要搞咱们就搞波大的，我们此次设计的主题是《基于ROS的单目标锁定追踪电磁炮设计》。没错！就是电磁炮，通过OpenCV编程来实现目标的锁定追踪，通过PID算法调节云台，通过单片机的IO口来控制电磁炮的充能与发射，通过单片机来检测电磁炮当前的电压值，通过运动学平抛及斜抛公式来实现弹道预测，等等等等。所以，这里的内容会比较的长，如果有机会的话，会在古月学院继续上架课程（在上架就送焊接好的板子，我亲手给你焊）。近期蓝桥杯、电赛、大创、数学建模，还要准备考研，真是苦的一批。QAQ
好了，言归正传，开始我们今天的内容。
大家玩的时候一定一定一定要注意安全！注意安全！！注意安全！！！
电磁炮设计
电磁炮，功率大的叫电磁炮，功率小的就是电磁弹射器。原理就是以大电流经过线圈产生磁力来推动炮弹，这里的炮弹我们使用铁销就可以，一定要使用钝头的，安全第一！！！
产生磁力的电流是要很大的，正常的供电模块肯定是不行的，所以我们需要储能装置——电容。搞个容量大一点的电容来玩电磁炮是很爽的事情。来瞅瞅我用的电容，如下。
450V 3300uF的电容，前几天不小心被老师见到这玩意了，一致认为是个小炸弹，我也是很委屈（不过好像也算是小炸弹）。我之前有过一个幻想，把这个电容充能充满，搞个继电器来远程控制，把电容的正负极接通。至于发生了什么，这里我也不过多的描述，最终的结果是，在通电的一瞬间，继电器先炸+起火——电流太大了。自此之后，我再也没有过如此危险的想法（因为我发现这种电容上面有个泄气孔，根本炸不了，最多给你搞个烟雾弹）。
你们可能已经猜到了，想我这么不安分的人怎么可能只简简单单的搞个电磁炮呢！！！你猜对了，我做的电磁炮大家可以来瞅瞅。
电光火石之间，炮弹飞出，动力十足！！！没有火石，那真的是电光，是我光电感应触发下一级电容的装置。还有这一组~
这次真的是伴随着火光，电线放的有点细，所以有点慌！这些细节我也会在接下来的开发中给大家讲到，这里我不建议大家自己去动手DIY电磁炮，因为真的很危险。如果真的想玩，大家可以去淘宝找一家购买，我之前是在电磁爱好这家购买的零件，成品和配件它们都有销售。
这是多级电磁炮的电路图，我从电磁爱好那里找到的（如有侵权请联系我）。电磁炮是一种电转换装置，电流通过线圈产生磁场力来推动金属运动。我们在电源部位需要使用12V的电源（为什么是12V后面有解释），我们通过一个升压电流将12V升到500V左右为我们的电容进行充能，我选择的电容是450V 3300uF的，充能的时候一定不要让电容的电压超过它的额定电压值，不然会爆炸。我们使用一个按钮开关来控制充能，这个开关也就是来控制是否给升压模块供电的。
升压模块输出的位置，我们的电容是并联的。我的电磁炮是三级的，也就是有三个电容依次对线圈放电，对炮弹进行加速。每个电容和升压模块输出口之间，我们需要接入一个6A10或者10A10的整流二极管，阻止电容放电的时候电流流向升压模块。这里建议大家最低使用6A10的，说实话这里多大我心里也没底，我的450V 3300uF的电容没炸掉这个二极管说明是可以的。
电容充能完毕之后，我们需要电容对线圈放电来产生强大的电流。我们这里使用的是70TPS16可控硅来控制线路的导通（什么是可控硅，建议大家百度，理解会更加透彻），当我们给70TPS16的G极一个电压信号，则它的K极和A极就会导通，70TPS16可以承受70A、1600V的电压控制，对付这个电磁炮肯定是绰绰有余。当K极和A极导通，电容部分行成一个回路，电容对线圈放电，产生磁场推动金属。由于线圈也属于储能装置，电容放电结束后电感内部的能量会形成电流，所以我们子啊这里使用一个FR607续流二极管来保护电路。
当我们通过按钮控制电容1放电后，在炮弹达到第二个线圈、第三个线圈之前，我们也需要控制这里的可控硅来实现放电，这里就是我刚刚闪光的装置——光电开关。
同样也还是网图，能用，我亲自实验过。光电开管有红外发射管和红外接收管组成，无遮挡是，红外发射管和红外接收管行成对射，输出部位是低电平；当炮弹达到行成遮挡，输出部位是高电平，推动可控硅实现逐级放电。
2K电阻对红外发射二极管起到保护作用，20K电阻和红外接收管之间接S8050三极管的基极，由于红外接收管阻值的变化，引起基极电压变化，从而驱动S8050三极管的发射极。100Ω 2W的电阻，则是对可控硅的保护，我们以及发射的位置，用的也是100Ω 2W的电阻。
光电感应开关的位置一定要选择好，距离调整很麻烦。离得远了，电容已经放电结束但是炮弹没有到，离得近了又有可能因为上一级没放电结束形成“反拉“导致动能降低。大家可以去网上找一些电磁炮模拟器的软件来调控这个（我凭感觉的，所以动能不是很理想，威力比较满意）。
我们的充能开关和发射开关的部位，可以通过继电器来进行控制，我们可以在ROS程序下通过代码来控制充能和发射，同时也需要设计电路来检测电容的电压值，进行控制。
这部分是我们的升压模块电路，网图。这块我也不是很懂，大家有兴趣的可以自己研究下，我是直接在淘宝买的模块回来自己翻板设计。
加上云台、继电器之后的电磁炮是这样的。
我在炮管的正上方加了个激光头模块，通过单片机的引脚控制，可以看到炮管当前的瞄准情况。我们的摄像头是放在炮管的正下方。
在ROS下实现锁定追踪效果
话不多说，我们先来看下效果。
测试的时候为了安全起见，电磁炮没有上电，咱们有那个意思就可以了，等炮台距离人远点在考虑上电不上电的问题，都是后话。
这是我加到小车的，用的幻宇机器人的平台~
关于ROS追踪及目标锁定的相关内容，我们后续再写，敬请期待~
这个的扩展很多，我们可以再机械臂的末端增加摄像头和电磁炮，机械臂不一定要抓取~
在小车上面加个移动侦测、目标识别、自动匹配等运动，完全可以的嘛~
大家玩的时候一定一定一定要注意安全！注意安全！！注意安全！！！
后续内容更精彩哦~
