آرایه رادار ثابت (LIDAR) با آردوینو: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

وقتی در حال ساختن یک ربات دوپا هستم ، همیشه به این فکر می کردم که یک ابزار جالب داشته باشم که بتواند رقیبم را ردیابی کند و با آن حرکت های تهاجمی انجام دهد. مجموعه ای از پروژه های راداری/لیدار در حال حاضر در اینجا وجود دارد. با این حال ، محدودیت هایی برای هدف من وجود دارد:

• ماژول های حسگر موج التراسونیک بسیار بزرگ هستند. هر ربات شبیه WALL-E خواهد بود.
• پروژه های راداری فعلی همه شامل یک سنسور (یا امواج مافوق صوت ، IR ، لیزر ، …) و یک سروو موتور در وسط است. اسکن محیط مستلزم این است که سروو به سمت دیگری حرکت کند. حرکت دادن چیزها به جلو و عقب باعث ایجاد تغییرات شتاب می شود که برای تعادل دوپا و راه رفتن بد است.
• فرکانس اسکن با سرعت سرو محدود می شود. احتمالاً فقط چندین هرتز می تواند به دست آید. حتی اگر فرکانس اسکن توسط برخی از سوپر سرووها افزایش یابد ، این امر باعث ارتعاش شدید می شود.
• آرایش [موتور سروو مرکزی - سنسور] همچنین موقعیت نصب و طراحی را محدود می کند. نصب چنین چیزی غیر از سر سخت است. که باعث می شود دوپا من هر بار شبیه یک تکان دهنده WALL-E به نظر برسد. باحال نبود!
• آرایش [سرو-سنسور] نیز می تواند به عنوان یک [سنسور موتور] طراحی شود. سنسور (یا حسگرها) به طور مداوم در امتداد محور موتور می چرخد. این ممکن است تکان های حرکت و مشکلات فرکانس پایین اسکن را از بین ببرد ، اما محدودیت طراحی تنه را حذف نمی کند. مشکل سیم کشی نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

پس از جستجو ، این سنسور کوچک VL53L0X از ST به چشمان من پاشید. با ادعای سنسور اندازه گیری زمان پرواز "کوچکترین جهان" ، ابعاد آن تنها 4.4 x 2.4 1.0 1.0 میلی متر است. دارای ویژگی

• بر روی تراشه اشعه لیزر IR و آشکارساز
• برد 2 متر (1.2 متر در حالت سریع)
• آدرس I2C قابل برنامه ریزی
• پین خروجی وقفه GPIO
• برای چشم ایمن است

همه این ویژگی های ویژه به من کمک می کند تا مشکلات بالا را برطرف کنم ، اگر آرایه ای از سنسورهای VL53L0X بتوانند کار کنند. در ابتدا ، من فکر می کردم این رادار رادار حالت جامد نامیده می شود ، اما متوجه شدم که این اصطلاح برای چیز دیگری استفاده می شود. بنابراین کلمه "ثابت" در عنوان به این معنی است که هیچ قطعه متحرکی در این ابزار راداری وجود ندارد. همچنین ، در حالی که LIDAR (تشخیص و محدوده نوری) اصطلاح فنی مناسب برای این تراشه است ، RADAR در اینجا به عنوان یک اصطلاح عام تر شناخته می شود.

دلیل اهمیت آدرس I2C قابل برنامه ریزی و پین خروجی GPIO برای این پروژه بعداً توضیح داده شده است.

مرحله 1: ابزارها و قطعات

ابزارها

ابزارهای زیر در این پروژه مورد نیاز است:

• آهن لحیم کاری
• لحیم کردن دست های کمکی
• ابزار جمع و جور Dupont
• راننده شش ضلعی 1.5 میلی متری
• ابزار حذف پوشش سیم
• سیم چین
• چسب حرارتی تفنگی
• موچین
• ذره بین (فیزیکی یا برنامه های موجود در تلفن شما)
• انبردست بینی تخت

قطعات

در این پروژه از قطعات زیر استفاده شده است:

