2021年10月01日

ガンカメラで弾道解析のep.2の1 VSR

久しぶりにガンカメラで弾道を撮ってみました。
まずが、やり方忘れていて、合っているのか定かでないです。

0.28g ホップクリック20(マックス)

少しホップアップして、ずいぶん遠くまで落ちませんね。

タマモニの傾斜計機能のおかげで銃の鉛直合わせ(ホップ回転軸を正確な水平に)、仰俯角を水平に射出は簡単にできました。

解析によると、
ホップアップ量は、最大164mm @25m、
35mで水平を割る感じ。

なんですが、今度は弾道計算の方が合ってきません。。。(青線…@35mでゼロ高さに合わせた)
ホップ回転を高く計算すると、手前側が高くなりすぎるのに、
先の方の落ち方は早すぎ。

(奇跡的に玉が発見されたのですが、ほぼ60m地点。
なので、青線では厳しい。
ガンカメラ解析のオレンジ線はホントっぽいかも。)



ま、きっとなんか間違ってるだけでしょう。
余裕のある時またやってみようと思います。


追記ーーーーーーーー
上の青線は空気抵抗係数Cd=0.47で計算したのですが、
これを0.41くらいにするとオレンジ線に近くなるようなので、
確かめてみないといけません。

さらに追記ーーーーーーーーーーー
あー、違ったみたいです。
まだはっきりとは確かめていませんが、
0.20g 95m/sという軽い玉の計算弾道に似ているようです。

軽い玉も重い玉も外形は同じなので、揚力係数は同じはずです。


  

Posted by C.A.M. at 14:05Comments(0)ガンカメラ弾道計算

2021年01月11日

あっぷでーと

RunCam2
久しぶりに見てみたらアップデート来てました。

ver2.7->3.0に

ファイル形式がMOVからMP4になった。から なんなんだろう???
  

Posted by C.A.M. at 10:36Comments(0)ガンカメラ

2020年07月27日

RunCam2音声

ガンカメラで弾道解析の時、
弾の発射の瞬間は映らないので、音の鳴りはじめで代用していました。
ビデオカメラによっては映像と音声がズレているものがあるようなので、  ←妄想です。
確認します。


銃口に弾速計を固定しています。
この弾速計の最初のセンサの位置が銃口から15mmほどの位置になります。
初速が100m/secであったなら銃口から発射された0.15msecくらいにセンサがオンすることになります。
(0.2gだったらアウトですが、0.15gなら全然オッケー。なので、初速の数字だけでどうこう言わないでくださいね。)
ビデオの1コマは60fpsの時、17msecなので100倍くらいの違いがあります。

センサオンを検出したら、青LEDを点灯させてから、ピンクLEDを消します。
その後、17msecたったら青LEDも消します。

(ちなみにピンクLEDは前回の測定失敗の表示です。。。。着弾側センサをつないでいないためです。)




ここが音が鳴り始めのコマ
音はピストンの動き始めかな?
銃口から玉が出てくるのは、バレル内の計算によるとだいたい15〜20msec後くらい(ほぼ1コマ分)のようです。


2コマ目

ビデオのローリングシャッターの都合で
(ビデオの画像は同時に1画面分を記録するわけではなくて、
横方向に1ドットずつ読み出されるため上と下では撮影される時間に差がある。)
青LEDが半分だけ写ってます。


3コマ目

LED全灯


4コマ目

そして消える。


音のタイミングは映像と合っていると言っていいようです。

ビデオのコマの切り替わりのタイミングと発射のタイミングが一致することはまずないはずなので、
1/60sec点灯させたLEDは2コマに渡って記録されるのは合ってます。




しかし、
WiFiをオンしてアプリと接続させている時に撮ったものは音ズレが起きていました。
音声が映像よりも3コマほども遅れて記録されていました。

弾道解析するときはWiFiはオフにしておかないといけないようです。
確かめておいて良かったです。



  

