第329章 拋棄框架,從零開始造輪子

隨着靳雪雯的講解,江寒對戰神一號的基本結構,很快就有了初步的瞭解。

接下來就該研究一下,如何改進它的性能,提升戰鬥力了。

“這是什麼傳感器?”江寒指着一個小機關。

靳雪雯看了一眼:“這是碰撞傳感器。”

“這一顆呢?”

“紅外線傳感器。”

……

江寒一個個詢問過去。

很快,他就看到了一個小洞洞,表面微微凸起。

江寒仔細看了看:“這裡好像是個攝像頭?”

靳雪雯點了點頭:“這叫二維視覺傳感器,其實就是一顆攝像頭。”

江寒思索了一下,問:“通過這個東西,戰神一號就可以‘看’到目標了吧?”

靳雪雯說:“對的,但因爲是二維畫面,不太容易判斷出距離遠近,具體工作過程是這樣的……”

江寒用心傾聽,同時拿出紙和筆,列了幾個式子,寫寫算算起來。

“戰神一號”最大的問題,是攻擊移動目標時,射擊精度太差。

敵機距離太遠,子彈就會發生滯後的現象;敵機距離太近時,又會胡亂“搶拍”。

之所以會有這樣的表現,歸根結底是因爲預測算法有BUG。

要想徹底解決這個問題,還是要從根本處入手。

事實上,對於實彈射擊來說,無論數據處理速度多快,都必須對目標的移動軌跡做預測。

否則的話,子彈只會追在敵人的屁股後面,永遠打不中。

——當己方機器人經過計算、射出子彈時,敵機早就不在原來的位置上了。

“戰神一號”定位敵機時,主要使用超聲波傳感器,限於硬件精度,效果不算很理想。

所以靳雪雯還利用攝像頭,通過採集實時圖像,輔助定位。

但她在圖像處理時,使用了官方提供的圖像識別框架。

說實話,官方出品的這個編程框架,穩定性真的不錯,但效率方面就沒法期待了。

雖然靳雪雯在NOIP中表現不俗,編程功力相當不錯,但想要甩掉框架,從0開始自己造輪子,還是力有不逮的。

此外,她在處理圖像數據時,對於深度信息的處理,也有很大的問題。

靳雪雯畢竟才初三,無論信息學還是數學,都缺乏了一點底蘊。

能做到現在這樣,已經相當不錯了,還真沒法苛責她什麼。

根據靳雪雯的說法,“戰神一號”的反應閾值是0.2秒。

也就是說,從發現目標、確認敵機方位,到經過計算,調整自身姿態,然後發射出子彈,這一系列操作至少需要0.2秒的時間。

但這並不是說,其機載計算機的數據處理速度,只能達到每秒5幀。

真要是那樣的話,類比成電腦遊戲的畫面表現,這已經卡成PPT了……

由於圖像處理技術的限制,“戰神一號”每秒只能處理大約10幀畫面。

這個速率其實不算很慢,基本上達到了參賽機器人的平均水準。

但在瞬息萬變的戰場上,這樣的信息處理速度,顯然是無法讓人滿意的。

關於如何改進“戰神一號”,江寒很快就有了思路。

如何通過攝像頭,算出與敵機的相對距離?

最容易想到的,就是安裝第二顆攝像頭,形成三維視覺,然後用立體成像算法,把數據放到三維空間中處理。

但這種算法比較複雜,且需要反覆測試,調整參數。

這需要大量時間,可明天就要參賽了,可能會有點來不及。

那麼還有沒有別的辦法呢?

其實是有的。

靳雪雯編寫的控制程序,其圖像處理部分,在通過像素信息計算深度時,存在相當大的誤差,對角度的判斷也有一點小問題。

這是導致預測失敗的根本原因。

只要對目前的圖像識別算法,做出一些改進和優化,使其能正確計算深度(距離)和角度,就能在預測敵機的行動時,大大提高成功率了。

同時還要儘量提高數據處理的效率。

當幀率超過20以上,就能極大緩解各種由於延遲導致的問題,超過30,肉眼就看不出卡頓,如果幀率達到50……

江寒算得十分認真。

靳雪雯聚精會神地偷看着他的側臉。

不知怎麼的,小臉忽然就熱了起來,小心臟也跳得更加歡快了。

唔,果然認真工作的男人,纔是最有魅力的嗎?

