STMicroelectronics VL53L5CX फ्लाइट रेंजिङ सेन्सरको मल्टिजोन समय

परिचय

यस प्रयोगकर्ता पुस्तिकाको उद्देश्य अल्ट्रा लाइट ड्राइभर (ULD) API प्रयोग गरेर VL53L5CX टाइम-अफ-फ्लाइट (ToF) सेन्सर कसरी ह्यान्डल गर्ने भनेर व्याख्या गर्नु हो। यसले यन्त्र, क्यालिब्रेसनहरू, र आउटपुट परिणामहरू प्रोग्राम गर्न मुख्य कार्यहरू वर्णन गर्दछ।

VL53L5CX कलाको एक राज्य हो, ToF, STMicroelectronics Flight Sense उत्पादन परिवारलाई बढाउने मल्टिजोन रेंजिङ सेन्सर। सानो रिफ्लोयोग्य प्याकेजमा राखिएको, यसले कभर गिलास सामग्रीको दायराको साथ विभिन्न परिवेशको प्रकाश अवस्थाहरूमा उत्कृष्ट दायरा प्रदर्शन प्राप्त गर्न SPAD एरे, भौतिक इन्फ्रारेड फिल्टरहरू, र विभेदक अप्टिकल तत्वहरू (DOE) लाई एकीकृत गर्दछ।

मल्टिजोन दूरी मापन सम्भव छ 8 × 8 जोन सम्म एक चौडा 63° विकर्ण क्षेत्र संग view (FoV) जुन हुन सक्छ
सफ्टवेयर द्वारा कम। VL53L5CX को प्रत्येक क्षेत्रले 4 Hz को अधिकतम आवृत्तिमा, 60 मिटरसम्म लक्ष्यको दूरी मापन गर्दछ।

STMicroelectronics पेटेन्ट गरिएको हिस्टोग्राम एल्गोरिदमको लागि धन्यवाद, VL53L5CX ले FoV भित्र विभिन्न वस्तुहरू पत्ता लगाउन सक्षम छ।
हिस्टोग्रामले ६० सेन्टिमिटरभन्दा माथिको गिलासको क्रसस्टकलाई ढाक्न प्रतिरोधात्मक क्षमता पनि प्रदान गर्दछ।

सन्दर्भहरू
VL53L5CX डाटाशीट (DS13754)।

एक्रोनिम र संक्षिप्त रूपहरू

एक्रोनिम/संक्षेप	परिभाषा
DOE	विभेदक अप्टिकल तत्व
FoV	को क्षेत्र view
I²C	अन्तर-एकीकृत सर्किट (सिरियल बस)
Kcps/SPAD	किलो-गणना प्रति सेकेन्ड प्रति स्प्याड (SPAD एरेमा फोटोनको संख्या परिमाण गर्न प्रयोग गरिने एकाइ)
RAM	अनियमित पहुँच मेमोरी
SCL	क्रमिक घडी लाइन
SDA	क्रमिक डेटा
SPAD	एकल फोटोन हिमस्खलन डायोड
ToF	उडानको समय
ULD	अल्ट्रा लाइट चालक
VCSEL	ठाडो गुहा सतह उत्सर्जक डायोड
VHV	धेरै उच्च मात्राtage
Xtalk	crosstalk

कार्यात्मक विवरण

प्रणाली समाप्त भयोview

VL53L5CX प्रणाली एक हार्डवेयर मोड्युल र अल्ट्रा लाइट ड्राइभर सफ्टवेयर (VL53L5CX ULD) होस्टमा चलिरहेको छ (तलको चित्र हेर्नुहोस्)। हार्डवेयर मोड्युलले ToF सेन्सर समावेश गर्दछ। STMicroelectronics ले सफ्टवेयर चालक प्रदान गर्दछ, जसलाई यस कागजातमा "ड्राइभर" भनिएको छ। यो कागजातले चालकको कार्यहरू वर्णन गर्दछ, जुन होस्टमा पहुँचयोग्य छ। यी प्रकार्यहरूले सेन्सरलाई नियन्त्रण गर्दछ र दायरा डेटा प्राप्त गर्दछ।

प्रभावकारी अभिमुखीकरण

मोड्युलले Rx एपर्चरमा एउटा लेन्स समावेश गर्दछ, जसले लक्ष्यको खिचिएको छविलाई (तेर्सो र ठाडो रूपमा) फ्लिप गर्छ। फलस्वरूप, क्षेत्र 0 को रूपमा पहिचान गरिएको क्षेत्र, SPAD एरेको तल बायाँमा, दृश्यको शीर्ष दायाँ-हातमा अवस्थित लक्ष्यद्वारा प्रकाशित हुन्छ।

