為贏過老婆打造自動瞄準(zhǔn)弓,閉眼也能百發(fā)百中,零件電路算法全自制

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「來源: |齊魯博士論壇 ID:qiluboshiluntan」

油管上一位小哥最近有個煩惱:老婆射箭技術(shù)太好,我很菜又想贏怎么辦?

苦練6個月、6年?No No No,不如花時間做一個自動瞄準(zhǔn)的弓箭,一勞永逸!

這就是這位DIY達(dá)人的思考方式該死的勝負(fù)欲。

為贏過老婆打造自動瞄準(zhǔn)弓,閉眼也能百發(fā)百中,零件電路算法全自制

不得不說,小哥花了6周還真做出來了,最終這把弓箭就像狗見了肉貓見了耗子兔子見了蘿卜直奔目標(biāo)。

不看都能射中:

換個蘋果,沒問題:

運(yùn)動的靶子也能彈無虛發(fā):

小哥一把視頻傳到Y(jié)ouTube上,就引來了數(shù)百萬網(wǎng)友的圍觀,“Brilliant”、Incredible”、“Awesome”滿天飛,膜拜之聲不絕于耳。

當(dāng)然,為了贏老婆,小哥也不是沒想過直接買一把自動瞄準(zhǔn)的弓箭作弊,可惜網(wǎng)上沒有賣的。

作為一名硬核工程師+程序員,完全不能允許2021年還有這種事情,必須自己做!

零件電路算法全自制

首先買一把輕型的弓,畢竟還要往上加很多零件,太重了就舉不動了。

自動瞄準(zhǔn)的思路小哥已經(jīng)想好了:

先來一個自動瞄準(zhǔn)裝置負(fù)責(zé)移動弓,再來一個自動釋放裝置,在系統(tǒng)判定的時機(jī)自動放箭。

瞄準(zhǔn)用的視覺系統(tǒng)由8個高速攝像頭組成,每秒鐘可以更新50次的那種。

除了弓箭和攝像頭是買來的,其他零件都是自己設(shè)計(jì)、自己造出來的,電路是自己焊的,連瞄準(zhǔn)的算法也是自己用Python寫的。

真是全能啊。

都做好后,上下、左右方向都能自動調(diào)整,發(fā)射時機(jī)也不用人操心。

終于大功告成,上靶測試一下。

呃…準(zhǔn)不準(zhǔn)先不說,因?yàn)楣约阂苿拥胶线m位置的時機(jī)無法預(yù)料,猝不及防地自動發(fā)射讓拉弓的手總打到自己臉。

小哥后續(xù)解釋道其實(shí)把弓拉滿就可以避免這個問題,但在測試期間為了避免射出去的箭力道太大誤傷到房間里其他物品,只好選擇拉到半滿犧牲一下自己了。

再來看看準(zhǔn)頭。

有點(diǎn)偏,而且每次都是往左上偏。

這種情況雖然有簡單的辦法解決:人為加一個修正,每次都往右下一點(diǎn)瞄。

小哥多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)告訴他,這樣做會為將來更多Bug埋下伏筆。

不過也管不了這么多了,先臨時加上這個“非常蠢的修正”,把老婆叫來比一場吧。

結(jié)果是……0:3完敗。

他不甘心,一切都正常只是箭有點(diǎn)偏,那一定是代碼的問題。

再加上還要馴服移動靶子,與其修改代碼不如全刪了重寫,于是小哥又Coding了一周。

好了,再試試。

拉好弓,“咳咳,老婆扔靶子”:

小哥按下啟動按鈕,剩下的就交給跟蹤系統(tǒng)了:

系統(tǒng)每300毫秒檢查一下靶子運(yùn)動的拋物線軌跡傳給計(jì)算機(jī),然后通過一個“乏味”的小計(jì)算來確定弓的移動位置,同時考慮到箭頭到達(dá)目標(biāo)的時間以及箭的彎曲路徑。

隨著數(shù)據(jù)的更新,弓不停的移動,終于它瞄準(zhǔn)時機(jī),一箭發(fā)射:

完美錯過……

代碼還是有問題,改!

說好了只需一分鐘修復(fù),小哥花了一個小時,老婆表示懶得等了。

沒人給他發(fā)靶子了,不過這也難不住他:再造一個自動投靶器唄。

據(jù)小哥后來回憶,這個投靶器在整個6周的開發(fā)過程中至少投了上千次靶子。

好了好了再試!

emmm……不是發(fā)太早就是發(fā)太晚、甚至連靜態(tài)靶子都射不中了……

Bug Bug全是Bug連投靶器也有Bug。再次修理了一番之后,還是差一點(diǎn)點(diǎn)。

小哥一番檢查確定機(jī)器和自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)都沒有問題,到底哪不對?他打算換個思路。

除了科技還有氪金

小哥通過慢鏡頭回放箭的飛行過程發(fā)現(xiàn),這箭它咋不是筆直射出去的呢?

