Idee/Lösung für den Aufbau eines Ziels zur Erkennung der Nerf-Dart-Genauigkeit?

Ich mache einige Modifikationen an einer Nerf-Pistole und habe bereits Geschwindigkeits-/FPS-Tests mit einem von mir gebauten Chronographen durchgeführt, und der nächste Test sind Modifikationen, die durchgeführt werden können, um die Genauigkeit zu erhöhen. Ich versuche, ein Ziel zu bauen, das die x / y-Position eines Pfeils erkennt, wenn er ein Ziel trifft oder ein Flugzeug bricht. Ich habe ein paar Ideen, aber ich versuche es so einfach wie möglich zu halten.

Eine Idee beinhaltete ein Maschengitter aus Drähten, und wenn der Pfeil auf das Gitter trifft, würden die Drähte einen Stromkreis schließen. Das Problem besteht darin, dass es viele Drähte gibt (um eine genaue Ablesung zu erhalten), viele Fehlerstellen (versehentliche Berührung der Drähte) und das, was sich nach einem großen Schmerz im Hintern anhört.

Eine andere Idee war eine Reihe von IR-LEDs und Sensoren. Das Problem dabei ist, dass ich eine absurde Anzahl von IR-Empfängern aufrüsten und eine Funktion schreiben muss, um festzustellen, welche Sensoren von einem Pfeil blockiert wurden. Klingt kompliziert und nach viel Arbeit.

Gibt es da draußen Sensoren, die auf Licht (IR, Laser, sichtbares Licht, was auch immer) reagieren, die wie ein Streifen sind, und je nachdem, welcher Abschnitt beleuchtet oder unbeleuchtet ist, ein analoges Ergebnis liefern? Oder ein Sensor, der einen sich drehenden Laser verwendet, der seine Position/Winkel erkennen kann, wenn der Laser von etwas abprallt?

Oder mache ich mir das viel schwerer, als es sein muss, und es gibt eine einfachere Lösung als das, was ich mir ausgedacht habe? Ich möchte einen Pfeil auf oder durch ein Ziel schießen und eine x/y-Koordinatenablesung erhalten. Ich möchte, dass es mäßig genau ist (1/4 "oder 1/2" Auflösung?). Besser ist auch toll.

Sie könnten sich wahrscheinlich von einem Gerät namens "Falcoeye" inspirieren lassen. Youtube es. Sie können einige Drucker zerlegen, um sie zu duplizieren.
Ich denke, eine Videomessung ist die einfachste Lösung, obwohl Sie die Ergebnisse manuell verarbeiten müssen
Ich habe überlegt, einen Pi mit einer Kamera zu verwenden, das Bild aufzunehmen und zu verarbeiten, aber das ist eine absurde Menge an Arbeit. Ich frage mich, ob es möglich ist, einen Barcode-Scanner zu hacken - sie lassen im Grunde einen Laser hin und her prallen und das reflektierte Licht messen. Das einzige Problem wäre zu wissen, wo sich der Laser im "Sweep" befindet, wenn der Strahl zurückreflektiert wird. Ich werde mir die falcoeye-Sache ansehen, danke.
Einige digitale Schlagzeuge verwenden drei Piezosensoren, die an den Rändern eines Trommelfells platziert sind. Indem Sie die Zeitverzögerung zwischen dem Eintreffen des „Treffers“ an jedem Sensor messen, können Sie triangulieren, wo der Aufprall auf der Trommel stattgefunden hat.
x/y-Problem mit x/y-Position? - Möchten Sie die Genauigkeit erkennen oder möchten Sie erkennen, wo der Dart trifft? Letzteres ist keine notwendige Voraussetzung für Ersteres. Mit anderen Worten: Es kann einfacher sein, den Abstand zwischen Bullseye und Dart zu messen, als die absolute Position des Darts zu messen. Ihre Frage ist etwas mehrdeutig, was Ihr eigentliches Ziel ist, daher vermute ich, dass es nicht perfekt definiert ist.