靳雪雯默默地想着。

就在這時,江寒嘴角微微勾起,忽然擡頭看了她一眼:“戰神一號的主控代碼,你有備份吧?”

“啊?”靳雪雯正沉迷着,聞言頓時一驚。

慢了不止一拍,她才反應了過來,慌忙點了點頭:“哦!”

然後定了定神,說:“有的,有好幾個版本。”

江寒灑然一笑:“很好,那我就在目前版本的基礎上,試着改進、優化一下,看看效果怎麼樣。”

靳雪雯連連點頭:“好的!”

江寒想了想,又說:“不過,你這個機器人的編程環境,我也不是很熟悉……”

沉吟了一下,說:“要不這樣吧,咱們合作一下,我來改進算法,你負責編寫代碼,怎麼樣?”

靳雪雯興奮點頭:“太好了,就這麼辦!”

隨後,她就拿出改錐和鑷子等工具,拆起了“戰神一號”的外殼。

江寒看她笨手笨腳的樣子,不由得微微一笑:“行了,交給我吧,你去準備好編程環境就行了。”

靳雪雯只好訕訕地一笑,將工具交給了江寒,然後擺弄起自己帶來的筆記本電腦去了。

江寒將戰車腹板拆下,從中取下了它的數據處理核心。

這是一塊卡片計算機,名爲“神機w-2012”,在同類產品中,性能算得上可圈可點。

靳雪雯一邊忙活,一邊給江寒介紹。

“神機”的峰值功耗爲8W,搭載了一塊1.0 GHz的ARM CPU,擁有獨立的GPU、2G RAM、128G ROM,還帶有WIFI和USB接口。

其運算速度還是相當過得去的。

跟高配的臺式機、筆記本電腦相比,可能略有不及;但與配置一般的智能手機、平板電腦相比,已經差不了多少了。

只是再多的計算資源,也得合理運用,才能發揮出應有的效能。

江寒將“神機”拆下來後,交給了靳雪雯。

隨後,小丫頭用USB線,將“神機”連到了筆記本電腦上。

開發專用的IDE也已經準備就緒了。

江寒開始在紙面上設計算法,並讓靳雪雯修改相應的代碼。

首先要做的,是調整攝像頭工作時的分辨率。

“戰神一號”搭載的這顆攝像頭,一共支持三種分辨率:640×320、1280×720、1920×1080 。

清晰度越高,獲得的圖像質量自然越好,但處理起來也就越慢。

因此,江寒一上來就讓靳雪雯將攝像頭的工作模式,調整到了640×320。

然後通過調整曝光時間,以及矯正Gamma值等手段,獲得更好的圖像質量。

接下來,就是第一個關鍵點:機體識別算法。

靳雪雯在自己編寫的程序中,使用了官方的圖像識別框架,實現了在採集到的圖像中,匹配機體外殼上的特徵圖案。

江寒看了一下框架的源代碼,就知道這個東西能不用最好不用。

這個框架複雜而且臃腫,效能十分低下。

唯一的優點就是易學易用,即使是初中生,也可以只用幾個月的時間掌握它。

但現在既然追求極限的效率,那就必須拋棄它,從零開始造輪子!

江寒提出了這一點,靳雪雯卻犯了愁:“從頭寫底層……那太難了吧?一晚上的時間,只怕不太夠啊。”

江寒微微一笑,平靜地說:“這個模塊我來寫吧,等下你再把它整合到主程序裡。”

頓了頓:“當然,平臺相關的部分,還有涉及到硬件操作的地方,你得隨時給我指點,不然我還得時不時去翻官方的白皮書。”

靳雪雯欣然應允,將筆記本電腦推到了江寒面前。

江寒開始工作。

圖像識別算法的改進方案,早就在江寒的腦海中了。

實戰時用來檢測碰撞的“皮膚”上,集成了一些用來顯示血量等信息的LED燈。

用來檢測和判定敵機,無疑是比較適合的。

首先由於LED是發光的,那麼就可以調低曝光,以屏蔽環境光干擾;

再二值化處理一下,圖像中除了LED部分,就都變成了黑色……

預處理做得好,在後續步驟中,可以大大降低計算量。

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