ТЕХНИЧЕ ЗАДАНИЕ (написано ші)
Разработка под ключ интерактивной проекционной системы с программным обеспечением для стрельбы Airsoft 6 мм
(по типу airsoft digital target system Arcada; https://youtu.be/3HwgDuesDTU?si=vZCKD4pZDXtL3kZl)
Нужен инженер или небольшая команда с опытом в DSP / DAQ / акустике / вибрационных измерениях / пьезоэлектрических датчиках / локализации ударов.
1. Общая цель проекта
Необходимо разработать прототип интерактивной стрельбищно-игровой системы, предназначенной для использования в развлекательных центрах.
Принцип работы:
На физический экран проектором выводится интерактивное изображение или игра. Пользователь стреляет по экрану со стандартного Airsoft-оружия пластиковыми шариками BB калибра 6 мм.
Система должна в режиме реального времени определять координаты каждого физического попадания по экрану и передавать координаты X/Y в программное обеспечение.
Программное обеспечение сопоставляет физическую точку попадания с объектом, который в этот момент отображается проектором, после чего игра соответствующим образом реагирует на выстрел.
Основная задача первого этапа — создать надежную технологию определения координат попадания.
2. Размер первого прототипа
Рабочая зона:
1000 × 1000 мм.
После успешного тестирования технология должна иметь возможность масштабирования до больших экранов, ориентировочно:
2000 × 1200 мм;
2400 × 1350 мм;
или других коммерческих форматов.
Поэтому архитектура системы должна учитывать дальнейшее масштабирование.
3. Тип боеприпасов
Основной тип:
Airsoft BB — пластиковые шарики калибра 6 мм.
Система должна работать со стандартным Airsoft-оружием в безопасном для развлекательного заведения диапазоне энергии.
Конкретный допустимый диапазон скорости и энергии BB необходимо определить экспериментально в ходе разработки.
4. Принцип работы системы
Базовая концепция:
Выстрел → удар BB по экрану → регистрация удара датчиками → обработка сигналов → определение координат X/Y → передача события в игровое ПО.
Например:
SHOT #00125
X = 643 мм
Y = 271 мм
Timestamp = ...
Confidence = ...
Координаты должны передаваться программному обеспечению через API, SDK, TCP/UDP, WebSocket или другой стабильный интерфейс.
5. Конструкция экрана
Для первого прототипа рассматривается металлическая ударная поверхность:
алюминиевая или поликарбонатная панель примерно 1000 × 1000 × 1 мм.
Толщина, сплав и конструкция крепления НЕ являются окончательно зафиксированными.
Инженер должен экспериментально определить оптимальные:
материал;
толщину;
способ натяжения/фиксации;
демпфирование;
конструкцию рамы;
расположение датчиков.
Важно обеспечить:
стабильное распространение механических/акустических волн;
достаточную долговечность при многоразовых попаданиях;
возможность быстрой замены ударной панели;
минимальное влияние крепления на точность определения координат.
6. Система датчиков
Ориентировочно планируется использование:
4–8 или более датчиков.
Возможные технологии:
IEPE/ICP пьезоэлектрические акселерометры;
контактные акустические датчики;
пьезоэлектрические датчики;
ультразвуковые методы;
другие технологии, предложенные инженером.
Количество и тип датчиков должны определяться не формально, а исходя из наилучшей точности, скорости, надежности и стоимости серийной системы.
Предпочтение отдается готовым профессиональным компонентам от существующих производителей.
Не планируется разрабатывать собственные электронные платы, если задачу можно надежно решить готовым серийным оборудованием.
7. Определение координат
Необходимо разработать алгоритм определения координат физического попадания.
Возможные методы:
Time Difference of Arrival (TDOA);
анализ времени прихода волны;
анализ амплитуды;
анализ формы сигнала;
частотный анализ;
корреляционные методы;
калибровочная карта поверхности;
машинное обучение;
комбинация нескольких методов.
Инженер может предложить другую технологию, если она обеспечит лучший результат.
8. Точность
Желаемая конечная точность определения координат:
примерно ±5–10 мм по всей рабочей поверхности.
Для первого прототипа допустимым промежуточным результатом может быть:
до ±20 мм, если существует понятный технический путь к дальнейшему повышению точности.
Необходимо измерять:
среднюю ошибку;
максимальную ошибку;
ошибку у краев;
повторяемость результатов.
9. Скорость работы
Определение попадания должно происходить практически мгновенно.
Желаемая задержка:
менее 10–20 мс от физического попадания до передачи координат в игру, если это технически возможно.
Система должна распознавать серию быстрых последовательных выстрелов.
В перспективе необходима поддержка нескольких игроков и высокой интенсивности стрельбы.
10. Одновременные и близкие попадания
Необходимо исследовать возможность правильной обработки:
быстрых последовательных выстрелов;
двух попаданий с малым временным интервалом;
потенциально одновременной стрельбы двух игроков.
Алгоритм не должен ошибочно объединять два разных выстрела в одно попадание.
11. Калибровка
Система должна иметь процедуру автоматического или полуавтоматического калибровки.
Например:
на экране задается сетка контрольных координат.
Выполняется серия тестовых выстрелов в известные точки.
Система записывает сигналы всех датчиков и создает индивидуальную калибровочную модель конкретного экрана.
Калибровка должна компенсировать:
различия между панелями;
особенности крепления;
отражение волн от краев;
разницу между датчиками;
температурные и механические изменения, если они существенно влияют на точность.
12. Самодиагностика
Желательно предусмотреть автоматическую проверку:
работоспособности каждого датчика;
уровня сигнала;
отсутствия обрыва кабеля;
необходимости повторной калибровки.
В случае неисправности система должна сообщать, какой именно компонент требует проверки.
13. Проектор
На следующем этапе к системе подключается проектор.
Проектор будет отображать:
движущиеся мишени;
аркадные игры;
тренировочные сценарии;
систему баллов;
мультиплеерные сценарии.
Попадания должны точно соответствовать координатам проекции.
Необходимо предусмотреть программное калибрование:
координаты физического экрана ↔ координаты изображения проектора.
14. Игровое программное обеспечение
На первом этапе полноценные игры разрабатывать не обязательно.
Нужна тестовая программа, которая после выстрела показывает:
точку попадания;
координаты X/Y;
номер выстрела;
время;
ошибку относительно контрольной точки;
служебную информацию о сигналах датчиков.
В дальнейшем система должна иметь возможность интеграции с игровым движком, например Unity или Unreal Engine.
15. Оборудование
Приоритет:
использование готовых профессиональных серийных компонентов.
Необходимо избегать разработки собственной сложной электроники, если существуют готовые надежные решения.
Рассматриваются компоненты производителей уровня:
профессиональные системы сбора данных DAQ;
IEPE/ICP и другие промышленные датчики;
готовые интерфейсы USB/Ethernet;
серийные кабели и разъемы.
Конкретный производитель не зафиксирован.
Инженер может предложить оптимальные компоненты.
16. Бюджет прототипа
Ориентировочный бюджет на сенсорную систему и основное оборудование первого прототипа:
до 5 000 USD.
ПК и профессиональный проектор могут рассматриваться отдельно.
Важно найти баланс между:
точностью + скоростью + надежностью + возможностью серийного производства.
17. Коммерческая эксплуатация
Конечная система предназначена не для лаборатории, а для ежедневной коммерческой эксплуатации в развлекательном центре.
Поэтому оборудование должно:
работать много часов каждый день;
выдерживать большое количество выстрелов
Можем предоставить помещение для разработки и выпуска данного проекта в городе Львов с перспективой продолжения деятельности как партнера
