TongjiSuperPower/sp_vision_25

解決的問題

本專案為機器人格鬥（特別是 RoboMaster 競賽）提供完整的自動瞄準與火控系統。解決了準確追蹤與擊中移動目標（裝甲板）的難題，透過預測目標軌跡並計算彈道解，大幅縮短消滅目標所需時間，並提升命中率。

工作原理

該系統採用模組化流程，包含感知、決策與控制三部分：

• 感知：使用相機與基於神經網路的四點檢測模型識別裝甲板，並利用擴展卡爾曼濾波器（EKF）估算目標的運動狀態。
• 決策：實作「基於軌跡的自動瞄準理論」。不採用簡單的規則邏輯，而是使用軌跡規劃器（利用 TinyMPC 進行二次規劃）來優化射擊軌跡，考慮雲台的最大加速度，確保在裝甲板切換時也能平滑追蹤目標。
• 控制：將目標的位置、速度與加速度作為前饋項傳遞給嵌入式控制器，控制器使用計算力矩控制驅動雲台馬達。

適用對象

• 參與 RoboMaster 或類似機器人格鬥競賽的機器人開發者與學生。
• 對基於電腦視覺的目標追蹤與執行器即時軌跡規劃感興趣的工程師。

主要亮點

• 無 ROS 依賴：設計上無需 ROS 知識，對初學者友善。
• 軌跡規劃：以考慮物理雲台限制的規劃器取代經驗性決策邏輯，有效減少超調與延遲。
• 高性能量：在 2 公尺距離對 300HP 目標射擊時，命中率最高可達 39.6%，擊殺時間低至 8–10 秒。
• 模組化架構：包含從開發與校準（相機/手眼標定）到部署與測試的完整工作流程。