Benewake LiDAR TFmini (kompletný sprievodca): 5 krokov (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

Popis

Modul Benewake TFMINI Micro LIDAR má svoje jedinečné optické, štruktúrne a elektronické prevedenie. Tento výrobok má tri hlavné výhody: nízke náklady, malý objem a nízku spotrebu energie.

Vstavaný algoritmus prispôsobený vnútornému aj vonkajšiemu prostrediu môže zaručiť vynikajúci výkon pri nízkych nákladoch a v malom objeme, ktorý výrazne rozširuje aplikačné polia a scenáre systému LiDAR a vytvára pevný základ pre budúce „oči“v inteligentnom éra.

technické údaje

• Vstupné napätie: 5v
• Priemerný výkon: 0,12 W.
• Komunikačný protokol: UART (prenosová rýchlosť: 115200)
• Prevádzková teplota: -20 ℃ ~ 60 ℃
• FOV: 2,3 °

Rozmery

• Rozmery: 42 mm x 15 mm x 16 mm
• Hmotnosť: 6,1 g

Obmedzenia

Rozsah „slepého“0 cm-30 cm

Kde kúpiť

• RobotShop
• Amazon

Tento návod vyžaduje, aby ste sa zoznámili s nasledujúcim:

• Základná elektronika
• Ručné nástroje ako strihače drôtov a odizolovače
• Čítanie schém a schém zapojenia
• Programovanie v C/C ++ pre Arduino (voliteľné)
• Programovanie v Pythone pre Raspberry Pi (voliteľné)

Krok 1: Zhromažďovanie materiálu

Tento návod vás prevedie rôznymi spôsobmi nasadenia TFmini LiDAR pomocou počítača so systémom Windows a Raspberry Pi. Každá metóda má svoje požiadavky a môže sa líšiť podľa vašich potrieb.

** Benewake TFmini LiDAR budete potrebovať pre každý prípad (samozrejme) **

Pre implementáciu na báze PC:

• OS: Windows
• USB-TTL prevodník
• Prepojovacie vodiče

Pre implementáciu založenú na Raspberry Pi:

• Malinový koláč
• Prepojovacie vodiče
• LED diódy (voliteľné)
• Konvertor USB-TTL (voliteľný)
• Breadboard (voliteľné)
• Rezistor (medzi 100-1k Ohm) (voliteľný)

Krok 2: Implementácia na počítači pomocou aplikácie Benewake

1. Pripojte TFmini LiDAR k prevodníku USB-TTL pomocou prepojovacích (mužsko-ženských) vodičov podľa zobrazenej schémy

   • Červený vodič 5V
   • Čierny drôt GND
   • Bielo/modrý drôt Tx
   • Zelený drôt Rx
2. Pripojte USB-TTL k počítaču
3. Prejdite do Správcu zariadení (Win + X) a v časti Porty (COM a LPT) vyhľadajte položku „Prolific USB-to-Serial Comm Port“. Zaistite, aby systém Windows zariadenie rozpoznal
4. Prevezmite a rozbaľte súbor WINCC_TF.rar
5. Spustite WINCC_TFMini.exe z extrahovaných súborov
6. Vyberte zodpovedajúci port COM z rozbaľovacej ponuky v aplikácii Benewake pod nadpisom Sériový port
7. Kliknite na PRIPOJIŤ

Krok 3: Implementácia na počítači pomocou Pythonu (PySerial)

1. Pripojte TFmini LiDAR k počítaču pomocou prevodníka USB-TTL
2. Stiahnite a otvorte PC_Benewake_TFmini_LiDAR.py pomocou Python IDLE (uistite sa, že máte v počítači nainštalovaný PySerial a Python)
3. Upravte port COM v kóde tak, aby zodpovedal portu COM prevodníka USB-TTL vo vašom počítači (pozri obrázok)
4. Kliknite na kartu Spustiť
5. Kliknite na položku Spustiť modul

** Vysvetlenie kódu nájdete v kroku 5

Krok 4: Implementácia založená na Raspberry Pi

1. Pripojte TFmini LiDAR k RPi pomocou prevodníka USB-TTL alebo portu UART pomocou GPIO
2. Stiahnite a otvorte Pi_benewake_LiDAR.py pomocou Python IDLE
3. Ak používate prevodník USB-TTL s RPi, otvorte Arduino IDE. Kliknite na Nástroje -> Sériový port a podľa toho upravte kód. Ak používate port UART GPIO, napíšte /dev /ttyAMA0
4. Spustite kód