• 10 برابر تخته شکست VL53L0X GY-530
• آردوینو (Uno ، Nano ، Mega ، Zero ، Mini ، … و غیره)
• یک تخته نان و چند سیم تخته نان
• سیم های AWG #26 با رنگ های مختلف
• سیم تک هسته ای AWG #30
• 5 برابر کانکتورهای مردانه Dupont
• 5 برابر محفظه Dupont تک پین
• 10 برابر نگهدارنده برد بریکت چاپ سه بعدی
• 1x قاب مدور چاپ سه بعدی
• 10 برابر پیچ سر تخت M2x10
• 10x 0804 LED (آبی دوباره توصیه می شود)
• 10 برابر SOS-23 AO3400 N-MOSFET کانال
• یک خازن کوچک (10 ~ 100uF)

تخته شکستن

برد بریکت VL53L0X که من استفاده کردم GY-530 است. همچنین نسخه Adafruit و نسخه Pololu موجود است. در صورت امکان ، توصیه می کنم از محصول Adafruit یا Pololu استفاده کنید زیرا آنها محصولات عالی ، آموزش های عالی و کتابخانه های نرم افزاری عالی را ایجاد می کنند. من روی کتابخانه VL53L0X Adafruit آزمایش کردم و از نسخه اصلاح شده کتابخانه VL53L0X Pololu استفاده کردم.

کانکتورهای Dupont

اتصالات dupont برای تخته نان استفاده می شود. شما می توانید از هر نوع اتصال دیگری که در دست دارید استفاده کنید.

پیچ و قطعات چاپ سه بعدی

پیچ ها ، نگهدارنده ها و قاب دایره ای M2 برای قرار دادن سنسورها در آرایش دایره ای استفاده می شود. شما می توانید از هر روش دیگری مانند استفاده از تخته های کارت ، چوب های مدل ، خاک رس یا حتی چسب داغ روی قوطی استفاده کنید.

مرحله 2: هک برد Breadout

مخفف تشخیص

من از یک ماژول واحد برای ترسیم مخروط تشخیص استفاده کردم. استفاده از ربات چاپ سه بعدی به عنوان هدف فاصله روی صفحه نمایش LED نشان داده شده و تقریباً اندازه گیری می شود. داده های اندازه گیری شده در یک فایل مایکروسافت اکسل ثبت شده و از تابع برازش منحنی استفاده می شود. بهترین تناسب منحنی لگاریتم طبیعی با فاصله موثر از 3 سانتی متر تا تقریبا 100 سانتی متر است.

در 60 سانتی متر ، منحنی تشخیص برای یک سنسور تنها 22 سانتی متر است. با هدف عرض 20 سانتی متر ، جداسازی دایره ای 10 ~ 15 درجه برای آرایه رادار باید وضوح اسکن قابل قبولی را ارائه دهد.

آدرس I2C

در حالی که آدرس دستگاه VL53L0X I2C قابل برنامه ریزی است ، کنترل کامل پین XSHUT توسط میکروکنترلر مورد نیاز است. ترتیب انجام این کار به شرح زیر است:

1. قدرت به AVDD اعمال می شود.
2. همه تراشه های VL53L0X با هدایت همه پین های XSHUT به حالت LOW به حالت Hw Standby (reset) می رسند.
3. هر تراشه یک به یک از حالت بازنشانی خارج می شود. آدرس پیش فرض I2C پس از راه اندازی 0x52 است.
4. آدرس تراشه از طریق دستور I2C به آدرس جدید تغییر می کند. به عنوان مثال ، 0x52 به 0x53 تغییر کرد.
5. مرحله 3 و 4 را برای همه تراشه ها تکرار کنید.

از نظر تئوری ، حداکثر 126 واحد را می توان در یک اتوبوس برای محدوده آدرس 7 بیتی حرکت کرد. با این حال ، در عمل ، ظرفیت باس و محدودیت جریان غرق کننده میکروکنترلر ممکن است/باید حداکثر تعداد دستگاه را محدود کند.

آدرس جدید I2C در تراشه VL53L0X در برابر قطع یا بازنشانی ذخیره نمی شود. بنابراین این فرایند باید یکبار در هر بار افزایش قدرت انجام شود. این بدان معناست که برای هر واحد در مجموعه رادار یک پین گرانبها مورد نیاز است. این برای سیم کشی و مصرف پین بسیار دوستانه است ، برای کمربند راداری با 10+ یا 20+ واحد.

همانطور که در STEP1 ذکر شد ، خوشبختانه یک پین GPIO1 روی تراشه VL53L0X وجود دارد که در اصل برای وقفه استفاده می شد و می تواند کار را انجام دهد.

