Réaliser un petit lidar avec un capteur Time-of-Flight

Cet article présente la réalisation d’un LIDAR avec un capteur laser Time-of-Flight (ToF) .

lidar1

Matériels nécessaire :

  • Une carte Esus
  • Un capteur VL53L0X de chez Pololu
  • Un servomoteur AX12

Logicielle:

  • Librairie pour le capteur VL53L0X, ici.
  • Processing
  • Arduino IDE

Synoptique

Le servomoteur AX12 est câblé sur la sortie Tx de la carte Esus. Puis le capteur VL53L0X, IO n°2 pour SDA et n°13 pour le signal SDL du bus I2C.

lidar_synoptique

L’alimentation doit être d’au moins 7 Volt pour faire fonctionner le servomoteur. La capteur laser est alimenté par une tension de 3.3V présente sur la carte Esus.

Le code de la carte Esus

La carte Esus contrôle le servomoteur pour le déplacement d’un angle de 0 à 300° aller-retour. De plus, elle gère l’acquisition de la distance obtenu par le capteur VL53L0X.

Voici le setup :

void setup() 
{
 // init serial   
 Serial.begin(9600);

 // init serial AX12
 swSer.begin(1000000);

 // init I2C
 Wire.begin(2, 13);//SDA, SCL

 // init VL53L0X
 sensor.init();
 sensor.setTimeout(500);

 state = 1;

}

La boucle infini :

void loop()
{
 
  // servomotor control
  AX12_GoalPosition(0xFE, angle, 1023);

  // read distance
  data = sensor.readRangeSingleMillimeters();

  // send distance
  Serial.write(data>>8);
  Serial.write(data);

  // send angle
  Serial.write(angle>>8);
  Serial.write(angle);

  // angle between 0 and 300 °
  if(( angle <= 300)and(state == 1))
  {
    angle = angle + 1; 
  }
  else
  {
    state = 2;
  }

  if(( angle >= 0)and(state == 2))
  {
    angle = angle - 1; 
  }
  else
  {
    state = 1;
  }
  

  delay(5);

Voici le programme complet, ici.

 

Le programme de visualisation

lidar2

Voici le programme Processing de visualisation :

import processing.serial.*;

Serial myPort;  
String val;     

int distance_mm, val_old;
int angle;
float radian;
float pox,poy;

int x=0;

void setup()
{
  size(400, 400);

 background(255);

  myPort = new Serial(this, "COM13", 9600);
  
}


void draw()
{

  if(myPort.available() >= 4)
  {
   
    val_old = distance_mm;
    
    distance_mm =  (myPort.read() << 8) | (myPort.read()); 
    print("Val1:");
    println(distance_mm);   
    
    distance_mm = distance_mm/2;
         
    angle =  (myPort.read() << 8) | (myPort.read()); 
    print("Angle:");
    println(angle);   
 
    myPort.clear();  
    
    if(angle <= 45)
    {
      angle = angle + 315;
    }
    else
    {
      angle = angle - 45;
    }
    
  }  
    
   // conversion degre radian
   radian = (angle * 3.14)/180;
   pox = int(cos(radian)*distance_mm);
   poy = int(sin(radian)*distance_mm);
  
   clear();
   background(255);

   stroke(0, 0, 0);
   
   // grille
   line(200,0,200,400);
   line(0,200,400,200);
   
   stroke(255, 0, 0);
   
   line(200,200,int(pox)+200,200-int(poy));
   
}

Améliorations

  • Vitesse
  • Retour de l’angle du servomoteur AX12