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第一篇:飞镖自动靶的设想与实践

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第一篇:飞镖自动靶的设想与实践

飞镖自动靶的设想与实践

之前偶然在youtube上看到了一个可以自己接飞镖的飞镖靶盘,让手残党也可以次次击中红心,顿时有了很大兴趣,最近闲来无事,也想自己做一个。移动飞镖靶的作者是前NASA工程师 Mark Rober,使用基于动作捕捉系统的技术方案来捕捉飞镖轨迹,并使用多台步进电机作为动力移动飞镖靶。别的不说,这一套动作捕捉系统就不是我等能买得起了。对此我只能设想一些其他定位方案了。

设想一:视频定位

既然动作捕捉系统代价高昂,那么采用视频目标捕捉就成了备用方案,使用普通的双目相机即可完成对目标飞镖的识别与捕捉,由于飞镖飞行轨迹简单,不高的帧率也可以完成对飞镖轨迹的预测。但遗憾的是,经过一些测试,发现我目前的显卡来处理视频力有未逮。因为飞镖是高速飞行,处理视频所用的时间以我机器性能延迟大约100ms(每帧)左右,0.1s的误差也足够飞镖飞到不知道哪里去了。这种延迟也只能让飞镖靶子去接空气。

设想二:超声波定位

视频虽然可以,但需要我换一台计算能力比我的老爷机强得多的电脑,成本上显然让我这个穷人太难以接受。但仔细想了想,超声波是一个足够廉价的方案,只要在飞镖上安装超声波发射装置,四周安装一些超声波接收装置,再简化一些,不使用发射接收同步装置,利用时延估计算法也可以计算飞镖的位置。虽然声速才340m/s,但只要接收到3到5次位置,即可预测飞镖落点,然后控制靶盘移动到落点中心。

定位系统设计思路

既然预定了超声波定位方案,那就需要动手开始制作了。超声波方案物料成本非常低,即使失败了也损失不了多少钱(穷啊!!!)。超声波方案预计包含以下几个重点部分:

1. 超声波发射装置

使用单片机控制超声波发射。

2.超声波接收装置

接收到超声波后发出超声波到达信号,计算时延量。

3.计算核心

承担计算任务的高性能单片机或电脑。

4.时延估计算法

根据时延算法估计飞镖位置。

5.轨迹估计与落点坐标计算

根据飞镖离散位置估计飞镖轨迹,并计算落点。

飞镖自动靶将会分为多个模块进行制作,并分享制作过程。

转载请联系作者。

第一篇:飞镖自动靶的设想与实践

飞镖自动靶的设想与实践

之前偶然在youtube上看到了一个可以自己接飞镖的飞镖靶盘,让手残党也可以次次击中红心,顿时有了很大兴趣,最近闲来无事,也想自己做一个。移动飞镖靶的作者是前NASA工程师 Mark Rober,使用基于动作捕捉系统的技术方案来捕捉飞镖轨迹,并使用多台步进电机作为动力移动飞镖靶。别的不说,这一套动作捕捉系统就不是我等能买得起了。对此我只能设想一些其他定位方案了。

设想一:视频定位

既然动作捕捉系统代价高昂,那么采用视频目标捕捉就成了备用方案,使用普通的双目相机即可完成对目标飞镖的识别与捕捉,由于飞镖飞行轨迹简单,不高的帧率也可以完成对飞镖轨迹的预测。但遗憾的是,经过一些测试,发现我目前的显卡来处理视频力有未逮。因为飞镖是高速飞行,处理视频所用的时间以我机器性能延迟大约100ms(每帧)左右,0.1s的误差也足够飞镖飞到不知道哪里去了。这种延迟也只能让飞镖靶子去接空气。

设想二:超声波定位

视频虽然可以,但需要我换一台计算能力比我的老爷机强得多的电脑,成本上显然让我这个穷人太难以接受。但仔细想了想,超声波是一个足够廉价的方案,只要在飞镖上安装超声波发射装置,四周安装一些超声波接收装置,再简化一些,不使用发射接收同步装置,利用时延估计算法也可以计算飞镖的位置。虽然声速才340m/s,但只要接收到3到5次位置,即可预测飞镖落点,然后控制靶盘移动到落点中心。

定位系统设计思路

既然预定了超声波定位方案,那就需要动手开始制作了。超声波方案物料成本非常低,即使失败了也损失不了多少钱(穷啊!!!)。超声波方案预计包含以下几个重点部分:

1. 超声波发射装置

使用单片机控制超声波发射。

2.超声波接收装置

接收到超声波后发出超声波到达信号,计算时延量。

3.计算核心

承担计算任务的高性能单片机或电脑。

4.时延估计算法

根据时延算法估计飞镖位置。

5.轨迹估计与落点坐标计算

根据飞镖离散位置估计飞镖轨迹,并计算落点。

飞镖自动靶将会分为多个模块进行制作,并分享制作过程。

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