زنجیره دیزی GPIO-XSHUTN

خروجی GPIO هنگام بوت شدن در حالت امپدانس بالا قرار دارد و در صورت فعال بودن تخلیه باز تا کم است. پین های GPIO و XSHUT بر اساس برد توصیه شده در برگه شکست GY-530 تا AVDD بالا کشیده می شوند. برای قرار دادن همه تراشه های VL53L0X در حالت Hw Standby (رانندگی با XSHUT کم) ، ما برای هر پین XSHUT به یک دروازه منطقی NOT (اینورتر) نیاز داریم. سپس خروجی GPIO یک تراشه (تراشه Nth) را به XSHUTN (XSHUT-NOT) تراشه پایین دست (تراشه N+1) متصل می کنیم.

با روشن شدن ، همه پین های GPIO (غیرفعال) بالا کشیده می شوند ، همه پین های بعدی XSHUT توسط دروازه NOT پایین می روند (به جز تراشه مشتی که پین XSHUTN آن به میکرو کنترلر متصل است). تغییر آدرس I2C و انتشار XSHUT تراشه پایین دست در نرم افزار ، یکی یکی انجام می شود.

اگر از تخته های برک آوت متفاوتی استفاده می کنید ، باید مطمئن شوید که مقاومت های کششی در جای خود قرار دارند یا خیر و تنظیمات مناسب را انجام دهید.

افزودن LED

در مرحله بعدی ، یک LED کوچک 0805 SMD به برد بازشو اضافه می شود که از پد XSHUT به پایانه GND خازن مجاور متصل می شود. اگرچه خود LED بر عملکرد ماژول تأثیر نمی گذارد ، اما در سطح منطقی XSHUT نشان بصری خوبی به ما می دهد.

اتصال LED به صورت سری با مقاومت کششی (در مورد من 10k) در پین XSHUT باعث افت ولتاژ می شود. به جای سطح منطقی بالا 3.3 ولت ، افت ولتاژ رو به جلو برای چراغ قرمز 0805 1.6 ولت اندازه گیری می شود. اگرچه این ولتاژ در صفحه داده از سطح منطقی بالا (1.12 ولت) بیشتر است ، LED آبی برای این هک بهتر است. افت ولتاژ رو به جلو برای LED آبی در حدود 2.4 ولت اندازه گیری می شود که با خیال راحت بالاتر از سطح منطقی تراشه است.

افزودن اینورتر N-MOS (منطق NOT Gate)

یک ماسفت کوچک SOT-23 N-channel روی LED ای که اضافه کرده ایم روی هم چیده می شود. دو پایانه (D ، S) باید روی برد شکستن لحیم شوند و پایانه باقی مانده (G) با استفاده از سیم شماره 26 به پین GPIO بالادست متصل می شود.

نکاتی در مورد افزودن قطعات SMD

لحیم کاری اجزای SMD بر روی صفحه بریکت که برای آن طراحی نشده است ، کار آسانی نیست. اگر هنوز نام 0805 ، SMD ، SOT-23 را نشنیده اید ، احتمالاً این قطعات کوچک را قبلاً لحیم نکرده اید. هنگام دست زدن به این اجزای کوچک با دست ، بسیار متداول است که:

• این چیز کوچک فقط کنار گذاشته شد و برای همیشه ناپدید شد ،
• پد های ریز روی چیز کوچکی که جدا شد.
• پاهای ریز روی چیز کوچیک تازه شکست.
• قلع لحیم کاری فقط به صورت یک حبه جمع شده و قابل جدا شدن نیست.
• و بیشتر…

اگر هنوز می خواهید این رادار را بسازید ، می توانید:

• قطعات را به بسته بزرگتر مانند سبک DIP تغییر دهید.
• برای تمرین و مصرف اجزای بیشتری از حداقل مورد نیاز دریافت کنید.

مرحله 3: لحیم LED 0805

لحیم کاری LED SMD 0805

لحیم کاری LED 0805 با دست ، روی برد برک آوت که برای SMD طراحی نشده است ، کار آسانی نیست. مراحل زیر توصیه من برای لحیم کاری LED است.