** Kód je možné použiť na vytlačenie vzdialenosti, ale pretože RPi nemá veľký výpočtový výkon, odporúča sa rozsvietiť LED diódu, ak je zaznamenaná vzdialenosť pod určitým rozsahom (schéma pre LED s RPi je pripojená)

Otázka: Prečo používať prevodník USB-TTL s RPi?

RPi má iba jeden port UART a niekedy je potrebné vložiť niekoľko modulov, ktoré vyžadujú komunikáciu UART. USB-TTL poskytuje ďalší port UART k RPi, čo nám dáva možnosť pripojiť k RPi viac ako jedno zariadenie UART (napríklad dva alebo viac TFmini LiDAR).

Krok 5: O kódexe

Kód je možné rozdeliť na tri časti:

• Nadväzuje sa spojenie
• Zapisovanie údajov
• Čítanie údajov

Nadväzovanie spojenia:

Po importovaní potrebných hlavičkových súborov nadviažeme spojenie s naším TFmini LiDAR uvedením jeho portu COM, prenosovej rýchlosti a časového limitu pripojenia.

ser = serial. Serial ('COM7', 115200, timeout = 1) #PC

ser = serial. Serial ('/dev/ttyUSB1', 115200, timeout = 1) #Raspberry Pi

Zapisovacie údaje:

Kód je možné rozdeliť na dve časti, na písanie a príjem. Na príjem údajov je potrebné, aby ste určitý príkaz preposlali TFmini LiDAR (súčasť inicializačného procesu). V tomto prípade som vybral 4257020000000106. Aj keď RPi beží na tej istej verzii Pythonu, ale dochádza k miernej zmene syntaxe, pretože RPi neakceptuje iné údaje ako binárne.

ser.write (0x42)

ser.write (0x57) ser.write (0x02) ser.write (0x00) ser.write (0x00) ser.write (0x00) ser.write (0x01) ser.write (0x06)

Údaje o čítaní:

Tabuľka poskytnutá v dátovom liste nám dáva „rozpis“9-bajtovej správy UART. Prvé dva bajty sú záhlavie rámca s hodnotou hex 0x59 (znak 'Y'). Dajú sa prečítať a použiť na identifikáciu začiatku správy UART.

if (('Y' == ser.read ()) and ('Y' == ser.read ())):

Po prečítaní rámca záhlavia je možné prečítať ďalšie dva bajty, ktoré nesú údaje o vzdialenosti. Údaje o vzdialenosti sú rozdelené do dvoch 8 -bitových paketov, Dist_L (Byte3) - Lower 8bits a Dist_H (Byte4) - Higher 8bits.

Dist_L = ser.read () #Byte3Dist_H = ser.read () #Byte4

Vynásobením Dist_H číslom 256 sa binárne údaje posunú o 8 doľava (ekvivalent "<< 8"). Teraz bolo možné jednoducho pridať údaje o nižšej 8-bitovej vzdialenosti, Dist_L, čo vedie k 16-bitovým údajom Dist_Total.

Dist_Total = (ord (Dist_H) * 256) + (ord (Dist_L))

Pretože máme so sebou hodnotu „dešifrovanej“vzdialenosti, nasledujúcich päť bajtov by sme mohli ignorovať. Načítané údaje nie sú nikde uložené.

pre i v rozsahu (0, 5): ser.read ()

** Na inom mieste môžete nájsť „oneskorenie“(time.sleep v Pythone) začlenené pred koniec cyklu z dôvodu, že TFmini LiDAR má pracovnú frekvenciu 100 Hz. Toto oneskorenie „oneskorenia programu“bude mať za následok aktualizáciu údajov po určitom oneskorení. Verím, že keďže už čakáme na nahromadenie údajov až na 9 bajtov, nemalo by dôjsť k ďalšiemu zdržaniu

#time.sleep (0,0005) #Oneskorenie je komentované

while (ser.in_waiting> = 9):