小さな動く金属物体の位置を検出するための私のオプションは何ですか？

これはエアガンペレットトラップです。

最大120 m / s = 390 fpsで小さな金属ペレットを発射します（直径4.5mm = .177 "）。

ターゲットに入るX / Y位置を検出するためのオプションは何ですか？

中心からの距離だけを知る必要がある場合、簡単になりますか？（スコア）

現在、私のペレットは鉛フリーですが、強磁性ではありません（磁石に付着しません。）強磁性のペレットを入手する場合、さらにオプションがありますか？誘導効果や電磁効果がありますか？

今私は考えることができます：

1. 三脚に取り付けられたカメラ。連続した写真を比較し、対象の紙の違いを検出します。欠点：適切な計算能力（少なくともRaspberry Pi）が必要になり、おそらく以前のペレットで刻まれた穴を直接通過するペレットを見逃すことになります。また、黒いバンドに対してもうまくいきません。

2. 再利用されたバーコードスキャナーなどの2つのレーザーまたはCCDスキャナーは、互いに90°でターゲットエッジに沿って取り付けられます。欠点：CCDの場合、光学系を微調整する必要があります。彼らはおそらく反対側に白い基準の背景が必要でしょう。ペレットは非常に高速で移動するため、非常に高速にする必要があります。

他のアイデアはありますか？

エッジに沿って取り付けられたアンテナを使用して、何らかの電磁効果を検出できますか？電磁界を生成したらどうなりますか？金属ペレットは顕著な方法でそれと相互作用しますか？強磁性ペレットはそうしますか？

互いに90°に取り付けられた2つの超音速距離検出器を使用できますか？彼らはそのような小さな物体を検出して、速く移動できますか？

ターゲットの外周にある円形コイルは磁束を生成します：-

磁束密度は中心で最小（ゼロではない）であり、コイルの周囲に近づくにつれて磁束密度が増加します。

電流がAC電流の場合、ピーク磁束密度はなります$\sqrt2$

明らかに、より大きなペレットはより大きな周波数偏差も生成するため、.177 0r .22ペレットに対して異なる方法で較正する必要があります。

何らかの形式の周波数検出器を使用して、DCブリップ（復調済み）を生成します。ブリップのサイズは、コイルエッジからの距離または距離に比例します。欠点の1つは、コイルの外側に、ループ内に浮遊ペレットが記録されるのを防ぐための何かが必要なことです。発射体が通過するときに検出器が数十サイクルの変化を記録できるように、おそらく数MHzのかなり高い周波数が必要です。

1秒あたり120メートルのガットフィーリングでは、コイルがおそらくコイルから50mm離れると何かを登録し始めるので、周波数が最も変化する約10mmのスイートスポット距離があるかもしれません。120 m / sでは、1 mは8.333 msで移動するため、10 mmは83.33 usの期間であるため、1 MHzの83サイクルが許容範囲で検出される可能性がありますが、10 MHzではより良いでしょう。

これには、数百pFのチューニングを伴う1ターンループのみが必要です。

それはできます。

私は、錠剤製造で金属汚染物質を探す製薬金属探知機を設計するために使用していました。1MHzを使用し、直径0.25mmの小さな粒子（鉄および非鉄であるが、ステンレス鋼ではない）を検出できました。それは約100mm x 35mmの正方形のコイルを持っていたので、ターゲットの場合は少し小さかったのですが、「検出レベル」は質量に比例し、質量は距離の3乗に比例すると考えればOKです。

.177ペレットは直径4.5mmの球体と見なすことができます-これは0.25mmの18倍大きいため、質量は5,832倍大きくなり、信号はおおよそ5,832倍大きくなります。

発射体の経路の周りに配置されたマイクのセットを試すことができます。

私はかつて、一連のマイクロフォンを使用して、それを通過するラウンドのミス距離を検出する標的ドローンを見ました。この場合、ラウンドは超音速であるため、サウンドはあなたのサウンドよりも少し大きく鋭いですが、原理はまだ機能する可能性があります。