1. از دست یاور برای نگه داشتن تخته شکست خود استفاده کنید.
2. مقداری خمیر لحیم کاری روی لبه خازن SMD و پد "XSHUT" قرار دهید.
3. از لحیم کاری برای قرار دادن لحیم اضافی در لبه خازن استفاده کنید.
4. مقداری خمیر لحیم کاری در دو انتهای LED 0805 قرار دهید.
5. از آهن لحیم کاری برای مقداری قلع در دو سر LED 0805 استفاده کنید.
6. برای قرار دادن LED همانطور که در عکس نشان داده شده است از موچین استفاده کنید. انتهای کاتد معمولاً دارای یک خط مشخص است. در مثال من ، یک خط سبز در انتهای کاتد وجود دارد. انتهای کاتد را در انتهای خازن قرار دهید.
7. با استفاده از موچین فشار نوری به LED به طرف خازن وارد کنید و LED را به انتهای خازن بچسبانید و همزمان گرما را به انتهای خازن اضافه کنید. به سختی LED را فشار ندهید. پوشش آن ممکن است تحت گرما و فشار زیاد شکسته شود. پس از لحیم کاری ، فشار ملایم را به جانبی LED اضافه کنید تا آزمایش کنید که آیا LED در جای خود لحیم شده است یا خیر.
8. اکنون LED را در پد شیب XSHUT لحیم کنید. این مرحله باید آسان تر باشد.

توجه: انتهای خازن که در تصویر نشان داده شده است ، ترمینال زمینی روی این برد شکست است. و پد شیب XSHUT توسط یک مقاومت کشیده می شود.

تست LED

هنگامی که برق (مثلاً 5 ولت) را به کار می برید ، LED روشن می شود و به برد برک آوت متصل می شوید.

مرحله 4: لحیم NOS-MOSFET

لحیم کاری AO3400 N-Channel MOSFET

این ماسفت در بسته SOT-23 قرار دارد. ما باید آن را روی LED قرار دهیم و سیم را نیز اضافه کنیم:

1. مقداری خمیر لحیم کاری و قلع را در هر سه پایانه قرار دهید.
2. از موچین برای قرار دادن MOSFET در بالای LED 0805 استفاده کنید. ترمینال S باید بالای خازن را لمس کند
3. ترمینال S را با انتهای خازن لحیم کنید ، همانطور که در عکس نشان داده شده است.
4. یک قطعه کوچک سیم تک هسته ای AWG #30 را بریده و روکش را در حدود 1 سانتی متر بردارید.
5. از آهن لحیم کاری برای ذوب لحیم کاری در سوراخ XSHUT از پایین استفاده کنید و سیم شماره 30 را از بالا وارد کنید ، همانطور که در عکس نشان داده شده است.
6. انتهای بالای سیم را به پایانه MOSFET D لحیم کنید.
7. سیم اضافی را قطع کنید.

توجه: ترمینال MOSFET S مطابق تصویر به انتهای خازن متصل است. این پایان ترمینال زمینی است. پایانه MOSFET D به پین اصلی XSHUT متصل است.

ترمینال G در حال حاضر متصل نیست. موقعیت آن درست بالای برخی از مقاومت های کششی است. اطمینان حاصل کنید که بین آنها فاصله (N-MOS و مقاومت) وجود داشته باشد و با یکدیگر تماس نداشته باشد.

مرحله 5: سیم کشی سنسور آرایه

سیم کشی اتوبوس معمولی

اتوبوس معمولی شامل موارد زیر است:

• قدرت Vcc قرمز در عکس. من از آردوینو نانو با منطق 5 ولت استفاده می کنم. صفحه شکست دارای LDO و تغییر دهنده سطح است. بنابراین استفاده از 5v به عنوان Vin ایمن است.
• زمین مشکی در عکس
• SDA سبز در عکس
• SCL زرد در عکس.

این چهار خط خطوط مشترک هستند. طول مناسب سیم ها را بچسبانید و آنها را به طور موازی روی همه ماژول های حسگر لحیم کنید. من از آردوینو تا اولین سنسور 20 سانتی متر و بعد از آن هر کدام 5 سانتی متر استفاده کردم.

سیم کشی XSHUTN و GPIO

سیم سفید 20 سانتی متری از پین کنترل آردوینو ، تا پین XSHUTN اولین سنسور است. این خط کنترل مورد نیاز برای خارج کردن اولین تراشه VL53L0X از تنظیم مجدد و تغییر آدرس I2C است.

