Гарипов Георгий
Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, г. Нижневартовск
МБОУ лицей № 2, 10 класс
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ РОБОТА-СБОРЩИКА ТЕННИСНЫХ МЯЧЕЙ
1
Научный руководитель: Глухов Владимир Геннадиевич, Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, г. Нижневартовск, МБОУ лицей №2, учитель математики, информатики
1
Ит
Гарипов Георгий
11
Ит
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ РОБОТА-СБОРЩИКА ТЕННИСНЫХ МЯЧЕЙ
Актуальность
В настоящее время теннис становится всё более популярным видом спорта. Это увлекательная игра, способствующая поддержанию хорошей физической формы человека. Чтобы научится играть в теннис необходимо много часов отрабатывать удары с корзины или пушки, при этом мячи разбрасываются по всему корту. Сбор их утомляет и занимает много времени. Тем более, что аренда площадки и услуги тренера стоят дорого.
Цель проекта
Создание робота для сбора теннисных мячей, отличающегося от имеющихся аналогов лёгкостью, простотой и компактностью.
Задачи
  1. Изучить Raspberry Pi 4B и научится программировать на Thonny (Python);
  2. Сконструировать необходимые комплектующие на базе Wi-Fi робота Raspberry Pi 4B;
  3. Подготовить Raspberry Pi 4B к программированию;
  4. Изготовить необходимые детали;
  5. Создать программное обеспечение на Thonny (Python);
  6. Провести испытания робота на теннисном корте.
Идея создания робота появилась в результате анализа процесса тренировки теннисиста. Определены варианты сбора мячей на корте, рассчитано время, которое требуется для их сбора. Некоторые способы забирают почти половину тренировочного времени, таким образом, появилась идея оптимизации процесса сбора мячей с помощью робота. Произведён поиск имеющихся технических решений, в результате которого найдены изобретения, отличающиеся дороговизной и большим весом. Цель работы: создание робота для сбора теннисных мячей, отличающегося от имеющихся аналогов лёгкостью, простотой и компактностью.

В качестве основы для создания робота было решено использовать Raspberry Pi 4. Плата, входящая в комплект, позволяет программировать на языке Python. Она недорогая, лёгкая, компактная. Конструкция Xiao-r Geek на базе Raspberry Pi 4 позволяет включить в конфигурацию робота дополнительные приборы, такие как датчики, камеру, а также захватывающие и удерживающие детали. Для запуска робота потребовалось составить библиотеку с базовыми действиями.

На данном этапе проекта робот запрограммирован с помощью компьютерного зрения и ультразвукового датчика обнаружить мяч, захватить и перевезти его в заданную точку корта.
Результаты проекта
  1. Освоил технологии программирования Raspberry Pi 4B с помощью Thonny с изготовлением и применением готовых модулей.
  2. Создал библиотеку основных действий для функционирования Робота Ballkid.
  3. Сконструировал приспособление для захвата из металлического конструктора.
  4. С помощью библиотеки OpenCV, Numpy робот может определять мячи (рис.10) и собирать их в заданное место. При этом спортсмены могут тренироваться в обычном режиме.
Перспективы развития
В перспективе работы планирую:
  1. Применить изготовленного робота Ballkid в условиях реальной тренировки на открытом корте, на различных покрытиях, таких как грунт и трава;
  2. Использовать нейронные сети для учёта количества захваченных мячей, и вычисления траекторий до мяча;
  3. Возможность с помощью локационных данных задавать территорию сбора мячей.
  4. Создание собственного приложения для управления роботом Ballkid.
Заключение
Программное обеспечение позволяет роботу с помощью машинного зрения и ультразвукового датчика легко находить мяч, осуществлять захват и перевозить его в заданную точку корта. Тем самым снижает время сбора и увеличивает продуктивность тренировки. Робот лёгкий и не большой, тем самым облегчает его транспортировку.
Видео о проекте
Расписание работы автора проекта
11 апреля, пн
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
14:00
14:20

15:35 - 15:45

Трубачев Е.А.
Калинкин Д.А.
11 апреля, пн
14:40
15:00
15:20
Курганова Ю.А.
Чирский С.П.
Чичекин И.В.

Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше