Akustický terč pro sportovní střelbu
Loading...
Date
Authors
Grega, Matej
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Elektronické terče boli vyvinuté na potlačenie nevýhod klasických papierových terčov a to hlavne nemožnosť lokalizácie viacerých zásahov na jednom mieste a časovú náročnosť ich hodnotenia. Táto práca prezentuje návrh, realizáciu a testovanie elektronického terča na akustickom princípe pre streleckú disciplínu vzduchová pištoľ 10 m a skúma vhodnosť mikroelektromechanických (MEMS) mikrofónov a ultrazvukových meničov ako senzorov pre lokalizáciu zásahu. Navrhnutý elektronický terč je prenosný, napájaný z batérie so vstavaným osvetlením a rádiovou komunikáciou. Poloha zásahu je vypočítaná pomocou analytickej kombinovanej váženej metódy COM-W založenej na meraniach časových rozdielov prijatia signálu (TDOA). Ako senzory boli použité ultrazvukové meniče pre ich filtráciu hluku výstrelu aj okolia a celkovo vyšší pomer signálu k šumu oproti MEMS mikrofónom, ktoré saturujú výstupný signál. Poloha senzorov pre TDOA lokalizáciu bola presne stanovená pomocou iteračnej kalibračnej metódy. Navrhnutý elektronický terč lokalizuje zásah s maximálnou chybou 0,39 mm, priemernou chybou 0,25 mm a smerodajnou odchýlkou 0,1 mm.
Electronic scoring targets (ESTs) are designed to overcome the drawbacks of classic paper targets, particularly the inability to score individual hits in groups if they overlap and the time-consuming manual scoring process. This thesis presents the design, realization and testing of an acoustically based EST for 10 m air pistol discipline and examines the suitability of microelectromechanical system (MEMS) microphones and sealed flexural ultrasonic transducers (FUTs) as hit point localization sensors. The proposed EST is mobile and battery-powered, with built-in illumination and radiofrequency communication. The position of the hit point is calculated using a closed-form, combined weighted method based on time difference of arrival (TDOA) measurements. FUTs were used as sensors due to their filtering properties of shot and ambient noise and overall higher signal-to-noise ratio than MEMS microphones, without saturation of the output signal. The sensor positions for TDOA localization were accurately obtained using an iterative calibration method. The proposed EST prototype achieved a maximum position error of 0.39 mm, mean position error of 0.25 mm and a standard deviation of 0.10 mm for hit point localization.
Electronic scoring targets (ESTs) are designed to overcome the drawbacks of classic paper targets, particularly the inability to score individual hits in groups if they overlap and the time-consuming manual scoring process. This thesis presents the design, realization and testing of an acoustically based EST for 10 m air pistol discipline and examines the suitability of microelectromechanical system (MEMS) microphones and sealed flexural ultrasonic transducers (FUTs) as hit point localization sensors. The proposed EST is mobile and battery-powered, with built-in illumination and radiofrequency communication. The position of the hit point is calculated using a closed-form, combined weighted method based on time difference of arrival (TDOA) measurements. FUTs were used as sensors due to their filtering properties of shot and ambient noise and overall higher signal-to-noise ratio than MEMS microphones, without saturation of the output signal. The sensor positions for TDOA localization were accurately obtained using an iterative calibration method. The proposed EST prototype achieved a maximum position error of 0.39 mm, mean position error of 0.25 mm and a standard deviation of 0.10 mm for hit point localization.
Description
Citation
GREGA, M. Akustický terč pro sportovní střelbu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D. (předseda)
RNDr. Ladislav Mareček, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Radovan Novotný, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Levek, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Hrdý, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Libich, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-11
Defence
Student seznámil státní zkušební komisi s cíli a řešením závěrečné vysokoškolské práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl na otázky komise:
Uvažujete vplyv teploty a vlhkosti na rychlost šíření zvuku? Student bez problémů odpověděl.
Jak jste vyhodnotil přesnost měření zařízení? Student vysvětlil princip.
Snižuje se amplituda signálu podle proděravění terče? Samotný papír bez pásky by nestačil na vyhodnocení střel? Co by se stalo, že by se střelilo mimo černou pásku? Do jakou velikostí terče by se dalo tento terč použít? Jakou frekvenci má vlna, která vzniká? Student na všechno pohotově odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení