Informations sur la cible et rétroréflexion

Beaucoup de jeux FRC® ont un ruban rétroréfléchissant attaché aux éléments de terrain pour aider dans le traitement de vision. Ce document décrit les cibles utilisée en vision dans le jeu FRC 2016 et les propriétés visuelles du matériau dont sont consituées ces cibles.

Note

Pour les dimensions officielles et les dessins de tous les composants sur le terrain, veuillez consulter les Dessins Officiels du Terrain.

Cibles

Game manual picture of the 2016 game tower and it's retroreflective tape targets. Low brightness picture of the same tower with illuminated retroreflective tape.

Chaque cible de vision pour la saison 2016 consistait en un U de 1 “8 « de largeur et 1” de hauteur fabriqué avec un matériau rétroréfléchissant de 2 » de largeur (3M 8830 Silver Marking Film). Les cibles sont situées adjacentes au bas de chaque but. Lorsqu’elles sont correctement éclairées, les bandes rétroréfléchissantes produisent un marquage lumineux et/ou saturé de couleur.

Rétroréflectivité vs réflectivité

How light bounces off of retroreflective and reflective surfaces.

Les matériaux hautement réfléchissants sont généralement comme un miroir, de sorte que la lumière « rebondit » à un angle supplémentaire. Comme illustré ci-dessus à gauche, les angles bleu et rouge totalisent 180 degrés. Une explication similaire est que la lumière réfléchit sur la surface normale à la ligne verte tracée perpendiculairement à la surface. Notez qu’une lumière pointée vers la surface ne retournera à la source lumineuse que si l’angle bleu est de ~90 degrés.

Les matériaux rétroréfléchissants n’ont pas l’effet miroir, mais ils auront généralement soit des facettes brillantes sur la surface, soit un aspect perlé. Cependant, tous les matériaux à facettes ou ressemblant à des perles ne sont pas nécessairement rétroréfléchissants. Les matériaux rétroréfléchissants renvoient la majorité de la lumière à la source de lumière, et ils le font pour une large gamme d’angles entre la surface et la source de lumière, et non seulement les angles à 90 degrés. Les matériaux rétroréfléchissants accomplissent cela en utilisant de petits prismes, comme ceux trouvés sur un vélo ou un réflecteur en bordure de route, ou en utilisant de petites sphères avec l’indice de réfraction approprié qui accomplissent de multiples réflexions internes. Dans la nature, les yeux de certains animaux, y compris les chats domestiques, présentent également l’effet rétro-réfléchissant généralement appelé éclat nocturne. L’article Wikipedia sur les rétroréflecteurs va plus en détail sur la façon dont la rétro-réflexion est accomplie.

Exemples de rétroréflexion

Center line divider retroreflective markers on the road. A retroreflective work vest.

Ce matériau est relativement familier, car il est souvent utilisé pour améliorer la visibilité nocturne des panneaux de signalisation, des vélos et des piétons.

Initialement, la rétroréflexion peut ne pas sembler être une propriété utile pour la sécurité nocturne, mais lorsque la lumière et l’œil sont proches l’un de l’autre, comme illustré ci-dessus, la lumière réfléchie retourne vers l’œil et le matériau brille intensément, même à grande distance. En raison du petit angle entre les yeux du conducteur et les phares du véhicule, les matériaux rétroréfléchissants peuvent augmenter considérablement la visibilité des objets distants pendant la conduite de nuit.

Démonstration

Pour explorer davantage les propriétés des matériaux rétroréfléchissants:

  1. Placer un morceau du matériau sur un mur ou une surface verticale

  2. Tenez-vous à 10-20 pieds (3 -6 mètres) de distance et braquez une petite lampe de poche sur le matériau.

  3. Commencez par la lumière tenue au niveau de votre ceinture et levez-la lentement jusqu’à ce qu’elle soit au niveau de vos yeux. Lorsque la lumière se rapproche de vos yeux, l’intensité de la lumière renvoyée augmente rapidement.

  4. Modifiez l’angle en vous déplaçant vers d’autres endroits de la pièce et en répétant. La réflexion lumineuse doit se produire sur une large gamme d’angles de vision, mais l’angle entre la source lumineuse et l’œil est la clé du succès, et doit être assez petit.

Expérimentez avec différentes sources de lumière. Le matériau est des centaines de fois plus réfléchissant que la peinture blanche; les sources lumineuses faibles fonctionneront donc bien. Par exemple, un feu de sécurité de vélo rouge démontrera que la couleur de la source de lumière détermine la couleur de la lumière réfléchie. Si possible, placez plusieurs membres de l’équipe à différents endroits, chacun avec sa propre source de lumière. Cela montrera que les effets sont largement indépendants et que le matériau peut apparaître simultanément de différentes couleurs aux différents membres de l’équipe. Cela démontre également que le matériau est largement insensible à l’éclairage ambiant. La lumière renvoyée au membres de l’équipe est presque entièrement déterminée par une source lumineuse qu’ils contrôlent ou une située directement derrière eux. À l’aide de la lampe de poche, identifiez d’autres articles rétroréfléchissants déjà dans votre environnement: soit sur les vêtements, sacs à dos, chaussures, etc.

Éclairage

A green ring light around a camera.

Nous avons vu que le ruban rétroréfléchissant ne brille seulement si une source de lumière est dirigée vers lui, et que la source de lumière doit passer très près de l’objectif de la caméra ou des yeux de l’observateur. Bien qu’il existe un certain nombre de façons d’accomplir cela, une source de lumière à considérer est le flash annulaire, ou anneau lumineux, illustré ci-dessus. Il place la source de lumière directement autour de l’objectif de la caméra et fournit un éclairage très uniforme. En raison de leur intensité lumineuse et de leur petite taille, les LED sont particulièrement utiles pour construire ce type d’appareil.

Comme indiqué ci-dessus, des anneaux lumineux peu coûteux de LED sont disponibles dans une variété de couleurs et de tailles et sont faciles à attacher aux caméras. Certains peuvent même être alimenté par l’entremise d’un Raspberry Pi. Bien qu’ils ne soient pas conçus pour un éclairage diffus et uniforme, ils fonctionnent assez bien pour faire briller le ruban rétroréfléchissant. Un petit anneau LED vert est disponible via FIRST Choice. D’autres anneaux LED similaires sont disponibles auprès de fournisseurs, sous la rubrique SuperBrightLED.

Exemples d’images

Des exemples d’images sont fournies avec les exemples de code pour chaque langage de programmation (déjà inclus avec LabVIEW et pour Java et C++, dans un fichier ZIP).