سیم سفید 5 سانتی متری بین هر ماژول خط کنترل زنجیره دیزی است. تراشه بالادست (به عنوان مثال ، تراشه شماره 3) GPIO ، به پایین دست (به عنوان مثال ، تراشه شماره 4) XSHUTN (پایانه N-Channel MOSFET G) متصل است.

مراقب باشید که ترمینال G با مقاومت زیر تماس نگیرد. می توانید یک نوار عایق به شکاف اضافه کنید. پوشش محافظتی که معمولاً با تراشه VL53L0X ارائه می شود می تواند در اینجا مورد استفاده قرار گیرد.

برای چسباندن سیم کنترل از تفنگ حرارتی استفاده کنید.

چسب گرم

همانطور که در عکس می بینید ، یک قطره چسب حرارتی روی سیم کنترل سفید ، نزدیک ترمینال N-MOS G وجود دارد. این مرحله بسیار مهم و کاملاً ضروری است. لحیم کاری شناور مستقیماً به پای SMD بسیار ضعیف است. حتی یک فشار کوچک روی سیم ممکن است ساق پا را بشکند. این مرحله را به آرامی انجام دهید.

تست LED

هنگامی که برق (مثلاً 3.3v-5v) و زمین را به آرایه سنسور اعمال می کنید ، LED روی اولین ماژول باید با سطح منطقی سیم XSHUTN پاسخ دهد. اگر XSHUTN را به منطق بالا وصل کنید (مثال 3.3v-5v) ، LED باید خاموش باشد. اگر سیم XSHUTN را به پایین (زمین) وصل کنید ، LED روی اولین ماژول باید روشن باشد.

برای همه ماژول های بعدی ، LED باید خاموش باشد.

این آزمایش قبل از اتصال به آردوینو انجام می شود.

مرحله 6: تکمیل آرایه سنسور

تست زنجیره دیزی

اکنون می خواهیم آزمایش کنیم که آیا تغییر آدرس I2C برای همه سنسورهای آرایه کار می کند یا خیر. همانطور که گفته شد اولین تراشه توسط آردوینو کنترل می شود. تراشه دوم توسط تراشه اول و غیره کنترل می شود.

1. تخته نان را تنظیم کنید. 5V و راه آهن زمینی مستقیماً از adriano 5V و زمین متصل می شوند. میزان مصرف فعلی برای هر سنسور در برگه داده 19ma است.
2. یک خازن روی ریل قدرت اضافه کنید تا به تثبیت Vin کمک کند.
3. Vin و Ground را از آرایه سنسور به ریل قدرت متصل کنید.
4. SDA را به arduino Nano pin A4 وصل کنید (ممکن است برای سایر میکروکنترلرها متفاوت باشد).
5. SCL را به arduino Nano pin A5 وصل کنید (ممکن است برای سایر میکروکنترلرها متفاوت باشد).
6. سیم XSHUTN را به arduino Nano pin D2 وصل کنید. (این را می توان در طرح تغییر داد).
7. به github https://github.com/FuzzyNoodle/Fuzzy-Radar بروید و کتابخانه را بارگیری کنید.
8. مثال "Daisy_Chain_Testing" را باز کرده و طرح را بارگذاری کنید.

اگر همه چیز کار می کند ، باید LED های وضعیت را یکی پس از دیگری مشاهده کنید ، مشابه ویدیو کلیپ بالا.

همچنین می توانید پنجره سریال را باز کرده و پیشرفت اولیه را مشاهده کنید. خروجی به صورت زیر ظاهر می شود:

باز کردن بندر باز کردن طرح شروع. تراشه 0 را در حالت بازنشانی قرار دهید. همه LED های وضعیت باید خاموش باشند. حالا سنسورها را پیکربندی کنید. LED باید یکی یکی روشن شود. پیکربندی تراشه 0 - تنظیم مجدد آدرس I2C به 83 - مقداردهی اولیه سنسور. پیکربندی تراشه 1 - بازنشانی آدرس I2C به 84 - مقداردهی اولیه سنسور. پیکربندی تراشه 2 - آدرس I2C را به 85 بازگردانید - سنسور را اولیه کنید. پیکربندی آرایه رادار تکمیل شد.