Antworten (4)

Ein flexibles transparentes resistives Touchpanel könnte die Antwort auf Ihr Designproblem sein. Diese Art von Panel ist möglicherweise in der Lage, die Aufprallkraft des Pfeils zu bewältigen, und liefert Ihnen einen Messwert, aus dem Sie die XY-Position des Kontaktpunkts berechnen können.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Resistive Touchpanels sind 4-Draht-Analogsensoren, die über Schaltungen wie ADCs, Taktgeber und Spezialcontroller angeschlossen werden müssen. Diese Schaltungen sind jedoch als Breakout-Boards im Handel erhältlich, nicht zu teuer, und einige von ihnen sind für zusätzlichen Komfort mit einer USB-Schnittstelle ausgestattet.

Die größte Herausforderung könnte darin bestehen, ein Panel mit der für Ihre Anwendung erforderlichen Größe zu einem angemessenen Preis zu finden. Nur Sie kennen Ihre Budgetbeschränkungen!

Als Beispiel: 17-Zoll-Panel mit Controller .

In Anbetracht dessen ist das Problem, dass der Preis etwas höher ist, als ich möchte, und ich würde es vorziehen, nicht aus China (Alibaba) bestellen zu müssen. Wenn ich in den USA eine günstige Option finde, werde ich es vielleicht versuchen. Es ist mit Abstand die einfachste Lösung.

Sie können dies ziemlich einfach mit einem Computer und einer Webcam tun.

Richten Sie die Webcam so ein, dass sie auf das Ziel fokussiert ist, sodass sie das Bild ausfüllt, und verfügen Sie über eine Software zum Vergleichen eines Vorher- und Nachher-Bildes, um die Position der Projektile zu identifizieren.

Mit einer anständigen Kamera sollten Sie in der Lage sein, mit einer viel größeren Genauigkeit als 1,4 Zoll zu messen.

Das Ultimative wäre, ein System so zu konfigurieren, dass der Kameraverschluss ausgelöst wird, wenn das Projektil eine Ebene direkt vor dem Ziel selbst, aber bevor es es trifft, überquert. Dadurch werden alle Rückprall- / Ablenkungseffekte des Aufpralls beseitigt.

Mit ein paar Kameras und 3D-Software konnte man den Weg jeder Aufnahme vollständig in 3D nachbilden
Das Problem ist die Codierung des Bildverarbeitungsteils. Es ist viel einfacher, Sensorwerte zu erfassen, als diese Art von Bildverarbeitung durchzuführen. Nun, zumindest für mich, der nicht viel Ahnung von Bildverarbeitung hat.
@InfernusDoleo eigentlich ist es gar nicht so schwer. Wenn das Vorher- und das Nachher-Bild zeitlich eng beieinander liegen, ist es am Ende eine einfache Pixelsubtraktion, eine kleine Integration, um Speckle zu entfernen, und dann das Finden der Mitte eines Peaks.
@InfernusDoleo, Fortsetzung: Es ist im Grunde die gleiche Methode, mit der eine Kamera ausgelöst wird, um ein Video aufzunehmen, wenn sie eine Bewegung erkennt.

Wie wäre es mit einem Blatt von irgendetwas mit Mikrofonen oder Beschleunigungsmessern an mehreren Stellen am Rand und messen Sie die relative Ankunftszeit des Kollisionsimpulses?

Dies ist keine originelle Idee, ich erinnere mich, irgendwo einen Artikel gelesen zu haben, vielleicht am Hackaday.

An einem gröberen Ende haben wir einen Beschleunigungsmesser auf ein Steckbrett gelegt, es an ein Gleichstromkabel gehängt und das Steckbrett selbst als Nerf-Gun-Ziel in einem Hackathon-Projekt verwendet - aber das war nur ein einziger Sensorpunkt.

