，人们在智能互联技术上取得了很大的提高。即
使在严峻的经济形势下，仍有很多面向各个新应用领域的智能小车不断涌现出来。乒乓球作为一项时尚运动得到了越来越多人的喜爱，但在球场及时省时省力地捡球是一大难题。因此，研制一种智能化程度高、灵活、操作简单的自动捡球机有较好的前景以及广阔的市场。经过对市场调研，我们选择的是灵动 MCU 的 F32 系列，MM32F 系列针对高性能市场，且其外设丰富，生态完善，完美契合项目开发要求。基于灵动 MCU 这款多功能捡球机将枯燥的捡球工作智能化、自动化，很大程度上能代替人工来完成。它可以被应用于封闭的乒乓球室，也适用于场地宽阔的广场，同时还附带一些辅助功能，如温湿度检测、语音提醒、人机互动等，极大地满足用户需求。
2. 课题关键问题和重难点
本设计将实现捡球智能车，包括：
MCU：采用 MM32F3277G9P 作为主控芯片，内置了多路 UART、I2C、SPI、CAN 以及外设，外设有晶振电路，复位电路，电源电路等。主要目的对 OpenMV 获取的数据进行处理，进而对智能车进行控制。
机器视觉模块 OpenMV：以 STM32F427 为核心，集成 OV7725 摄像头芯片，外设有晶振电路，复位电路，电源电路等。主要目的是接收图像处理单元处理过的路径信息，经过机器视觉算法包括眼球跟踪、边缘检测、标志跟踪等来实现巡线功能。
3. 国内外研究现状（文献综述）
机器人自其诞生以来，作为新生科技的代表就不断应用到各个行业，诸如机械、电子、交通、宇航、通信、军事等领域。尤其是近年来机器人的智能水平不断提高，并开始走进人们的生活。机器人属于自动化运转的机器，但是其具备了一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，具有高度灵活性。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器。
智能小车，也称轮式机器人，是移动机器人中的一种，集合了传感器技术，和自动控制技术。智能小车就是通过传感采集信号，将采集到的信号进行整理，传输给单片机，通过单片机编程控制小车做出智能反应。
在何炳林,吕腾飞,朱晓璇,陆丽,陈涛所撰写的“智能网球捡球机的研制”文献中[1]对 整个智能捡球机进行了研究设计，该文介绍了捡球机的运动与视觉系统，采用框架结构，保证结构强度，在框架的两侧分别安装四个直流电动机驱动的运动轮，在同一侧的两个轮子由相同的信号控制，可实现灵活转弯且转弯半径小。每台电动机驱动一个轮子，保证了足够的动力和运动速度。此外还讲解了动机功率的计算，可得到电动机的最终转速。
4. 研究方案
基于机器视觉的智能捡球车系统的设计与实现包括：
路线识别方案：针对路径选择识别功能的设计。首先当小车电源接通时，摄像头会先对图像预处理进行阈值取二值化。若 openmv 算力足够，可以在二值化后进行腐蚀操作，目的是去除图像中的噪点。之后对图像所有阈值像素进行线性回归计算，完成线性拟合后，接收处理过的路径信息，经过机器视觉算法来实现巡线功能。系统采用 PID 算法，PID 算法反馈给微处理器，输出 pwm 来控制电机控制小车的行进方向,使小车按照既定的路线前进。
机械模块
① 捡球装置
拨片与轴保持在同一水平线上，捡球机前进的同时拨片被轴带动向下 360旋转，两边安置挡板，防止拨球时小球脱离捡球装置，整个捡球装置 比传送带稍高，便于小球自然掉落到传送带上，能够成功进入传球部分。
② 传送带
倾斜角度适中，传送带上装有凹槽，使球能够顺利平稳地被送入球框中 并且不滑落。
③ 摄像头平台
高度适中，承载 openmv，达到镜头能够兼顾离捡球装置最近的球的识别和较远处对球的识别的效果。
④ 车模
电机控制车轮行进，底盘上装有电池和核心板，外加立方体支柱用于固 定和连接其他机械装置。
5. 工作计划
准备阶段：2022 年 12 月-2023 年 2 月
1) 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料填写任务书；
2) 阅读相关参考文献，理解有关内容，加强对相关知识的学习；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