Posted by C.A.M. at 13:15Comments(0)こーさくガンカメラ

2020年05月14日

ガンカメラで弾道解析 の3 距離と着弾点が分かる場合

vfc M40A3の首ねっこ剛性対策のため
デンスバーにφ24の穴を120mm掘ったら

すごい量のキリコです。
2時間くらいかかりましたよ。


で、バレルのチャンバー後ろからネジ部にかけて差し込みました。
スリット切る前はガッチリしてたのですが、
スリット入れた途端にヘニョヘニョです。
給弾用の羽は厄介ですね。

いちお、
チャンバーとレシーバー側のプラのボルトガイドリングの間にわずかな締めシロを持って固定されるんですが、
あんまり強い補強とはなりませんでした。
あとこれはボルト先端の芯だしにも効いてます。




で、
本題へ戻って弾道解析。


距離と着弾点の位置がわかる場合の解析をしてみました。
ただしちょっと前のデータなので、条件がいまいち不明瞭。。。

距離はレーザーレンジファインダーで測って35.0m。
弾は狙った位置から45cmほど下に着弾。


この条件で弾道計算とカメラ画像の解析を重ねてみたら全然合わない。。。


撃ち出しの際、
だいたい水平に撃ったと思っていたのが、よく調べて見ると少し上向らしい。。。
ガンカメラのマウントはすこし前下がりと思っていたのだけれど、スコープ上にマウントした際には上向になっていたらしい。。。
カメラのブレ補正はオンだと思っていたのだけれど、もう一度同じ場所で同じように撮ってみたら視野の大きさが広いのでオフだったらしい。。。
と条件がでたらめでした。


それらを測り直してしっかり条件を計算しました。

やはり、
画像からBB弾の位置をなるべく正確に読み取るのが重要なようで、
これもていねいにやりなおし。



そうして解析をやり直して見ると


いいんじゃないでしょうか!


35m以降の玉の位置は跳ね返った後の落下です。
なので、水平距離は35mより手前側となります。

下向きの速度だけに注目してみると
着弾前より落ち方が速くなっているので、
玉の上向き回転が残っているっていうことですよね。
この速度の変化具合から回転数求められないかな??



水平のつもりが 0.43度上向だったことで弾道としては全然違ってきます。
35m先では26cmほど上を狙っていたということです。

で、
45cm落ちたと見えていた弾は、
その狙った位置からは45cmですが、
銃口の高さから見ると落下量は20cmということです。




同じ条件で水平に打ち出したときの弾道計算に

今回の上向き弾道を重ねて見てみると

上向きに撃ったときの方が落ち方が早く見えるということかな?
スコープの中に見える弾道はスコープの光軸に沿って見える訳だから。


見え方ってので惑わされたりするので、
こういう実験の時は撃つ前の準備をきっちりとやらないと、
というか 
狙撃なんかのときでも撃つ前に条件データ処理できるところくらいはきっちりやっておかないと

とりあえずやっちまって、後でどうにかなるだろーってのでは、スマートじゃない




  

