油管网红博主打造「全主动击球」桌球杆，扣动扳机，变身丁俊晖
在油管上有这么一位博主Shane Wighton，他在活动方面常常被妻子血虐。于是，他常常造一些诸如“百步穿杨弓箭”、“百步穿杨篮球板”等作弊道具来挑唆他妻子。
这一次，Shane Wighton买了装备跟妻子打台球。后果不出意料，Shane Wighton再次被妻子无情挖苦。
既然正常比赛打不外，那就用科技打败邪术。Shane Wighton决定倡导本人的天赋武艺“创造”，打造一根全主动球杆。
这个玩意有多酷呢，球杆的算法会主动盘算最优的击球途径，桌球台上方的投影仪会给出最佳击球地点，使用者只必要扣动扳机即可变身桌球国手。
具体后果怎样？咱直接看动图。
只见使用者拿起球杆，上膛、扣扳机、球杆自瞄、击球入洞这一系列举措行云流水。使用者必要做的仅仅是把球杆对准白球，球杆就会主动盘算击球途径，完成击球。真正做到“我有手，我上我也行”。
那么一根自瞄球杆是怎样制造的呢？
两大安装打造自瞄球杆
制造自瞄球杆，必要完成“球杆变革”以及“自瞄体系搭建”等两项事情。其事情难度，也是仅有亿点点拉，懂一点高数、机器原理、代码编程、视觉算法、机器学习，再有一个灵光一点的头脑就行啦。
球杆变革
起首，让我们看一下球杆变革局部。举行球杆变革，主要必要球杆可以完成球杆朝向主动调治、主动推杆击球以及吸收来自对准体系反应的击球利用。
关于球杆的朝向调治体系，作者分享了他在前一阶段思索时脑海中的画面就像下图如此。他渴望球杆可以拥有机动的高精度朝向调控才能，同时兼具在高速撞击台球时能坚持朝向安定的刚度。
这个朝向调治体型，小伙伴们内心有想法吗？
为了完成球杆可以满意使用需求，作者接纳了拥有6个自在度的平台并联机构“Stewart”（斯图尔特平台），可以很好的完成球杆调治朝向的功效。
确定好调治朝向的东西之后，作者开头进入钢铁侠造铠甲形式。先是盘算各个元器件的尺寸，在电脑上建模模仿活动后果，编写代码。
接着火力全开，本人完成零部件加工、装备安装等。
这货家里几乎就是个小型加工场，我丝绝不猜疑在资金富裕的情况下，他能打造出一具钢铁侠铠甲。
小伙伴们要注意用于控制支腿的伺服电机举行光滑，不然球杆约莫会像底下如此猖獗抽搐。。。
搞定朝向调治安装，接下去便是主动推杆击球功效的完成。相较于斯图尔特平台的繁复，推杆击球功效分明要愈加的简便，使用一个气缸即可完成。
如此，经过斯图尔特平台敦睦缸这两个东西，我们的球杆以前可以完成多朝向调治以前主动推杆，接下去便是安装单片机以及无线模块，完成球杆的朝向调治及推杆可控。
正所谓，不会机器加工的步骤员不是好工程师，作者经过一顿利用，把代码便携、零件加工和装备调试等事情全部包办了。
至此，球杆的变革事情基本完成，接下去要举行的就是主动对准体系的制造了。
自瞄体系
制造自瞄体系，一共要完成“视觉定位”、“轨迹盘算”这两大局部。
我们先来说比力容易了解的视觉定位局部。视觉定位体系主要有一台安装在桌球顶部的摄像机提供画面支持，摄像机将录制到的画面传输到电脑，电脑在举行画面分析。
嗯，这台摄像机还可以举行挪动调停录制角度，全方面无死角的捕捉台球桌上的台球，掌控全局！是不是有种动漫内里主演开挂的既视感，五条悟直呼熟手。
固然，我们还必要一些帮助办法让电脑将吸收到的画面调停为与实践画面一律，避免击球轨迹出错，招致球不入洞。
作者经过在台球桌上黏贴白点以及QR码的办法，让电脑举行基准面调治，完成了台球桌在电脑内画面一直方正的样子。
接下去，使用一丢丢邪术代码，让盘算机识别台球、球洞以及库边。
代码完成。接下去，电脑可以依据基准面反推出球洞、桌面保险杆以及球的地点，再经过视觉算法举行标志，完成目标识别。
这下球和球洞都能识别了，该开头让球杆本人开头学习击球了，也就是进入自瞄体系的“轨迹盘算”局部。
要想完成轨迹盘算，起主要让电脑晓得球杆朝向。万能QR贴纸再次显现，一张贴纸能让电脑找到球杆，两张贴纸让电脑明白球杆指向，居家diy必备好伙伴。
QR贴纸：我标志了一地方在。
但是等一下，这两张QR码只能在电脑上构成也和2D图像，电脑并不晓得球杆的倾斜角呀，这击球的时分岂不是乱了套？
那怎样省时省力的获取倾斜角呢？让我们看看电脑感知到的画面中哪些数据跟倾斜角干系。
最初，作者发觉电脑能直观取得的便是球杆2个QR码所天生图像长度的厘革，而图像长度的厘革受倾斜角的影响。（这题我会啊，小学时分学的解方程嘛！）
也就是说，我们用一把量角度量得倾斜角的度数，再团结电脑中图像长度的厘革，我们就可以取得倾斜角和图像长度的厘革干系。将这个厘革干系输入到代码中，代码便可以经过图像长度主动盘算球杆的倾斜角。
