Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
| Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision | ||
| et:examples:sensor:lidar [2013/06/25 07:25] – heikopikner | et:examples:sensor:lidar [2020/07/20 09:00] (current) – external edit 127.0.0.1 | ||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| + | < | ||
| ====== Lidar ====== | ====== Lidar ====== | ||
| Line 6: | Line 7: | ||
| ===== Teooria ===== | ===== Teooria ===== | ||
| - | [{{ : | + | [{{ : |
| LIDAR (LIght Detection And Ranging) on optiline kaugseire süsteem, mis kaardistab ümbrust. Lidareid kasutatakse autonoomsete autode ja robotite peal, kuid ka erinevates koobaste ja keskkonna kaardistamise süsteemides ning tööstusrobootikas. Lidar võimaldab saada küllaltki täpse kujutise ruumist ja takistustest. | LIDAR (LIght Detection And Ranging) on optiline kaugseire süsteem, mis kaardistab ümbrust. Lidareid kasutatakse autonoomsete autode ja robotite peal, kuid ka erinevates koobaste ja keskkonna kaardistamise süsteemides ning tööstusrobootikas. Lidar võimaldab saada küllaltki täpse kujutise ruumist ja takistustest. | ||
| Line 12: | Line 13: | ||
| Lidar koosneb laserist, mis saadab kiire objektini ja vastuvõtjast. Vastuvõtja on võimeline mõõtma valguse tagasipeegeldunud komponenti objektilt, mis on samasihiline saadetud laserkiirega. Selle järgi arvutatakse kaugus. Mõõtmisi tehakse paljudes punktides. Laserkiire juhtimine toimub mehhaaniliselt liigutatava peegli abil. Tasapinnalist skaneerimist võimaldavad lidarid on odavamad. Nende puhul katab kiir tasapinna, näiteks 180 kraadi ulatuses. | Lidar koosneb laserist, mis saadab kiire objektini ja vastuvõtjast. Vastuvõtja on võimeline mõõtma valguse tagasipeegeldunud komponenti objektilt, mis on samasihiline saadetud laserkiirega. Selle järgi arvutatakse kaugus. Mõõtmisi tehakse paljudes punktides. Laserkiire juhtimine toimub mehhaaniliselt liigutatava peegli abil. Tasapinnalist skaneerimist võimaldavad lidarid on odavamad. Nende puhul katab kiir tasapinna, näiteks 180 kraadi ulatuses. | ||
| - | [{{ : | + | [{{ : |
| | | ||
| Valguse tagasipeegeldunud komponendi mõõtmiseks on kaks erinevat viisi. Esimesel juhul saadetakse välja infrapuna laseri impulss ja oodatakse, kuni see tagasi peegeldub. Tagasipeegeldumise aja järgi saab arvutada antud suunas oleva objekti kauguse. Kuna mõõtmine toimub pikosekundites, | Valguse tagasipeegeldunud komponendi mõõtmiseks on kaks erinevat viisi. Esimesel juhul saadetakse välja infrapuna laseri impulss ja oodatakse, kuni see tagasi peegeldub. Tagasipeegeldumise aja järgi saab arvutada antud suunas oleva objekti kauguse. Kuna mõõtmine toimub pikosekundites, | ||
| - | [{{:en: | + | [{{:et: |
| Teine odavam võimalus on kasutada moduleeritud infrapuna laserkiirt ja mõõta saadetava ja objektilt tagasipeegelduva valguse faasinihet. Faasinihke suurus on sõltuv objekti kaugusest. | Teine odavam võimalus on kasutada moduleeritud infrapuna laserkiirt ja mõõta saadetava ja objektilt tagasipeegelduva valguse faasinihet. Faasinihke suurus on sõltuv objekti kaugusest. | ||
| Line 22: | Line 23: | ||
| c = f ∙ τ | c = f ∙ τ | ||
| - | where c is the speed of light and f the modulating frequency and τ the known modulating wavelength. | + | kus c on valguse kiirus, |
| - | The total distance | + | Summaarne kaugus |
| D' = B + 2A = B + (θ * τ) / 2π | D' = B + 2A = B + (θ * τ) / 2π | ||
| - | where A is the measured distance. | + | kus A on mõõdetav kaugus ja B on faasinihkesensori vahemaa kiirtelahutajast. Soovitud kaugus |
| D = τ * θ / 4π | D = τ * θ / 4π | ||
