Общ

Как да уцелите буйното око с помощта на инженеринг (дори когато сте пиян)


Искали ли сте някога да знаете как да удряте биковете в дартс с лекота и всеки път? Е, тези момчета ви покриха. Няколко нахални инженери прекараха години в разработването на увеличена дъска за стрели, която дава "малко" тласък на играта ви с дартс.

Тези момчета най-накрая изпълниха тригодишната мечта за създаване на „автоматизирана“ дъска за стрели. С това устройство можете да удряте бичкото всеки път благодарение на мощта на инженерството. Настройката първо проследява движението на стрелата в средата на полета, като използва заснемане на движение. След това дъската изчислява позициите x, y и z в Matlab, за да предскаже траекторията на полета на стрелата и да действа по съответния начин, използвайки регресионен анализ. След като дъската изчисли точката на кацане на стрелата, дъската се премества, за да прихване с помощта на 6 стъпкови двигателя. Системата е усъвършенствана до такава степен, че стрелата винаги ще удря яхтеното око. Всичко това се случва за най-малко 400 ms. Впечатляващо.

Така че нека да видим как те са успели да решат проблема как да ударят яхтата в дартс с помощта на инженерство.

Изграждане на борда за стрели

Вековният проблем за това как да уцелите бичкото в дартс обърква играчите на дартс още от началото на играта. Един човек, Марк Робер (и неговият приятел Джон), чуха призива и най-накрая осигуриха крайната дъска за стрели. Марк е бивш инженер от НАСА, който е „инвестирал“ последните три години от живота си в проектирането, изграждането и усъвършенстването на тази стрела. Дъската разчита на шест камери за проследяване на движението на Vicon, инфрачервени рефлектори и стандартни дартси за работа.

Процесорът на платката заема около 200 милисекунди за изчисляване на траекторията на полета на стрелата. Само за още 200 милисекунди шестте стъпкови двигателя се включват, за да предотвратят играча от разбиване и смущение. Преди удара дъската е в състояние да усъвършенства траекторията, когато проследява стрелата и съответно премества. Това може да направи толкова, колкото 100 пъти за да се осигури резултатът от бичко око.

Бордът с автоматични ярки очи е очевидно неподвижен обект и е добре само ако целта ви е приблизително в работната зона на устройството. Ако сте толкова опиянени, че успеете да хвърлите стрелата зад себе си, това не може да ви помогне.

Получаване на резултат от бичко око, свещеният Граал! [Източник на изображението: Pixabay]

Удряне на бичкото око

Имаше два основни проблема, които трябваше да решат, за да разберат как да ударят яхтата в дартс. На първо място, те трябваше да знаят къде ще стигне стрелата. Те също трябваше да разберат къде трябва да бъде дъската. Първият проблем беше решен с помощта на шест камери или "очи" за проследяване на движението на стрелата, с помощта на IR. Тъй като дартсът е много малък и е много трудно да се проследи бързо движещ се обект в зает фон, те се нуждаеха от начин устройството да фокусира само върху стрелата. За да се реши това, използваните стрели имат специални отражатели, за да помогнат на камерите да ги вземат. Всяка от камерите може да вземе 4k разделителна способност на снимката, 260 пъти секунда! Еха.

Всяко "око" взривява пространството между тях с IR, който удря ретрорефлекторите на дартса. Това връща IR обратно към лещите, за да позволи на системата да ги проследи. Ако просто размахате стрела наоколо, човешкото око просто вижда замъгляване в оживеното пространство. Автоматизираната машина за бичко око вижда движението на стрелата само в празно пространство. Чист.

[Източник на изображението: Pixabay]

Дъската се оформя

Изграждането на дъската отне много време. Всъщност много по-дълго, отколкото е предвиждал екипът. Те открито признават, че това до голяма степен се дължи на времето, което са инвестирали в изграждането на собствена система за улавяне на движение. Те използваха свои собствени камери и невероятна платка NVIDIA TX1. Това на практика прилича на Raspberry Pi „на руски стероиди“. Това се оказа твърде голям проблем за преодоляване. Екипът реши да интегрира система VICON вместо това.

С тази система на място те бяха решили проследяването на позициите x, y и z на стрелата. Добра работа, проблем един сортиран нали? Доста, сега трябваше да знаят къде всъщност ще се приземи стрелата. За да разрешат това, те използваха силата на MATLAB да създаде кода, който да им позволи да направят точно това. Това всъщност е доста сложно. Всеки път, когато хвърлите нещо във въздуха, пренебрегвайки въздушното съпротивление, то пътува, пътувайки в перфектна парабола. Това е очевидно за нещо като топка или копие, но също така е вярно, че има очевидни обекти като висок джъмпер. Когато проследите центъра на масата, той ще се извие в перфектна парабола.

Използвайки тези знания и системата за проследяване на движението, те използваха страничните изгледи, за да определят координатите нагоре и надолу за мястото на удара. За ляво и дясно положение те осъзнаха, че от поглед отдолу стрелата ще се движи по линейна пътека. От това знание използваното y = mx + b и y-прихващането определят колко да се движат странично.

Преместване на центъра на дъската до целевото място

Така те бяха измислили къде да се преместят. Сега трябваше да решат как да го преместят. Дъската е на два линейни плъзгача, които позволяват на дъската да се движи във всяко положение в рамките на машината. Това осигурява трасето за придвижване на целевото биче. Сега им трябваше нещо, за да го преместят. Екипът избра шест стъпкови мотора с макара на въдица. Те бяха прикрепени към центъра на задната част на дъската. След като бъде изчислено крайното място на въздействие, процесорът използва тригонометрия за изпращане на команди към двигателите. След това двигателите се развиват или навиват линията, както е подходящо, за да преместят центъра на дъската до целевото място.

Всичко това се случва за по-малко от половин секунда! Удивително. Това позволява на стрелата да удари с подмилиметрова точност по дъската. Както споменахме по-рано, бордът прави много окончателни корекции преди удара. Прогнозата за въздействието се актуализира някъде между 1o и 100 пъти. Ще забележите това, когато дъската е в движение, трептене или разклащане преди удара на стрелата.

И така, ето как се удря бикът в дартс с помощта на инженерство. Предполагате ли да изградите свой собствен? Или отнема забавлението от играта? Нека чуем вашите мисли.

Източници:Марк Робер чрез YouTube, Gizmodo

ВИЖТЕ СЪЩО: Инженерите изграждат най-големия в света дартс за стрелба с пистолет Nerf над 40 MPH


Гледай видеото: Лечение на очите Гранд Мастер Рейки Академия (Юни 2021).