豐色 夢(mèng)晨 發(fā)自 凹非寺
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油管上一位小哥最近有個(gè)煩惱：老婆射箭技術(shù)太好，我很菜又想贏怎么辦？

苦練6個(gè)月、6年？No No No，不如花時(shí)間做一個(gè)自動(dòng)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。

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

不看都能射中：

換個(gè)蘋(píng)果，沒(méi)問(wèn)題：

運(yùn)動(dòng)的靶子也能彈無(wú)虛發(fā)：

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

當(dāng)然，為了贏老婆，小哥也不是沒(méi)想過(guò)直接買(mǎi)一把自動(dòng)瞄準(zhǔn)的弓箭作弊，可惜網(wǎng)上沒(méi)有賣(mài)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(mǎi)一把輕型的弓，畢竟還要往上加很多零件，太重了就舉不動(dòng)了。

自動(dòng)瞄準(zhǔn)的思路小哥已經(jīng)想好了：

先來(lái)一個(gè)自動(dòng)瞄準(zhǔn)裝置負(fù)責(zé)移動(dòng)弓，再來(lái)一個(gè)自動(dòng)釋放裝置，在系統(tǒng)判定的時(shí)機(jī)自動(dòng)放箭。

瞄準(zhǔn)用的視覺(jué)系統(tǒng)由8個(gè)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(mǎi)來(lái)的，其他零件都是自己設(shè)計(jì)、自己造出來(lái)的，電路是自己焊的，連瞄準(zhǔn)的算法也是自己用Python寫(xiě)的。

真是全能啊。

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

終于大功告成，上靶測(cè)試一下。

呃…準(zhǔn)不準(zhǔn)先不說(shuō)，因?yàn)楣约阂苿?dòng)到合適位置的時(shí)機(jī)無(wú)法預(yù)料，猝不及防地自動(dòng)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(mǎn)就可以避免這個(gè)問(wèn)題，但在測(cè)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(mǎn)犧牲一下自己了。

再來(lái)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(jiǎn)單的辦法解決：人為加一個(gè)修正，每次都往右下一點(diǎn)瞄。

小哥多年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)告訴他，這樣做會(huì)為將來(lái)更多Bug埋下伏筆。

不過(guò)也管不了這么多了，先臨時(shí)加上這個(gè)“非常蠢的修正”，把老婆叫來(lái)比一場(chǎng)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(wèn)題。

再加上還要馴服移動(dòng)靶子，與其修改代碼不如全刪了重寫(xiě)，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(dòng)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(dòng)的拋物線(xiàn)軌跡傳給計(jì)算機(jī)，然后通過(guò)一個(gè)“乏味”的小計(jì)算來(lái)確定弓的移動(dòng)位置，同時(shí)考慮到箭頭到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間以及箭的彎曲路徑。

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

完美錯(cuò)過(guò)……

代碼還是有問(wèn)題，改！

說(shuō)好了只需一分鐘修復(fù)，小哥花了一個(gè)小時(shí)，老婆表示懶得等了。

沒(méi)人給他發(fā)靶子了，不過(guò)這也難不住他：再造一個(gè)自動(dòng)投靶器唄。

據(jù)小哥后來(lái)回憶，這個(gè)投靶器在整個(gè)6周的開(kāi)發(fā)過(guò)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(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)都沒(méi)有問(wèn)題，到底哪不對(duì)？他打算換個(gè)思路。

除了科技還有氪金

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

原來(lái)不是自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)出了問(wèn)題，而是他買(mǎi)的這把入門(mén)級(jí)反曲弓不行。

根據(jù)反曲弓的原理，用力拉弦時(shí)箭身也會(huì)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(huì)在彈性恢復(fù)力的作用下有恢復(fù)原狀的趨勢(shì)。

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

小哥參考另一個(gè)油管頻道SmartEveryDay的視頻搞明白了這個(gè)問(wèn)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(zhuān)業(yè)射箭運(yùn)動(dòng)中，箭矢的抗彎曲度程度稱(chēng)為“撓度(Spine)”，撓度也影響著箭飛行時(shí)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(jué)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(gè)問(wèn)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(qián)。

小哥決定氪金！買(mǎi)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(kāi)始擔(dān)心的那個(gè)問(wèn)題還真出現(xiàn)了：整套系統(tǒng)太重了，舉不動(dòng)。

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

這下整套系統(tǒng)可以說(shuō)從自動(dòng)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(dòng)再發(fā)射。

這一回3:0完勝。

不過(guò)小哥還不過(guò)癮，再次挑戰(zhàn)移動(dòng)靶，成功！

再來(lái)更難的挑戰(zhàn)，能不能射中樂(lè)高小人頭上頂著的超小“蘋(píng)果”。

有多小呢？直徑還不如箭桿大。

從結(jié)果來(lái)看雖然能射中，就是樂(lè)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(guó)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(lái)納大學(xué)夏洛特分校），但從四歲起就開(kāi)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(ài)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(lái)，不到一年半的時(shí)間總訂閱人數(shù)已超300萬(wàn)。

應(yīng)該有不少人看過(guò)他的作品吧。

就比如這個(gè)自動(dòng)理發(fā)器：

還有這種百發(fā)百中的籃筐和臺(tái)球桿（似乎小哥對(duì)自動(dòng)瞄準(zhǔn)這個(gè)事有些執(zhí)念）：

最后回到自動(dòng)弓箭，雖然Shane覺(jué)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(tái)競(jìng)技。

接下來(lái)他要挑戰(zhàn)在45米距離射中樂(lè)高小人頭上的蘋(píng)果。

因?yàn)榫嚯x會(huì)把微小的偏差放大，要達(dá)成這個(gè)目標(biāo)就需要開(kāi)發(fā)全新的自動(dòng)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

— 完 —