نگهدارنده و قاب را مونتاژ کنید

1. با استفاده از پیچ M2x10 هر ماژول GY-530 را با دقت روی نگهدارنده قرار دهید. MOSFET را فشار ندهید یا سیم های XSHUTN را نکشید.
2. هر نگهدارنده را در قاب دایره ای قرار دهید. برای چسباندن قطعات از مقداری چسب حرارتی استفاده کنید.

مجدداً از پیچ ، نگهدارنده و قاب دایره ای M2 برای قرار دادن سنسورها در آرایش دایره ای استفاده می شود. شما می توانید از هر روش دیگری مانند استفاده از تخته های کارت ، چوب های مدل ، خاک رس یا حتی چسب داغ روی قوطی استفاده کنید.

فایلهای چاپ سه بعدی که استفاده کردم در زیر ارائه شده است. قاب دایره ای دارای 9 ماژول است که هر کدام 10 درجه از یکدیگر جدا شده اند. اگر چشم تیز دارید ، 10 عکس در عکسهای قبلی وجود داشت. دلیل؟ در زیر توضیح داده شده…

خط محافظ را بردارید

اگر مراحل را از ابتدا دنبال کرده اید ، اکنون زمان مناسبی است که آستر محافظ را روی تراشه VL53L0X بردارید. در عکس های قبلی من ، آنها قبلاً حذف شده اند ، زیرا قبل از ارسال این دستورالعمل ها ، باید ماژول ها را آزمایش کرده و مطمئن شوم که مفهوم کار می کند.

در مورد آستر محافظ ، برگه داده می گوید: "باید قبل از نصب شیشه رویه توسط مشتری برداشته شود". دو سوراخ کوچک (ساطع کننده و گیرنده) در تراشه VL53L0X در برابر آلودگی مانند گرد و غبار ، چربی ، چسب حرارتی و غیره آسیب پذیر هستند.

پس از آلوده شدن ، محدوده ممکن است کاهش یابد ، و قرائت ها ممکن است به میزان مشخصی خاموش شوند. یکی از ماژول های آزمایشی من به طور تصادفی توسط خاک چسب آلوده می شود ، دامنه آن به 40 سانتی متر کاهش می یابد و فاصله خوانی به اشتباه 50 افزایش می یابد. خیلی مراقب باش!

مرحله 7: به دست آوردن داده ها

با استفاده از مثال Raw_Data_Serial_Output

اکنون ما واقعاً دوست داریم داده های آرایه سنسور خود را ببینیم. در کتابخانه آردوینو در GitHub:

https://github.com/FuzzyNoodle/Fuzzy-Radar

مثالی به نام Raw_Data_Serial_Output وجود دارد. این مثال خروجی داده خام از آرایه سنسور را نشان می دهد. مقادیر خروجی بر حسب میلی متر است.

پس از راه اندازی اولیه سنسورها ، وقتی دست خود را از طریق سنسورها تکان می دهید ، چیزی شبیه به این را در پنجره سریال مشاهده کنید:

برای نمایش زنده به ویدیو کلیپ مراجعه کنید.

با استفاده از مثال خروجی Fuzzy_Radar_Serial_Output

مرحله بعدی بدست آوردن داده های مفید از این قرائت های فاصله است. آنچه ما از RADAR می خواهیم فاصله و زاویه هدف است.

• فاصله بر حسب سطح حسگر بر حسب میلی متر است. بازگشت 0 به این معنی است که هدف خارج از محدوده است.
• زاویه در درجه است ، در سطح افقی. در حال حاضر انتظار می رود که سنسورها به طور مساوی فاصله داشته باشند. بازگشت 0 درجه به این معنی است که هدف در موقعیت مرکزی آرایه قرار دارد.

برخی از الگوریتم های فیلترینگ در کتابخانه اعمال می شوند:

• حذف نویز:

  • خواندن های کوتاه (از نظر تعداد نمونه) نویز محسوب می شوند و حذف می شوند.
  • قرائت هایی که با مقدار متوسط فاصله دارند حذف می شوند.

• محاسبه زاویه وزن (تصویر بالا را ببینید)

  • فرض می شود که شی هدف یک سطح صاف است
  • اگر چندین سنسور شی را به طور همزمان تشخیص داده باشند ، برای هر سنسور وزن محاسبه می شود.
  • وزن هر سنسور با فاصله آن رابطه معکوس دارد.
  • فرشته نتیجه از زاویه وزنی هر سنسور محاسبه می شود.