Sie könnten einen Abstandssensor verwenden, der an einem Servo angebracht ist, das ein Flugzeug fegt. Die Verwendung mehrerer davon würde die Genauigkeit erhöhen, indem die Entfernungen gemittelt werden. Verwenden Sie den Winkel des Servos und die vom Sensor gemeldete Entfernung, um die Position auf der Ebene zu berechnen, durch die der Dart geht. Dies wäre ein einfaches Arduino-Projekt.

Die beiden Probleme sind die erforderliche Genauigkeit und die Möglichkeit, den Pfeil nicht zu "sehen". Die Verwendung mehrerer schneller Servos mit LIDAR-Sensoren würde bei beiden Problemen helfen. Sie sind zwar nicht billig. Hier ist ein neuestes LIDAR von sparkfun https://www.sparkfun.com/products/14032 Die Genauigkeit beträgt +/- 2,5 cm bei Entfernungen von mehr als 1 m, Sie sollten sie also unter 1 m halten. Ich habe auch ein schnelles Servo von Hobbyking gefunden, das mit 0,08 s / 60 ° ohne Last bewertet wurde. Sie haben bereits die Geschwindigkeit des Pfeils in einiger Entfernung von der Waffe berechnet, also wird er angesichts der Länge des Pfeils das Flugzeug für mindestens 1/10 Sekunde brechen? Wenn nicht, fügen Sie einfach einen weiteren Sensor hinzu, der in die entgegengesetzte Richtung fegt.

Ich stelle mir einen einfachen Holzrahmen von vielleicht 16 "Quadrat mit Servo- / Abstandssensoren vor, die an gegenüberliegenden Ecken angebracht sind.

Coole Idee - ich habe darüber nachgedacht, wusste aber nicht, dass es Servos gibt, die sich so schnell bewegen können (ich bin an die Hobby-Servos für RC-Cars gewöhnt, die nicht übermäßig schnell sind). Ich kann dem eine Chance geben. Adafruit hat ein supergünstiges Mikro-Lidar, das ziemlich genau zu sein scheint.
Inzwischen habe ich einen billigen Laser-Barcode-Scanner bei Amazon bestellt und werde ihn auseinander nehmen und sehen, ob ich den verwenden kann. Laser-Barcode-Scanner lesen Hell/Dunkel, während der Laser überstreicht. Wenn ich das abfangen kann (oder einfach direkt auf den Sensor zugreifen kann), kann ich einen dunklen Streifen mit weißen Blöcken an den Seiten machen. Ich kann die Zeit protokollieren, die für einen Sweep benötigt wird. Wenn es etwas in kürzerer Zeit erkennt, ist es der Pfeil, und basierend auf dem Timing kann ich den Winkel berechnen. Durch die Verwendung von zwei (X und Y) sollte ich in der Lage sein, eine genaue X / Y-Koordinate zu erhalten. Wenn es nicht funktioniert, kann ich das Lidar/Servo ausprobieren, wenn auch nur um etwas Neues zu lernen.
Habe gerade nachgerechnet. Die Mündungsgeschwindigkeit des Pfeils beträgt 85 FPS. Dart ist 3 Zoll lang. Wenn meine Mathematik stimmt, würde er nur 0,003 Sekunden lang ein bestimmtes Flugzeug überqueren. Autsch. Hoffentlich funktioniert das Laserding!
Das ist, was ich 0,0029 Sekunden bekam. Ich rechnete damit, dass das Zielgebiet in einiger Entfernung, sagen wir mindestens 10 Fuß, von der Mündung entfernt war. Ein Schaumpfeil wird sehr schnell langsamer. Erhöhen Sie einfach den Abstand zwischen Waffe und Ziel, bis Sie Messwerte erhalten. Obwohl Sie für Ihre Zwecke ziemlich nahe an der Mündung lesen möchten und bevor die Pfeile wirklich von äußeren Faktoren beeinflusst werden, einschließlich Unterschieden in den Pfeilen.
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