TongjiSuperPower/sp_vision_25

何を解決するか

このプロジェクトは、ロボット戦闘（特にRoboMaster競技）向けの完全な自動照準・火器制御システムを提供します。移動するターゲット（アーマープレート）を正確に追跡・撃つのが難しいという課題に対処し、ターゲットの軌道を予測し、弾道解を計算することで、ターゲットを排除するまでの時間を短縮し、命中率を向上させます。

動作方法

このシステムは、感知、意思決定、制御の3段階からなるモジュール式パイプラインを使用しています：

• 感知：カメラとニューラルネットワークベースの4点検出モデルを使用してアーマープレートを識別し、拡張カルマンフィルタ（EKF）でターゲットの運動状態を推定します。
• 意思決定：「軌道に基づく自動照準理論」を実装。単純なルールベースの論理ではなく、TinyMPCを用いた二次計画法による軌道プランナーを使用して、ジンバルの最大加速度を考慮した最適な射撃軌道を計算し、アーマープレートの切り替え時でもスムーズにターゲットを追跡できるようにします。
• 制御：ターゲットの位置、速度、加速度をフィードフォワード項として組み込み、組み込みコントローラーが計算トルク制御を使用してジンバルモーターを駆動します。

対象ユーザー

• RoboMasterや類似のロボット戦闘コンテストに参加するロボット開発者や学生。
• コンピュータビジョンベースのターゲット追跡およびアクチュエータ向けリアルタイム軌道計画に興味を持つエンジニア。

特徴

• ROS依存なし：ROSの知識がなくても初心者でも利用可能な設計です。
• 軌道計画：物理的なジンバル制約を考慮したプランナーにより、経験則に基づく意思決定ロジックを置き換え、オーバーシュートや遅延を最小限に抑えます。
• 高性能：300HPのターゲットを2メートルの距離で撃つ場合、命中率は最大39.6%、撃破時間は8〜10秒まで短縮可能です。
• モジュールアーキテクチャ：開発・キャリブレーション（カメラ/ハンドアイ）からデプロイおよびテストまでを含む、包括的なワークフローを提供しています。