Гольф – это спорт, который требует точности, анализа и тренировки. Для того чтобы улучшать свою игру, профессионалы и любители часто используют специальные устройства, называемые лаунч-мониторами. Они позволяют измерять параметры удара мяча, такие как скорость, угол запуска и вращение. Однако большинство коммерческих решений отличаются высокой стоимостью, что делает их недоступными большинству игроков. Проект PiTrac предлагает бесплатную альтернативу — самодельный лаунч-монитор на базе популярной одноплатной платы Raspberry Pi и доступной камерной аппаратуры.
PiTrac представляет собой инновационное устройство, разработанное для определения ключевых параметров полета мяча с использованием низкозатратных компонентов и современных технологий обработки изображений. Основной задачей создателей было сделать систему максимально доступной и открытой для самостоятельного повторения новичками и энтузиастами гольфа и электроники. При этом проект также выступает в роли образовательной платформы, помогая изучить новые аппаратные решения, библиотеки и методы анализа данных. Ключевым элементом системы является камера с глобальной затворной матрицей (Global Shutter), которая обеспечивает высокую точность и чёткость съемки быстро движущихся объектов. С применением инфракрасного освещения и стробоскопических техник захвата изображений, PiTrac способен эффективно фиксировать движение мяча с частотой, достигающей трех тысяч кадров в секунду по фактическим показаниям, имитируя возможности значительно более дорогих камер.
Это позволяет без ущерба точности измерять скорость шара и его поведение в воздухе. Сердцем устройства выступает одноплатный компьютер Raspberry Pi, который обеспечивает обработку видеоинформации и управление всем комплексом. Текущее решение использует две камеры и два Raspberry Pi, но разработчики планируют перейти на Raspberry Pi 5, что позволит экономить на стоимости и упрощать конструкцию, используя одно устройство для управления обеими камерами. Таким образом, стоимость всей системы стремится к отметке $300, что существенно снижает порог вхождения для энтузиастов по сравнению с коммерческими аналогами, стоимость которых превышает несколько тысяч долларов. Программная часть PiTrac написана преимущественно на C++, что позволяет добиться высокой производительности и структурированного, легко поддерживаемого кода.
Используется множество современных библиотек и технологий, таких как OpenCV для обработки и фильтрации изображений, ActiveMQ и JMS для организации обмена данными между компонентами системы и симуляторами гольфа, а также Libcamera для работы с камерой на Raspberry Pi. Благодаря открытой архитектуре и подробной документации, проект привлекает разработчиков, желающих внести свой вклад или использовать PiTrac в собственных симуляторах и тренажерах. Система способна автоматически распознавать, выполнен ли удар левшей или правшей, что позволяет корректно обрабатывать данные и обеспечивать универсальность. Интерфейс организован в виде отдельного веб-приложения, где пользователь может быстро видеть параметры последнего удара и анализировать результаты. Поддержка популярных симуляторов, таких как GsPro и E6, дает возможность интегрировать PiTrac в существующие экосистемы, повышая удобство и функциональность.
Особенностью проекта является стремление к доступности и открытости. Весь исходный код и документация размещены публично на GitHub, что позволяет любому желающему изучить устройство, собрать подобное или модифицировать существующую систему. Сообщество проекта активно развивается, есть Discord-сервер для обмена опытом и помощи новичкам. Создатели поощряют поддержку проекта финансово, а также через поставку комплектующих из списков желаемых товаров. Одной из главных инноваций стала реализация режима захвата изображения с помощью инфракрасной подсветки и стробоскопа, что практически исключает необходимость в дорогом оборудовании с высокой частотой кадров или светочувствительностью.
Такой подход значительно снижает стоимость устройства и открывает возможности широкому кругу пользователей. За время существования проект прошел через значительные этапы развития. От прототипов до более стабильных версий с улучшенными корпусами и оптимизированным программным обеспечением. Создатели активно ведут дневники разработок, делятся достижениями и проблемами, а также проведенными экспериментами. Среди будущих задач – совершенствование обработки данных, повышение устойчивости к внешним условиям и интеграция с новыми моделями оборудования.
Особенно интересным направлением является использование методов искусственного интеллекта и машинного обучения для повышения точности и надежности анализа полета мяча при помощи нейронных сетей и моделей глубокого обучения. Поиск и сбор соответствующих данных для тренировок являются одной из текущих задач, при этом уже рассматриваются возможности на базе технологий Yolo V8 для распознавания объектов и анализа видео. PiTrac открывает новые горизонты в мире прикладных технологий гольфа, давая возможность любителям и тренерам получить данные, ранее доступные только владельцам дорогостоящего профессионального оборудования. Самостоятельная сборка и настройка становится реальностью благодаря подробным инструкциям, поддержке сообщества и использованию широко распространенной техники. Подводя итог, PiTrac – это уникальный проект, который объединяет низкую стоимость, открытый исходный код и современные технологические решения для создания эффективного лаунч-монитора.
В условиях растущей популярности гольф-симуляторов и тренажеров, такая разработка способна изменить подход к тренировкам, сделав профессиональный анализ удара доступным каждому. В перспективе развитие проекта будет только расширять его функциональность и пользовательскую базу, что положительно скажется на всей гольф-отрасли и сообществе любителей спорта.