| - | where θ is the electronically measured phase difference between the transmitted and reflected light beams. | + | kus θ on elektrooniliselt mõõdetav faasi erinevus kiiratud ja tagasipeegeldunud valguskiire vahel. |
| - | + | ||
| - | It can be shown that the range is inversely proportional to the square of the received signal amplitude, directly affecting the sensor’s accuracy. | + | |
| ===== Praktika ===== | ===== Praktika ===== | ||
| - | [{{ : | + | [{{ : |
| + | Robootikas ja tööstuses on SICK laserkaugusmõõdikud laialdaselt kasutustusel. SICK LMS 200 on lihtsalt ühendatav RS-232 või RS-422 liidese abil, võimaldades skaneerida 180 kraadist ala 80 meetri kauguselt. Lidari tööpõhimõte seisneb saadetud valgusimpulsi tagasipeegeldumiseks kulunud aja mõõtmises. Paremal oleval pildil on ühe skaneerimise tulemused kujutatud kaardina. | ||
| - | In autonomous robotics as well as industrial robotics SICK laser rangers are very widely used. The SICK LMS 200 can easily be interfaced through RS-232 or RS-422, providing distance measurements over a 180 degree area up to 80 meters away. This lidar is based on a time-of-flight measurement principle. The example output of one scan measurement result is shown in the picture on the right. | + | [{{ : |
| - | [{{ : | + | SICK lidari töökorda seadmiseks tuleb ühendada toite ja andmeside kaablid. Lidari tagaosas ülemise nurga lähedal on kaks pistikut, mis sarnanevad arvuti jadaliidese pordi omaga. Emane pistik on mõeldud toite ja isane andmeside jaoks. Toite ja jadaliidese kaabel tuleb ühendada vastavalt pildile. Lidari saab ühendada kodulabori kommunikatsioonimooduliga RS-232 pistiku abil. Toide 24 V dc tuleb võtta eraldi toiteallikast, |
| - | To make the SICK operational, | + | SICK võtab vastu käsklusi bittide striimina jadaliidese vahendusel. Andmete edastamisel saadab andur tagasi bittide jada sõltuvalt mõõtetulemusest antud nurgas. |
| - | The SICK receives commands as streams of bytes through the serial port. When transmitting data, it sends back streams of bytes corresponding to distance measurements at a given angle. | + | Andmete saamiseks andurilt tuleb kõigepealt saata stardistring, |
| - | To grab data from the SICK, you must first send a start string to tell the sensor to start sending data. This string is: | + | Kuueteistkümmnendkujul: |
| - | + | ||
| - | Hexadecimal Form: | + | |
| - | Decimal Form: 2 0 2 0 32 36 52 8 | + | Kümnendkujul: 2 0 2 0 32 36 52 8 |
| - | If the start string is successfully sent, Lidar will begin streaming data over RS232. Incoming data from a scan is sent sequentially as the sensor scans through 180°. For example if the sensor is set to scan 180° with resolution of 0.5° the first data point which was sent will correspond to 0°, the next will correspond to 0.5°, the following to 1°, and so on. This means there is total of 361 data points. Each distance measurement is sent in the form of two bytes. The least signifficant byte is sent first followed by the most signifficant byte. Operating in metric | + | Kui stardistring on edukalt saadetud, alustab lidar andmete striimimist üle jadaliidese. Andmed skaneerimise tulemusest saadetakse järjestikku iga kraadi kohta. Näiteks kui lidar on seadistatud skaneerima |
| - | Finally to stop the sensor from sending data a stop string must be sent. This string is: | + | Andmete saatmise lõpetamiseks tuleb saata stopp käsk. See käsk on järgnev: |
| - | Hexadecimal Form: | + | Kuueteistkümmnendkujul: |
| - | Decimal Form: 2 0 2 0 32 37 53 8 | + | Kümnendkujul: 2 0 2 0 32 37 53 8 |
| - | Following example shows how to initiate Lidar and get the count of package. | + | Järgmine näide tutvustab, kuidas seadistada lidar ja lugeda saabunud pakettide arvu, kasutades kodulaborit. |
| <code c> | <code c> | ||
