我有什么选择来检测移动的小金属物体的位置？

这是气枪颗粒物收集器：

我以120 m / s = 390 fps的速度向其射击小金属颗粒（直径4.5mm = .177英寸）。

在检测X / Y进入目标位置时，我有哪些选择？

如果我只需要知道到中心的距离，这是否会使它更容易？（比分）

现在，我的颗粒是无铅的，但不是铁磁性的（它们不粘在磁铁上。）如果我要获得铁磁性的颗粒，我还有更多选择吗？可能会产生一些感应或电磁效应？

现在我可以想到：

1. 摄像机安装在三脚架上，可以比较连续的图片并检测目标纸上的差异。缺点：它将需要像样的计算能力（至少是Raspberry Pi），并且可能会错过通过前面的小球刻出的孔直接穿过的小球。它也不能很好地对抗黑带。

2. 两个激光或CCD扫描仪，例如重新使用的条形码扫描仪，沿着目标边缘彼此成90°角安装。缺点：在CCD的情况下，必须对光学器件进行调整；他们可能需要在另一侧使用白色参考背景；而且它们必须非常快，因为颗粒运动非常快。

还有其他想法吗？

我可以使用沿边缘安装的天线来检测某种电磁效应吗？如果产生电磁场怎么办？金属颗粒会以任何明显的方式与之相互作用吗？铁磁颗粒会这样做吗？

我可以使用两个彼此成90°安装的超声波测距仪吗？他们能检测出这么小的物体吗？

围绕目标外围的圆形线圈产生磁通量：-

磁通密度在中心处处于最小值（但不为零），并且当您接近线圈周长时，磁通密度会增加。

$\sqrt2$

显然，更大的药丸也会产生更大的频率偏差，因此需要针对.177 0r .22药丸进行不同的校准。

使用某种形式的频率检测器产生一个直流斑点（已解调），斑点的大小与线圈边缘的接近程度或成正比。不利的一面是，在卷材外部需要有一些东西来防止杂散的小球在套环内对齐。您想要一个大约几兆赫兹的体面的高频，以便探测器可以记录随着弹丸通过而变化的数十个周期。

每秒120米的直觉会告诉我，当线圈距线圈约50mm时，它将开始记录一些东西，因此，频率变化最大的最佳点距约为10mm。以120 m / s的速度，在8.333 ms内移动了1m，因此10mm的时间为83.33 us，因此也许可以接受地检测到83个1MHz的周期，但在10MHz时会更好。

这仅需要一个具有数百pF调谐的1匝环路。

这是可行的。

我曾经设计过用于寻找药丸生产中金属污染物的药物金属探测器。它使用1MHz频率，可以检测到直径仅为0.25mm的颗粒（铁和非铁，但不包括不锈钢）。它有一个约100mm x 35mm的方形线圈，因此它比目标线圈小一圈，但是如果您认为“检测水平”与质量成正比，而质量与立方距离成正比，则应该可以。

可以假定.177颗粒的直径为4.5mm，是0.25mm的球的18倍，因此其质量将大5,832倍，信号的粗略将是5,832倍。

您可以尝试在弹丸路径周围布置一组麦克风。

我曾经看到一个目标无人机，该无人机使用一系列麦克风来检测飞过它的子弹的未命中距离。在这种情况下，这些回合是超音速的，因此它们的声音比您的回合声音响亮和锐利，但是原理可能仍然有效。

要探索这个想法，您可以获取两个小型驻极体麦克风，对其进行正确偏置，然后使用数字存储示波器进行测试。如果您没有，则也可以将它们连接到计算机声卡（线路输入，以得到立体声）。将它们安装在相距30厘米的摇杆上，以最高的采样率进行录音，然后在各个位置向其上撒一些药丸。查看带有Audacity的WAV文件，看看是否1）有有用的冲动，以及2）到达时间差是否对应于镜头的不同路径。

330 m / s除以44 kHz是7.5 mm，因此，如果麦克风具有足够的带宽，我认为您有机会使用声卡检测位置。

如果您在声卡上看到良好​​的效果，那么下一步将是设计一个检测器电路，该电路可以合理准确地检测声脉冲，并在其输出上产生一个由低到高的简单过渡。它可以像高通滤波器，放大器和比较器一样简单。然后制作至少3个，更好的4个或5个，将麦克风布置在目标周围，然后将它们连接到Arduino，以进行计时。您只需要相对的时间，并且可能只有10 us的分辨率，因此Arduino是完美的。

然后，可能是一些数学运算（可能是在您的PC而非Arduino上）才能弄清楚小球在麦克风阵列中的位置。

一些小想法：当心步枪本身触发检测器的声音-也许是只记录第二组脉冲的软件门？检测器电路必须快速复位，并且不能长时间处于导通状态。同时，要小心你的检波电路不读响亮的声音早比较软-这将使范围计算不准确。除了使检测器更好地拾取峰值外，您还可以将麦克风分开放置，而不仅仅是在目标的角落。将麦克风保持在目标物的前方，以免硬纸板产生声音反射。

您可以使用紧密接触的“橡胶化”薄膜矩阵（类似于键盘）。根据所需的分辨率精度，可以使用10 x 10或100 x 100的线矩阵。通过电子扫描联系人，您将能够确定弹丸击中的位置。

您已经引用了最实用，最简单的解决方案，即照相机，但似乎您没有看到森林，却看不到树木：关键是，有各种各样的照相机，并且您在展示自己的经验时并未包括所需的种类：高速相机。一次按下该按钮，典型的相机会拍摄一张照片。较昂贵的相机可以配备自动绕线器（对于老式的基于FILM的相机，现在已经过时了），一旦胶卷前进到下一帧，绕线器将打开快门并进行另一次曝光。但是，不是基于胶卷的高速相机每秒可以拍摄几乎难以置信的照片数量，每秒可以拍摄20,000张照片，甚至更多。如果您负担得起，这是您的解决方案。它会，当然，需要与药丸枪上的TRIGGER进行电子同步，这表明药丸枪和摄像机都会自动启动。相机会在开枪前稍等一些时间开始拍摄照片，并仔细瞄准（我希望）是自动聚焦（或非常宽的视野），以跟踪从射弹离开枪管到射中的弹丸。目标。您所要做的就是回放并观看记录。而且，当前的弹丸是否穿过目标上的旧孔也没有关系。您会发现，无论发生什么情况。现在的坏消息是：尽管这是解决问题的最简单，最有效的解决方案，但它并没有变得便宜。只有您可以决定绝对确定这些轨迹对您来说有多少价值。我希望您需要的高速摄影机（a-la-Mythbusters）会花费数千美元来购买，并且短时间内需要数百美元的租金，前提是您可以找人给您租一个（FLUKE可以吗？相机？他们确实租用电子设备，或者至少是以前使用的）；但是，如果您有能力的话，这是解决问题的选择！