原來不是自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)出了問題,而是他買的這把入門級反曲弓不行。

根據(jù)反曲弓的原理,用力拉弦時箭身也會受到外力發(fā)生輕微彎曲形變,松手發(fā)射之后箭身受力取消,會在彈性恢復(fù)力的作用下有恢復(fù)原狀的趨勢。

這股力又會讓箭身向反方向彎曲,同時改變箭的飛行方向。反方向彎曲到了一定程度又會再次回彈,又改變飛行方向。

小哥參考另一個油管頻道SmartEveryDay的視頻搞明白了這個問題。

在這樣的反復(fù)循環(huán)中,箭就不是筆直的射向目標(biāo),而是不斷搖擺著前進(jìn)。

在專業(yè)射箭運(yùn)動中,箭矢的抗彎曲度程度稱為“撓度(Spine)”,撓度也影響著箭飛行時搖擺的程度,不同磅數(shù)的弓要搭配不同撓度的箭才容易射中目標(biāo)。

小哥覺得雖然增強(qiáng)一下算法,把撓度也考慮進(jìn)去就能解決這個問題,但這不符合他野生鋼鐵俠的風(fēng)格呀。

畢竟鋼鐵俠除了懂技術(shù)還有錢。

小哥決定氪金!買一把能把箭射直的復(fù)合弓。

把瞄準(zhǔn)裝置挪到復(fù)合弓上后,最開始擔(dān)心的那個問題還真出現(xiàn)了:整套系統(tǒng)太重了,舉不動。

不過這也難不倒他,小哥又給自己搞了一套裝甲,用整個上半身的力量支撐弓的重量。

這下整套系統(tǒng)可以說從自動瞄準(zhǔn)弓進(jìn)化成了瞄準(zhǔn)機(jī)器人,留給人的任務(wù)就只有拉弓了。

再找老婆比賽!

為了贏得更穩(wěn),小哥還調(diào)整到了精準(zhǔn)模式,等瞄準(zhǔn)裝置完全停止運(yùn)動再發(fā)射。

這一回3:0完勝。

不過小哥還不過癮,再次挑戰(zhàn)移動靶,成功!

再來更難的挑戰(zhàn),能不能射中樂高小人頭上頂著的超小“蘋果”。

有多小呢?直徑還不如箭桿大。

從結(jié)果來看雖然能射中,就是樂高小人消耗極快。

下一步挑戰(zhàn)更遠(yuǎn)距離

這位小哥名叫Shane Wighton,曾在美國一家3D打印機(jī)公司(Formlabs)做了八年工程師,擁有機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位和計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士學(xué)位。

畢業(yè)學(xué)校雖不怎么有名(北卡羅來納大學(xué)夏洛特分校),但從四歲起就開始在老爸的帶領(lǐng)下?lián)v鼓塑料模型焊接了。

才華橫溢、熱愛制作的他已經(jīng)從公司辭職,現(xiàn)在似乎在全職做YouTuber。

他的頻道自從去年疫情爆發(fā)期間推出以來,不到一年半的時間總訂閱人數(shù)已超300萬。

應(yīng)該有不少人看過他的作品吧。

就比如這個自動理發(fā)器:

還有這種百發(fā)百中的籃筐和臺球桿(似乎小哥對自動瞄準(zhǔn)這個事有些執(zhí)念):

最后回到自動弓箭,雖然Shane覺得現(xiàn)在效果已經(jīng)夠酷了,但他想要的是能和真正的射箭高手同臺競技。

接下來他要挑戰(zhàn)在45米距離射中樂高小人頭上的蘋果。

因?yàn)榫嚯x會把微小的偏差放大,要達(dá)成這個目標(biāo)就需要開發(fā)全新的自動瞄準(zhǔn)弓2代。

而改進(jìn)方法在他腦袋里已經(jīng)設(shè)計(jì)好了。

原視頻地址:https://www.youtube.com/watch?v=1MkrNVic7pw

參考鏈接:

[1]https://bowaddicted.com/how-to-properly-tune-a-recurve-bow/[2]https://www.youtube.com/watch?v=O7zewtuUM_0[3]https://www.patreon.com/stuffmadehere

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評論列表

頭像
2024-10-27 06:10:10

差一點(diǎn)就放棄了,幸好遇見你們,真的很感謝你們的幫助!

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2023-12-27 23:12:48

老師,可以咨詢下嗎?

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