Posted by C.A.M. at 13:37Comments(0)VFC M40A3ガンカメラ弾道計算

2020年05月13日

ガンカメラで弾道解析 の2 画角の計算

ビデオカメラは
ブレ補正オンすると写る範囲が狭くなったり、
設定でもワイド、ミディアム、ナローと広さが変えられたりするので、
画角の数字はよくわかりません。

なので、
マイクロフォーサーズのカメラを16:9の画像横縦比にして

同じ大きさに撮れるレンズ焦点距離を見つけることにしました。

RunCam2+25mmレンズ
ナロー設定 ブレ補正あり では 118mm相当
ナロー設定 ブレ補正なし では 95mm相当
とでました。



つづいて、

今時点で見たいのは弾道の上下の軌跡なので、
ガンカメラと銃口が同じ高さになるサイドマウントとしました。

とりあえずこれでテスト撃ち。

よいみたいなので、



本番一発。


BB弾の軌跡は左の真ん中辺から出てきて真ん中あたりまで上がって、落ちます。

今回はブレ補正をオフしたので、95mm相当。
縦画角は10.41度となります。

弾道計算と軌道解析を付き合わせながらホップ回転数の修正係数をいじっていくと

水平撃ち出しではこんな感じ

回転数の減衰に関する修正係数はシキノートさんの弾道と答え合わせした時の0.82に固定しています。

画像圧縮にBB弾が呑まれてしまっているようで
プレデター?みたいな カゲロウみたいな ゆらゆらした影になってしまい測定が難しいところがありました。
120fpsを優先して1280x720を選んでいましたが、
解像度を優先して1920x1080 60fpsにした方が良さそうです。
あと お天気が晴れのほうがBB弾がはっきり写るようです。




もう一回
条件設定、準備に数時間。

本番二発。

データ解析に数時間。


1°仰角をつけ、上方に撃ち出したものではこんなんでした。

オレンジと緑の線は位置読取りが間違ってるみたいで、もう一度、画像のブレ(背景の移動)も考慮して読み取りし直しました。
弾が最初に画像内に出て来る高さをゼロにしてしまったのですが、これだと高さもずれてしまうようです。
(画像に出て来る時点では弾の位置はすでに上がっているので)

線が途切れているのは背景にBB弾が紛れ込んでしまって行方不明なためです。

画像からBB弾の位置を測定するとき、画像のブレがあるとやりにくいので
ブレ補正はオンにした方が良さそうです。


追記
ホップ回転数修正係数は抜き弾抵抗力とパッキンの長さから求めた回転数を
実験値に修正するために設けています。
ここまでの感じだと
抜き弾抵抗力が150gfとか大きいほどに1.0にちかく
40gfとか小さい時は0.6くらいと小さくすると
弾道がそれらしくなるみたいです。

シキノートさんのところに書いてあるバレル内の運動はまだよく勉強してないのですけど、
玉が動き出す時の挙動を考えると
玉が慣性力にうちかって加速していこうとする割合と
抜き弾抵抗力に負けてとどまろうとする割合によって修正係数的なものが決まってきそうな気がします。
なお、
抜き弾抵抗力より玉を押す圧力が強くなると
玉はパッキンとの抵抗でパッキン上を転がり始め、
パッキン長さ分転がされたところで解放され、
バレル内を本来のエア圧での加速状態となり始める。
と言った感じでしょうか。

パッキン長さが長いほど 転がされている距離が長くなって 回転が高くなるのか?
それとも単純にパッキンから抜け出た時の速度が玉の周速となって回転速度が決まるのか?
転がりの運動方程式も必要?
↑まだ妄想です。


ホップ の上がり方と下がり方が今ひとつあっていないような感じですので、
もうちょっと考えてみます。


  

Posted by C.A.M. at 09:49Comments(0)ガンカメラ弾道計算

2020年05月12日

ガンカメラで弾道解析 の1 まずはテキトーにやってみた

ガンカメラで撮った画像からBB弾の位置を拾い出せば弾道がわかるはず!?

とりあえずテキトーに撃ったらいろいろあちこち角度やオフセットがついていて、解析がとても難しい。

時間はビデオのフレームレートからわかります。

距離はビデオではわからないので
弾道計算で時間から距離を求めます。
なので、初速データが必要です。

距離がわかれば、
ビデオ画像の写っている視野の範囲がわかるので、
BB弾が写っている位置から 弾の位置がわかります。
なので、カメラの画角を知っておく必要があります。

あとは撃ったときの銃身の角度。
水平を保って撃てば計算は簡単になりますが、実験時はなかなかそうもいかないようで。。。

弾道計算シートで

弾道を出してビデオの位置と比較していきます。

ホップ回転数のみ測定方法がなく未知のものとなっているので、
その辺を補正しながら、
弾道を近づけていくと

結構一致させることはできるみたいです。
ちょっとウサンくさいけど。。。。



正確性を増すため
まずはガンカメラの光軸を合わせます。

レーザーレベルを使って


光軸が平行になるように合わせます。

じつは、いままで、画像中心にマトの中心が来るようにとやっていたので、銃身とのオフセット分があるためかなり傾いたセットになってました。
スコープとおんなじわけですよね。