为了变小用手支持球杆产生的发抖影响盘算机盘算倾斜角，作者还给球杆计划了一个支架，增长球杆的安定性。
如此架起来的球杆，倒是有几分炮台的以为了~
球杆及台面数据以前识别完成，接下去就是进入击球轨迹测算的环节。在算法实装之前，作者先在电脑上做了一个简便的算法举行球杆的击球测试。这个算法会报告作者击球途径及角度。
看着仿佛挺酷的，但是电脑桌面跟台球桌面离那么远，不成能每次测试都往电脑瞟一眼呀。
于是乎，作者做了一件十分酷的事变，他将投影仪安装到台球桌顶部，将电脑画面投影到桌面上，直接把台球桌变成了星际作战聚会会议桌。
不得不说，这个投影仪和界面计划，很有卫星追踪的以为。
接下去，万事俱备，只欠旭风。最初再把算法这些再过一遍，自瞄球杆准备进入作战形态！
把妻子叫过去，摩拳擦掌，准备让她看一眼本人的创造。
天涯鹰眼体系已就位，地表已吸收到鹰眼活动轨迹数据，球杆打击！
嗯，怎样说呢，这么近距离可以告捷让球不进洞，也算是一种另类的精准吧。岂非说活动天赋差的人做出来的道具也没有活动天赋吗？
再把种种公式种种轨迹运算数据重新盘算整理，球杆照旧时灵时不灵，完全摸不显显露错的纪律。
思来想去，轨迹盘算公式没有出错，球杆的推杆精度没有出错，那只能是在进入盘算环节之前的某个环节存在成绩。终极，作者将成绩锁定到了用于录制画面的摄像机外表。
由于广角摄像头的接纳，摄像机录录制的画面是存在光学畸变的，即使经过算法举行畸变校正，成绩仍旧存在。
面临这种畸变，作者最开头想经过物理校准的办法来消弭畸变，但一连四天的失败实验，让他熟悉到情况不合错误劲，不管他怎样做，轨迹测算就是会显现成绩。
想来想去没办法，他重新聚焦算法，想从算法这一块动手。这一看直接让他发觉了失误的源头——他用于改正畸变的算法，但是是之前针对另一款摄像机计划的，他只需将算法修正为实用于正在事情的摄像机就好了。
终于，皇天不负上心人，修正完算法之后的击球轨迹总算正常了，击球嘎嘎猛。
至此，固然球杆还未开发自瞄功效，现在也只是充任了主动击球的作用，但履历了第一波被妻子挖苦今后。他决定审慎举动，先多番测试一下球杆的安定性。
不得不说，Shane Wighton的确是一个会整活的鬼才。测试算法是单调的，于是他想了个办法，拉他人入伙来一同做测试。
经过在网站上制造一个简便的小步骤，到场测试的人可以取得主动球杆的控制权以及在桌球台上标志击球点举行击球。
颠末多轮测试今后，球杆的击球取得了确保，作者同时还取得了多量的击球数据，为后方的自瞄算法提供了数据支持。
一切的基本成绩以前处理，接下去就是完满算法，完成球杆拥有大脑，成为真正的自瞄球杆。
在算法计划中间，作者渴望每次击球开头时，电脑会主动盘算一切潜伏的击球途径，并选择可以完成一连击球进洞的最优途径。
要想完成盘算性可以提供精准的击球途径，多量的机器学习那是必需的。但是急迫想要一雪前耻的心不允许作者破费太多的时间在机器学习外表。
于是乎，作者接纳了一个相对来说更便捷高效的办法——绘制有向图。简便来说，经过有向图，作者让电脑学会了在确保能进球的情况下盘算击球时的最短途径。
这一顿利用下去，台球桌在电脑眼里看来以前变成这个样子了，有种在打海战时，鱼雷追踪船只的以为。
接下去，超等大脑已摆设，星际目标指引卫星（投影仪）已摆设，球杆准备停当。Shane Wighton再次向他妻子倡导了挑唆。
这一次，由Shane Wighton的妻子开球，打了2杆之后，轮到Shane Wighton击球。然后，便是Shane Wighton的击球，Shane Wighton的击球，Shane Wighton的击球，彻底展现什么叫做理工直男。
最初，让我们了解一下作者。Shane Wighton之前就读于北卡罗来纳大学夏洛特分校，拥天然械工程学士学位和盘算机封建硕士学位，现在在 3D 打印武艺开发商和制造商 Formlabs 公司承继首席工程师。
Shane Wighton本人在油管上拥有十分高的热度，由于他妻子的活动天赋的确过于强壮，招致Shane Wighton常常必要制造一些黑科技来找回一点“体面”。
除了自瞄球杆以外，作者还制造了，全主动对准弓箭，百步穿杨篮球板，全主动剃头机等黑科技装备，活脱脱的物理外挂制造家。
原视频链接：
https://www.youtube.com/watch?v=vsTTXYxydOE
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