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帅小伙自制手持建图仪！基于STM32F103 思岚A1激光雷达

时间：2021-10-26 14:23:29
关键字： 激光雷达   
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[导读]前言一个朋友在做服务机器人项目，用到思岚的激光雷达，于是便把淘汰的A1M8雷达送我一个，本着拿到啥就玩啥的态度，必须整一波。其实激光雷达还是搭配ROS才能发挥最大的作用，奈何资源有限，实力不足，只能依靠STM32开发板做一个及其简陋的地图扫描。思岚A1M8激光雷达这款激光雷达属于...


前言


一个朋友在做服务机器人项目，用到思岚的激光雷达，于是便把淘汰的A1M8雷达送我一个，本着拿到啥就玩啥的态度，必须整一波。其实激光雷达还是搭配ROS才能发挥最大的作用，奈何资源有限，实力不足，只能依靠STM32开发板做一个及其简陋的地图扫描。


思岚A1M8激光雷达


这款激光雷达属于低成本的360度激光扫描测距雷达，外置电机，使用皮带带动雷达转台转动，实现360度的测距扫描，电机的转速由MCU发送PWM控制。


外部系统通过 TTL 电平的 UART 串口信号与 RPLIDAR 测距核心进行通讯。通过本文档定义的通讯协议，外部系统可以实时获取 RPLIDAR 的扫描数据、设备信息、设备健康状态。并且通过相关命令调整 RPLIDAR 的工作模式。


按照不同的请求类型， RPLIDAR 具有三种不同的请求/应答模式：


标准的单次请求-单次应答模式

单次请求-多次应答模式

单次请求/无应答模式


对于停止扫描、重启测距核心这类请求命令， RPLIDAR 采用单次请求，但不做应答的通讯模式。此时外部系统需要在发送请求后等待一定的时间，待RPLIDAR 完成了上一次请求操作后方可继续执行下一次请求。否则第二次的请求将可能被 RPLIDAR 丢弃。


在此次应用中，主要采用后两种请求/应答模式，使用单次请求-多次应答模式采集测距数据，使用单次请求/无应答模式停止采样，进行数据的处理。


在单次请求-多次应答模式采集测距数据时，MCU发送采集指令，雷达会先回复一条起使应答报文，之后便会循环回复数据应答报文。



请求报文及起始应答数据格式如下：



在回复起始应答之后，雷达会循环回复测距数据。长度为5bytes。


 


例如测距数据为 3E D5 16 77 06。


第一个字节：3E，二进制为：0011 1110。代表信号质量为0x0f。信号质量不为零代表数据有效，起始标志位为0，代表不是新的一圈，该标志位只有在新的一圈的第一帧数据才会置一，该圈内的其余数据改为依旧是0。

第二个字节：D5，角度数据低七位。

第三个字节：16，角度数据高八位，加上第二个字节的低七位等于166A，再右移一位得B35。实际角度=835/64=44°，该角度表示与雷达零度的顺时针偏移角度，如下图。

第四个字节：77，距离数据低八位。

第五个字节：06，距离角度高八位。则此时距离为0x0677/4 = 413mm。



激光雷达测试：

接线：

雷达             MCU

GND----------->GND

RX------------->TX

TX------------->RX

V5.0----------->5V

GND----------->GND

MOTOCTL---->PWM

VMOTO------->5V


首先测试使用串口助手进行数据采集，这里将MOTOCTL接到5V电源，直接以最高速度进行采样。串口助手发送A5 20,可以看到数据滚动。



其中开头的七位数据对应起始应答，后面每5个字节一组，对应测距数据。雷达无损坏，开始连接开发板调试。


MCU代码：


既然是USART通信，我们先初始化USART，使用串口接收中断接收数据。


void USART_Config(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 打开串口GPIO的时钟 DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE); // 打开串口外设的时钟 DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE); // 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT,
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