実験中は
オフセット分はオフセット分として、
スコープ、銃身、ガンカメラはすべて平行に合わせておくと計算が楽なはずです、
が、実際はそううまくはいかないようで。

スコープだけは それを合わせられる機構が付いていますから簡単ですけど。
といまさらながら 当たり前のこと に気づいたという訳です



つづく
  

2020年04月23日

ガンカメラ

ガンカメラとしてRunCam2を使っています。

まず、
うちのRunCam2は初期のテスト撮影ではあんまり写りが良くなくて、
1万円以下なんだから まぁ、こんなもんか。
と思っていました。
ドラレコくらいな感じ。。。

よく見てみると、手前の自転車にピントが合ってて、遠景はぼやけてる。
てことは。。。

分解!


レンズはねじ込んで接着されているのでカッターではみ出てる接着剤を切ると回ります。

外周で見て ほんの1mmくらい時計方向へ締め込んだら


遠景にピントが来ました。
これならGoPro2くらいな感じかな。
まぁ、よく写ります。

(もしかして写りがイマイチな安いドラレコはピントが合っていないのかも。。。)


そんなことをしていたら、
交換レンズが到着したので
ノーマルの超広角はここで終わり。

とりあえず、家の中 10m前後での使用に合わせ、25mmレンズにしてみました。

図のようにレンズの後端からセンサー面までが6.1mmとのことですが、
カメラ側のレンズマウントのネジの深さが6mm程度しかないので、
ぎりぎり届きません。
ねじこんでも、無限遠の向こう側(四次元世界?)にしかピントはきません


なので、エクステンションが必要です。
M12P0.5のメネジは作れそうにないので、
おねじを切ってタップを作りました。

鉄で作ったので、アルミにだったら加工できます。


メスオスのエクステンションを作りましたが、
これだとセンサー面からレンズ後端までが7mm以上ないと無限遠にピントが来ません。
レンズ側を少しばかり短く切り落して、なんとかOK。

内側は艶消し黒に塗っておかないと
内面反射で赤紫色のモヤがかかったみたいな画像になってしまいます。



こんなちっこいレンズが


望遠 200mm f2.4 相当(135換算)

おもしろい♪


でも、
望遠のアクションカムってのも、、、、、
ガンカメラ以外には使い道がなさそうな。。。。。



  

2020年04月19日

RunCam2+25mm

RunCam2に25mmレンズをつけてガンカメラにします。

カメラの後ろに貼ってあるビニールテープはスコープ への映り込み防止です。


設定はスマホでやるのがフツーですが、

外部モニタをつなぐと本体のボタンでも設定可能です。
WiFiオンにするとかなりバッテリが減るようなので。。。



今回はビデオのモード、解像度とレートをいろいろに変えてみます。

カメラ側の画角設定はナローにしたので、135換算で200mm望遠相当な感じ。



屋上で といっても

よその建物から丸見えなので、擬装します。



ターゲットはA4、距離 約12m。

カメラレンズのピント位置は約8mにセット。
無限から8mへは0.08mmレンズを繰り出せばいいので
レンズ回転角で60°(レンズマウントねじピッチ0.5mm)ほど反時計回りに。



240fpsは魅力なんですが、640x480では画像が荒すぎます。
FHD(1920x1080)60fpsは、ブレが大きいような? (ブレ補正が効いてない?)

今回の実験では1280x720 120fpsがいいみたいです。
BB弾が写っているフレームは21コマ 0.2秒弱くらいでした。

かなり良く写るものですね!





  

Posted by C.A.M. at 07:56Comments(0)ガンカメラ