项目简介
一台能自主巡航、识别靶标并精确射击的竞赛机器人。2025年3月至6月完成，获竞赛二等奖。负责底盘焊接、视觉与射击控制等核心开发，导航和部分机械由队友协作完成。
技术架构
| 模块 | 方案 | 说明 |
|---|---|---|
| 主控 | Jetson Nano 4GB | 运行ROS Melodic + 目标检测 |
| 底盘 | 四轮差速驱动 | 自制铝合金底盘，弹簧悬挂 |
| 视觉 | 1080p USB相机 + YOLOv5s | 靶标检测，自建500+训练样本 |
| 导航 | 2D激光雷达 + IMU | gmapping建图、里程计/IMU EKF融合 |
| 射击 | 电磁阀气动发射 | 40PSI气瓶供气，飞镖弹 |
| 通信 | 2.4GHz遥控 + 数传 | 手动/自动双模式 |
核心实现
目标检测
使用 YOLOv5s 做靶标实时检测，训练数据采集覆盖了多种光照和角度条件。推理帧率约 25FPS（TensorRT 加速后），[email protected] 达到 0.92。
射击控制
采用 PID 控制器对准靶心后触发射击，控制精度在 3 米距离内偏差不超过 ±2cm。气动系统的电磁阀由 ESP32 独立控制，与主控通过 UART 通信。
导航
使用 ROS 的 gmapping SLAM 建图 + move_base 路径规划，定位采用轮式里程计和 IMU 的 EKF 融合。
项目链接
- GitHub：源码仓库
- 硬件设计文档经归档后可提供
踩坑记录
- YOLOv5 小目标检测漏检：靶标在远距离下像素过少。解决方案是提升了输入分辨率（320→640）并添加了 mosaic 数据增强
- 射击机构的电磁干扰：电磁阀开关瞬间会拉低 Jetson Nano 的电压导致重启——解决方案是加了一个独立稳压电源模块
- 差速底盘走直线偏航：由于制造公差导致两侧轮直径有微小差异。解决方案是在软件层面用 IMU 校正偏航角补偿