このアイデアを探求するには、2つの小型エレクトレットマイクを入手し、それらに正しくバイアスをかけ、デジタルストレージオシロスコープでテストします。持っていない場合は、コンピューターのサウンドカードに接続することもできます（ライン入力なので、ステレオになります）。それらを30 cm離したスティックに取り付け、最高のサンプルレートでオーディオ録音を行い、さまざまな位置でそれらの上にいくつかのペレットを発射します。AudacityでWAVファイルを調べて、1）有用なインパルスがあるかどうか、2）到着時間の差がショットの異なるパスに対応しているかどうかを確認します。

330 m / sを44 kHzで除算すると7.5 mmになるため、マイクの帯域幅が十分であれば、サウンドカードで位置を検出できる可能性があると思います。

サウンドカードで良い結果が得られたら、次のステップは、サウンドインパルスを合理的に正確に検出できる検出器回路を設計し、出力で単純な低→高遷移を生成することです。それは、ハイパスフィルター、アンプ、コンパレーターと同じくらい簡単かもしれません。次に、少なくとも3つを作成しますが、そのうち4つまたは5つを作成し、ターゲットの周りにマイクを配置し、Arduinoに接続してタイミングを調整します。相対的な時間と、おそらく10 usの解像度しか必要ないため、Arduinoは完璧です。

それから、マイクの配列内のペレットの位置を把握するのは、おそらくArduinoではなくPC上での数学です。

いくつかの小さな考え：ライフル自体が検出器をトリガーする音に注意してください-おそらく、パルスの2番目のセットのみを記録するソフトウェアゲートですか？検出器回路は、すぐにリセットし、長くオンのままにしないでください。また、検出器の回路は大きな音を柔らかいものより早く読み取らないことに注意してください。これにより、範囲の計算の精度が低下します。ピークの検出をより良くするために、ターゲットの角だけでなく、マイクをさらに離すことができます。段ボールからの音の反射がないように、マイクをターゲットの十分前方に保ちます。

「キーボードに似た」密集した接触の「ゴム化」膜マトリックスを使用できます。必要な解像度の精度に応じて、10 x 10または100 x 100のワイヤーマトリックスを使用できます。連絡先を電子的にスキャンすることにより、ペレットが当たる場所を特定できます。

あなたはすでに最も実用的で最も簡単な解決策であるカメラを引用しましたが、森林は見たが木は見なかったようです：重要なのは、あらゆる種類のカメラがあり、必要な種類を含めないように経験を示すことです：高速度カメラ。一般的なカメラは、ボタンを1回押すと1枚の写真を撮ります。より高価なカメラには自動ワインダー（旧式のフィルムベースのカメラは現在ほとんど使用されていません）を装備でき、ワインダーはシャッターを開き、フィルムが次のフレームに進むとすぐに別の露出を取ります。しかし、フィルムベースではない高速カメラは、1秒あたりほぼ信じられないほどの数の写真を撮ることができ、1秒あたり20,000回以上の露出にまでクリアできます。余裕があれば、これがあなたのソリューションです。そうなる、もちろん、ペレットガンのトリガーと電子的に同期する必要があり、それはペレットガンとカメラの両方が自動的に開始されることを指示します。カメラはショットが発射される少し前に写真を撮り始め、自動焦点（または非常に広いフィールド）と相まって慎重に照準を合わせることで、銃身を離れてから命中するまで発射体を追跡しますターゲット。あなたがしなければならないのは、それを再生して記録を見るだけです。そして、現在のペレットがターゲットのOLDホールを通過しても問題になりません。何が起こってもあなたはそれを見る。悪いニュースです。これはあなたの問題に対する最も簡単で最も効果的な解決策ですが、安くはなりません。軌道について絶対的な確実性を持つことがあなたにとってどれだけの価値があるかを決めることができるのはあなただけです。必要なハイスピードカメラ（a-la-Mythbusters）を購入するには数千ドル、短時間でレンタルするには数百ドルかかると予想されます（レンタルする人を見つけることができれば）カメラ？彼らは電子機器をレンタルするか、少なくとも以前はそうでした）。余裕があるなら、それはあなたの問題の解決策のダンディです！