Flestar vörusíður segja þér hvað sjósetningarskjár mælir. Mjög fáir útskýra hvernig mælingin gerist í raun og veru. Ef þú ert að útvega vélbúnað fyrir vörumerkið þitt, þá hjálpar skilningur á verkfræðinni að neðan þér að spyrja réttu spurninganna til hugsanlegra OEM samstarfsaðila.
Grunneðlisfræðin
Sjóvarpsskjár hefur eitt verk: fanga það sem gerist á u.þ.b. 0,5 millisekúndum frá því að kylfu-snertir boltann þar til boltinn fer af tökusvæðinu. Það er hálf þúsundasta úr sekúndu. Allt annað - appið, Bluetooth-tengingin, skjárinn - er aukaatriði til að ná þessum áhrifamælingum-réttar.
Myndavélar-undirstaða sjósetningarskjáir (ríkjandi arkitektúr fyrir innanhússnotkun) nota þessa aðferð:
- Innrautt LED fylki lýsir upp höggsvæðið
- Hár- CMOS skynjari tekur ramma á 120-800+ fps
- Myndvinnsla dregur bolta- og kylfustöður úr hverjum ramma
- Eðlisfræðilíkan breytir stöðudelta í hraða, horn og snúning
Af hverju innrautt?
Sólarljós er hræðilegt fyrir-háhraða myndatöku. Það flöktir (jafnvel þótt þú sjáir það ekki), skapar skugga og breytir litahitastig yfir daginn. IR LED við 850nm eða 940nm veita stöðuga, stýrða lýsingu sem truflar ekki það sem kylfingurinn sér. CMOS skynjarinn er með IR-passasíu þannig að sýnilegt ljós í umhverfinu er lokað.
IR LED fylkið er ekki léttvægt að hanna. Þú þarft samræmda lýsingu yfir fangsvæðið, sem er á stærð við matardisk. Heitir blettir eða dökkir blettir í lýsingarsviðinu búa til mæligripi. Við notum fjöl-LED fylki með mótuðum dreifum til að ná jafnri þekju.
Skynjarinn: CMOS með Global Shutter
Skynjarinn er dýrasti íhluturinn í uppskriftinni. Hér er það sem skilur góðan skynjara frá ódýrum:
Alheimslokari: Sérhver pixel fangar ljós samtímis. Þetta er ekki-viðráðanlegt fyrir snúningsmælingu vegna þess að boltinn snýst hratt - ef pixlar ná á mismunandi tímum (rúlluloka), boltinn virðist brenglaður og snúningsútreikningur mistekst.
Rammatíðni: Við 120 ramma á sekúndu hreyfist boltinn um það bil 15 tommur á milli ramma á ökumannshraða. Við 600 fps hreyfist það um 3 tommur. Fleiri rammar=fleiri gagnapunktar=betri hraðanákvæmni og getu til að fylgjast með snúningi.
Upplausn: Þú þarft ekki 4K. VGA (640x480) eða 1MP skynjari á háum rammahraða slær 5MP skynjara við lágan rammahraða fyrir þetta forrit. Það sem skiptir máli eru pixlar á hverja snúningsgráðu fyrir snúningsskynjun.
Merkjavinnsla leiðsla
Framleiðsla hráskynjarans er straumur af grátónamyndum með háum rammahraða. Að vinna úr þessum í rauntíma er kjarna verkfræðiáskorunarinnar.
Skref 1: Uppgötvun bolta/klúbba- Fyrsti ramminn á eftir kveikju er greindur fyrir björtustu hlutina á hreyfingu (boltinn og kylfuhausinn, sem endurspegla IR öðruvísi en bakgrunninn). Áhugasvæði (ROI) er skilgreint í kringum hvern.
Skref 2: Centroid mælingar- Hver síðari rammi finnur reiknirit miðju boltans og kylfuhaussins innan arðsemi þeirra. Tilfærslan á milli ramma gefur hraðavektora. Við 600 ramma á sekúndu ertu að rekja undir-millímetra hreyfingum.
Skref 3: Eiginleikaútdráttur fyrir snúning- Þetta er þar sem FPGA vinnur sinn sess. Kúluflötur er með merkingum (dimplum, lógóum) sem snúast á milli ramma. FPGA keyrir fylgnialgrím: finndu snúningshornið sem passar best við kúlumynd ramma N við kúlumynd ramma N+1. Það horn sinnum rammahraði gefur snúningshraða. Þetta þarf að gerast á míkrósekúndum - og MCU einn getur ekki haldið í við 400+ fps.
Skref 4: Gagnasamruni- Kúluhraði, kylfuhraði, snúningshraði og skothorn sameinast í úttaksgagnapakkann. Ballistic líkanið (fyrir burðarfjarlægð) keyrir hér líka.
