Benewake LiDAR TFmini (kompletní průvodce): 5 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Popis

Modul Benewake TFMINI Micro LIDAR má svůj jedinečný optický, strukturální a elektronický design. Tento produkt má tři hlavní výhody: nízké náklady, malý objem a nízkou spotřebu energie.

Vestavěný algoritmus přizpůsobený vnitřnímu i venkovnímu prostředí může zaručit vynikající výkon při nízkých nákladech a v malém objemu, což výrazně rozšiřuje aplikační pole a scénáře LiDAR a vytváří pevný základ pro budoucí „oči“chytrých éra.

Specifikace

• Vstupní napětí: 5v
• Průměrný výkon: 0,12 W.
• Komunikační protokol: UART (přenosová rychlost: 115200)
• Provozní teplota: -20 ℃ ~ 60 ℃
• FOV: 2,3 °

Rozměry

• Velikost: 42 mm x 15 mm x 16 mm
• Hmotnost: 6,1 g

Omezení

Rozsah „slepý“0 cm-30 cm

Kde koupit

• RobotShop
• Amazonka

Tento pokyn vyžaduje, abyste se seznámili s následujícími:

• Základní elektronika
• Ruční nářadí jako nůžky na drát a odizolovače
• Čtení schémat a schémat připojení
• Programování C/C ++ pro Arduino (volitelně)
• Programování Pythonu pro Raspberry Pi (volitelně)

Krok 1: Shromažďování materiálu

Tento návod vás provede různými způsoby nasazení TFmini LiDAR pomocí počítače se systémem Windows a Raspberry Pi. Každá metoda má své požadavky a může se lišit podle vašich potřeb.

** Budete potřebovat Benewake TFmini LiDAR pro každý případ (samozřejmě) **

Pro implementaci na PC:

• OS: Windows
• Převodník USB-TTL
• Propojovací dráty

Pro implementaci založenou na Raspberry Pi:

• Raspberry Pi
• Propojovací dráty
• LED diody (volitelně)
• Převodník USB-TTL (volitelně)
• Breadboard (volitelně)
• Rezistor (mezi 100-1k Ohm) (volitelně)

Krok 2: Implementace na PC pomocí aplikace Benewake

1. Připojte TFmini LiDAR k převodníku USB-TTL pomocí propojovacích vodičů (samec-samice) podle zobrazeného schématu

   • Červený vodič 5V
   • Černý drát GND
   • Bílý/modrý drát Tx
   • Zelený drát Rx
2. Plug-in USB-TTL k vašemu počítači
3. Přejděte do Správce zařízení (Win + X) a v části Porty (COM a LPT) vyhledejte „Prolific USB-to-Serial Comm Port“. Ujistěte se, že systém Windows zařízení rozpozná
4. Stáhněte a rozbalte soubor WINCC_TF.rar
5. Spusťte WINCC_TFMini.exe z extrahovaných souborů
6. Vyberte odpovídající COM port z rozevírací nabídky v aplikaci Benewake pod nadpisem Sériový port
7. Klikněte na PŘIPOJIT

Krok 3: Implementace na PC pomocí Pythonu (PySerial)

1. Připojte TFmini LiDAR k počítači pomocí převaděče USB-TTL
2. Stáhněte a otevřete PC_Benewake_TFmini_LiDAR.py pomocí Python IDLE (ujistěte se, že máte v počítači nainstalován PySerial a Python)
3. Upravte port COM v kódu tak, aby odpovídal portu COM převodníku USB-TTL na vašem počítači (viz obrázek)
4. Klikněte na kartu Spustit
5. Klikněte na Spustit modul

** Vysvětlení kódu najdete v kroku 5

Krok 4: Implementace založená na Raspberry Pi

1. Připojte TFmini LiDAR k RPi pomocí převodníku USB-TTL nebo portu UART pomocí GPIO
2. Stáhněte a otevřete Pi_benewake_LiDAR.py pomocí Python IDLE
3. Pokud používáte převodník USB-TTL s RPi, otevřete Arduino IDE. Klikněte na Nástroje -> Sériový port a podle toho upravte kód. Pokud používáte port UART GPIO, napište /dev /ttyAMA0
4. Spusťte kód

** Kód lze použít k tisku vzdálenosti, ale protože RPi nemá velký výpočetní výkon, doporučuje se rozsvítit LED, pokud je zaznamenaná vzdálenost pod určitým rozsahem (schéma pro LED s RPi je připojeno)

Otázka: Proč používat převodník USB-TTL s RPi?

RPi má pouze jeden port UART a někdy je potřeba umístit několik modulů, které vyžadují komunikaci UART. USB-TTL poskytuje další port UART pro RPi, což nám dává příležitost připojit k RPi více než jedno zařízení UART (například dva nebo více TFmini LiDAR).

Krok 5: O kódu

Kód lze rozdělit na tři části:

• Navazování spojení
• Zápis dat
• Čtení dat

Navazování spojení:

Po importu potřebných souborů záhlaví navážeme připojení k našemu TFmini LiDAR uvedením jeho COM portu, přenosové rychlosti a časového limitu připojení

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

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

Zápis dat:

Kód lze rozdělit na dvě části, psaní a přijímání. Chcete -li přijímat data, musíte předat určitý příkaz TFmini LiDAR (součást procesu inicializace). V tomto případě jsem zvolil 4257020000000106. I když RPi provozuje stejnou verzi Pythonu, ale dochází k mírné změně syntaxe, protože RPi nepřijímá jiná data než binární.

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 ke čtení:

Tabulka poskytnutá v datovém listu nám poskytuje „rozpis“9bajtové zprávy UART. První dva bajty jsou záhlaví rámce s hodnotou hex 0x59 (znak 'Y'). Lze je přečíst a použít k identifikaci začátku zprávy UART.

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

Jakmile je načten rámec záhlaví, lze přečíst další dva bajty, nesoucí údaje o vzdálenosti. Údaje o vzdálenosti jsou rozděleny do dvou 8bitových paketů, Dist_L (Byte3) - Lower 8bits a Dist_H (Byte4) - Higher 8bits.

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

Vynásobením Dist_H číslem 256 se binární data posunou o 8 doleva (ekvivalent "<< 8"). Nyní lze jednoduše přidat data o nižší 8bitové vzdálenosti Dist_L, což má za následek 16bitová data Dist_Total.

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

Protože máme s sebou hodnotu „rozluštěné“vzdálenosti, dalších pět bajtů by bylo možné ignorovat. Pamatujte, že načtená data se nikam neukládají.

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

** Na jiném místě můžete najít „zpoždění“(time.sleep v Pythonu) začleněné před koncem smyčky, protože TFmini LiDAR má pracovní frekvenci 100 Hz. Toto zpoždění „zpoždění programu“povede k aktualizaci dat po určitém zpoždění. Věřím, že vzhledem k tomu, že již čekáme na nahromadění dat až na 9 bajtů, nemělo by dojít k žádnému jinému zpoždění

#time.sleep (0,0005) #Zpoždění je okomentováno

while (ser.in_waiting> = 9):