【比赛优秀作品】激光移动标靶

【比赛优秀作品】激光移动标靶

作品来源：第五届全国青少年人工智能创新挑战赛——开源硬件创意智造专项赛

参赛学生:

• 中央民族大学附属中学红河州实验学校 孔祥睿
• 中央民族大学附属中学红河州实验学校 余宇

原文链接：https://contest.dfrobot.com.cn/tcwl2022/project/312598?p=dfrobot2022sh

简介

在学校举行的少数民族传统体育节中，有吹枪射靶和射箭、扎气球抽奖等项目，当箭或者其它投掷物投掷后还需要回收，浪费一定的人力和物力，目标的固定也让活动挑战性不高。由此产生灵感，制作激光移动标靶，实现不需投掷物完成射击、靶子倾倒后自动复原、左右移动靶子、实时记录得分的功能，可分黄绿两队进行挑战，加上目标靶是随机的，增加游戏的趣味性，也在一定程度上提升玩家的专注力。

激光移动标靶包括计时装置、标靶装置、得分装置，可选用双人模式或单人模式，通过更换AI摄像头的人脸标识即可，红外遥控控制装置的开启和停止。

• 计时装置：计时装置运用两条LED灯带模拟时间流失灯，一分钟为一个周期，每隔十秒熄灭一颗灯，最后十秒，全闪烁红灯提醒玩家；

• 标靶装置：靶心的环境光线传感器感测激光，在靶子左右移动的同时，当激光射中目标得分靶后计分，同时也有相应的击中音效和击中效果，目标得分靶由前面的LED灯带的随机颜色决定；

• 得分装置：代表两队的LED等亮起则表示开始计分；得分显示在八位数位管上；当遥控控制停止后，语音播报最终的获胜队伍。

步骤1 分配引脚，连接硬件，编写计时程序

把AI摄像头、模拟光线传感器、数字大按钮模块、数字LED发光模块、WS2812 RGB灯、TM1650八位数码管、舵机模块、红外接收模块、MP3播放器、遥控、电机用面包线连接到Arduino Uno主板，分配好各个引脚；编写计时模块的程序，即两条WS2812 RGB灯带亮四个绿灯、两个黄灯、一个红灯，每过十秒绿灯便熄灭一个，绿灯全部熄灭后，每过五秒黄灯便熄灭一个，最后十秒红队闪烁提醒玩家。

步骤2 目标得分靶的流水灯显示

采用随机打靶方式，随机的目标靶由流水线灯的颜色决定，编写流水线模块的程序，为了使提示效果更好，采用两条灯带合成长灯带的方式，即两条WS2812 RGB随机亮黄、绿、蓝三种颜色，提醒玩家击打靶子的颜色，当模拟光线传感器感受到激光时（模拟打中的情况），系统会自动随机切换为下一种颜色，并记分。

步骤3 积分计分装置

编写积分显示模块以及双人模式的程序，即将红、蓝队的积分显示在.TM1650八位数码管上，AI摄像头通过识别人脸来分为红、蓝队；编写积分比较功能和遥控功能，即比较红、蓝两队的积分，并用MP3播放器播报哪队获胜，同时用遥控控制游戏的开始、暂停功能；增加声音特效，打中时播放渲染气氛。

步骤4 移动靶装置的搭建及调试

增加舵机转动效果，打中时靶向后旋转，1秒后恢复原状；不同舵机对应上特定颜色的靶；靶子左右移动装置的搭建，激光发射装置的制作，运用电机、齿轮和齿条，用积木完成连结；调试传送装置、计时装置、流水线灯装置和计分装置的程序，使靶子能左右移动的同时，完成其它任务。

步骤5 组装调试

把模拟光线传感器固定在靶子上，靶子与舵机连接，最后将舵机放置在左右移动装置上；整理线路，调试运行。

硬件清单

• 1x Arduino Uno主板
• 1x Arduino Uno IO扩展板
• 1x 二哈AI摄像头
• 3x 模拟光线传感器
• 1x 数字大按钮模块
• 2x 食人鱼发光模块
• 4x WS2812 RGB灯带
• 1x TM1650八位数码管
• 3x 舵机模块
• 1x 红外接收模块+遥控
• 1x MP3播放模块
• 1x 电机
• 1x 电机驱动模块
• 若干乐高积木

硬件连接图

附件（代码详见原文）

《激光移动标靶》结构设计图

展示视频

https://www.bilibili.com/video/BV19V4y18725/

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