• انتخاب هدف اصلی:

  • اگر بیش از یک گروه خوانش وجود داشته باشد ، گسترده ترین گروه (با تعداد خوانش سنسور بیشتر) باقی می ماند.
  • به عنوان مثال ، اگر دو دست را در مقابل آرایه سنسور قرار دهید ، دستی که توسط سنسورهای بیشتری تشخیص داده می شود ، باقی می ماند.

• نزدیکترین انتخاب هدف:

  • اگر بیش از یک گروه شناسایی شده با عرض یکسان وجود داشته باشد ، گروه در نزدیکترین فاصله باقی می ماند.
  • به عنوان مثال ، اگر دو دست را جلوی آرایه سنسور قرار دهید و دو گروه شناسایی شده تعداد سنسورهای یکسانی داشته باشند ، گروه نزدیکتر به سنسور باقی می ماند.

فاصله و زاویه خروجی از طریق فیلتر کم گذر هموار می شود

در خروجی Raw_Data_Serial_Output ، خواندن فاصله های خام به مقدار فاصله و زاویه تبدیل می شود. هنگامی که طرح را بارگذاری کردید ، می توانید پنجره سریال را باز کنید تا نتیجه ای مشابه این را ببینید:

هیچ شی شناسایی نشده است. هیچ شی شناسایی نشده است.هیچ شی تشخیص داده نشد فاصله = 0056 زاویه = 017 فاصله = 0066 زاویه = 014 فاصله = 0077 زاویه = 011 فاصله = 0083 زاویه = 010 فاصله = 0081 زاویه = 004 فاصله = 0082 زاویه = 000 فاصله = 0092 زاویه = 002 فاصله = 0097 زاویه = 001 فاصله = 0096 زاویه = 001 فاصله = 0099 زاویه = 000 فاصله = 0101 زاویه = -002 فاصله = 0092 زاویه = -004 فاصله = 0095 زاویه = -007 فاصله = 0101 زاویه = -008 فاصله = 0112 زاویه = -014 فاصله = 0118 زاویه = -017 فاصله = 0122 زاویه = -019 فاصله = 0125 زاویه = -019 فاصله = 0126 زاویه = -020 فاصله = 0125 زاویه = -022 فاصله = 0124 زاویه = -024 فاصله = 0133 زاویه = -027 فاصله = 0138 زاویه = - 031 فاصله = 0140 زاویه = -033 فاصله = 0136 زاویه = -033 فاصله = 0125 زاویه = -037 فاصله = 0120 زاویه = -038 فاصله = 0141 زاویه = -039 هیچ شیئی تشخیص داده نشد. هیچ شی تشخیص داده نشد هیچ شی تشخیص داده نشد

بنابراین ، اکنون یک RADAR (LIDAR) دارید:

• کوچکتر از ماژول های حسگر اولتراسونیک
• بدون قطعات متحرک
• اسکن در 40 هرتز
• مانند یک کمربند ، می تواند بر روی یک قاب دایره ای نصب شود
• فقط از سه سیم کنترل به علاوه برق و زمین استفاده کنید.
• دامنه آن از 30 میلی متر تا حدود 1000 میلی متر است.

در مراحل زیر ، ما تظاهرات جالبی را به شما نشان می دهیم!

مرحله 8: ردیاب لیزری (نمایشی)

این یکی از نمونه های استفاده از رادار ثابت است که از مراحل قبلی ساخته ایم. این مرحله با جزئیات نوشته نشده است ، زیرا این نشان دهنده رادار است. به طور کلی ، برای ساخت این پروژه نمایشی به موارد اضافی نیاز دارید:

• دو سرو
• سر ساطع کننده قلم لیزری
• MOSFET یا NPN Transistor برای کنترل خروجی سر لیزر
• منبع تغذیه سروها باید از میکرو کنترلر جدا شود.

کد را می توانید از اینجا بارگیری کنید.

لطفاً فیلم ارائه شده را مشاهده کنید.

مرحله 9: خیره شدن به پوپیه ها (تظاهرات)

نمایش استفاده از رادار برای ردیابی مکان و فاصله شی.