Skref 5: Bluetooth sending- Unninn gagnapakki (kannski 50 bæti) fer yfir BLE í síma, spjaldtölvu eða tölvu sem keyrir forritið.
Hvers vegna vinnsluarkitektúr ákvarðar gæði vöru
MCU í STM32-flokki sem keyrir á 168 MHz getur séð um gagnaleiðsluna fyrir kylfuhraða + boltahraða + burðarfjarlægð við 240 fps. Bættu við snúningsmælingu og þú ert að biðja hana um að keyra fylgnialgrím á undir-myndum á 400+ fps - það klárast klukkulotur, fellur ramma niður eða hægir á framleiðsluhraðanum undir rauntíma.
Hefðbundinn arkitektúr fyrir-einkunnir í atvinnuskyni er:
- FPGA sér um myndleiðsluna (rammatöku, arðsemisútdráttur, eiginleikafylgni fyrir snúning)
- MCU sér um forritalagið (Bluetooth stafla, kvörðunartöflur, fastbúnaðaruppfærslur, notendaviðmót)
- Þeir hafa samskipti í gegnum SPI eða samhliða strætó
Þessi skipting er dýrari í uppskrift en skilar ákveðinni rauntíma-afköstum. Valkosturinn - að reyna að gera allt á öflugri MCU eins og STM32H7 - getur virkað á lægri rammahraða en nær hámarki þegar þú ýtir yfir 300 ramma á sekúndu með snúningi.
Kvörðun: Skrefið sem aðskilur verksmiðjur
Það er einfalt að byggja upp sjósetningarskjá sem mælir „eitthvað“. Að byggja einn þar sem eining #1 og eining #1.000 gefa sama kúluhraða álestur innan 1 mph krefst kvörðunaruppbyggingar.
Kvörðunarferli okkar:
- Pneumatic launcher skýtur skotum á þekktum hraða (staðfest með tilvísun TrackMan)
- Sjósetningarskjárinn sem er í prófun fangar áhrifagögn
- Fastbúnaður reiknar leiðréttingarstuðla sem eru sérstakir fyrir skynjarastillingu einingarinnar, IR styrkleika og rúmfræði linsu
- Leiðréttingartafla er geymd í flassminni einingarinnar
- Endurtekningar á ferli fyrir mörg hraðasvið (drifi, járn, fleygur)
Án hverrar-eininga kvörðunar ertu að treysta á þolstafi skynjaraframleiðandans. CMOS skynjarar hafa framleiðslufrávik eins og hvaða sílikon sem er. Tveir skynjarar úr sömu lotu geta haft 2-3% næmismun. Notaðu sama fastbúnaðinn á báða án kvörðunar og kúluhraði er breytilegur um 3-5 mph á milli eininga. Það er endurkoma sem bíður þess að gerast.
Framtíðin: gervigreind-undirstaða boltamælingar
Sum nýrri kerfi nota taugakerfi til að rekja bolta í stað klassískra algríma. Tónhæðin: ML módel höndla kanthylki (kúlulokun að hluta, óvenjuleg lýsing) betur en handkóða-algrím. Raunveruleikinn: Það er dýrt að safna þjálfunargögnum, ályktunartöf bætir við vinnslukostnaði og nákvæmnisaukning yfir vel-stilltum klassískum reikniritum er léleg fyrir venjulegt notkunartilvik.
Í augnablikinu vinnur klassísk tölvusjón (meðmiðjuspor + fylgni) ákveðni og útskýranleg. Þegar viðskiptavinur segir „boltahraðinn er 5 mph lágur,“ geturðu rakið í gegnum reikniritið og fundið villuna. Með taugakerfi ertu að endurmennta þig og vona.
Hvað þetta þýðir fyrir OEM kaupendur
Þegar þú metur OEM samstarfsaðila sjósetningarskjás skaltu ekki bara biðja um forskriftir - spyrja um verkfræðina. Heimsækja aðstöðuna. Fylgstu með kvörðunarferlinu. Talaðu við vélbúnaðarverkfræðinginn. Verksmiðja sem getur útskýrt vinnsluarkitektúr sinn í smáatriðum er verksmiðja sem í raun byggði vöruna, ekki bara setti hana saman úr einingum.
Hjá AITE Optical á 11-manna R&D teymið okkar alla merkjavinnslukeðjuna - allt frá sjónhönnun í gegnum fastbúnað til kvörðunar. Þetta hefur verið fyrirmynd okkar síðan 2002 og það er ástæðan fyrir því að við höldum undir 1% gallahlutfalli yfir 400,000+ einingar árlega.
Tengiliður: fredhu@aitegd.com|https://www.aiterangefinder.com