Schematics र I²C कन्फिगरेसन

चालक र फर्मवेयर बीचको संचार I²C द्वारा ह्यान्डल गरिन्छ, 1 मेगाहर्ट्ज सम्म सञ्चालन गर्ने क्षमताको साथ। कार्यान्वयनको लागि SCL र SDA लाइनहरूमा पुल-अपहरू आवश्यक छ। थप जानकारीको लागि VL53L5CX डाटाशीटलाई सन्दर्भ गर्नुहोस्।
VL53L5CX यन्त्रमा 0x52 को पूर्वनिर्धारित I²C ठेगाना छ। यद्यपि, अन्य यन्त्रहरूसँग द्वन्द्वबाट बच्नको लागि पूर्वनिर्धारित ठेगाना परिवर्तन गर्न सम्भव छ, वा ठूलो प्रणाली FoV को लागि प्रणालीमा बहु ​​VL53L5CX मोड्युलहरू थप्न सुविधा। I²C ठेगाना vl53l5cx_set_i2c_address() प्रकार्य प्रयोग गरेर परिवर्तन गर्न सकिन्छ।

यन्त्रलाई I²C बसमा अरूलाई असर नगरी आफ्नो I²C ठेगाना परिवर्तन गर्न अनुमति दिन, परिवर्तन नगरिएका यन्त्रहरूको I²C सञ्चार असक्षम पार्नु महत्त्वपूर्ण छ। प्रक्रिया निम्न एक हो:

1. प्रणालीलाई सामान्य रूपमा पावर अप गर्नुहोस्।
2. यन्त्रको LPn पिन तल तान्नुहोस् जुन यसको ठेगाना परिवर्तन हुनेछैन।
3. I²C ठेगाना परिवर्तन भएको यन्त्रको LPn पिन माथि तान्नुहोस्।
4. प्रकार्य set_i2c_address() प्रकार्य प्रयोग गरेर उपकरणमा I²C ठेगाना प्रोग्राम गर्नुहोस्।
5. पुन: प्रोग्राम नगरिएको यन्त्रको LPn पिन माथि तान्नुहोस्।

सबै उपकरणहरू अब I²C बसमा उपलब्ध हुनुपर्छ। नयाँ I²C ठेगाना चाहिने प्रणालीमा रहेका VL53L5CX यन्त्रहरूका लागि माथिका चरणहरू दोहोर्याउनुहोस्।

प्याकेज सामग्री र डाटा प्रवाह

चालक वास्तुकला र सामग्री

VL53L5CX ULD प्याकेज चार फोल्डरहरू मिलेर बनेको छ। ड्राइभर फोल्डरमा अवस्थित छ / VL53L5CX_ULD_API।
चालक अनिवार्य र वैकल्पिक मिलेर बनेको छ files ऐच्छिक files छन् plugins ULD सुविधाहरू विस्तार गर्न प्रयोग गरियो।
प्रत्येक प्लगइन "vl53l5cx_plugin" (जस्तै vl53l5cx_plugin_xtalk.h) शब्दबाट सुरु हुन्छ। यदि प्रयोगकर्ता प्रस्तावित चाहँदैनन् plugins, तिनीहरू अन्य चालक सुविधाहरूलाई असर नगरी हटाउन सकिन्छ। निम्न चित्र अनिवार्य प्रतिनिधित्व गर्दछ files र वैकल्पिक plugins.

प्रयोगकर्ताले पनि दुई कार्यान्वयन गर्न आवश्यक छ files / प्लेटफर्म फोल्डरमा अवस्थित छ। प्रस्तावित प्लेटफर्म एक खाली खोल हो, र समर्पित प्रकार्यहरूले भरिएको हुनुपर्छ।

नोट: Platform.h file ULD प्रयोग गर्न अनिवार्य म्याक्रोहरू समावेश गर्दछ। सबै file ULD सही रूपमा प्रयोग गर्न सामग्री अनिवार्य छ।

क्यालिब्रेसन प्रवाह

Crosstalk (Xtalk) लाई SPAD array मा प्राप्त भएको संकेतको मात्राको रूपमा परिभाषित गरिएको छ, जुन VCSEL प्रकाश प्रतिबिम्बको कारणले सुरक्षात्मक सञ्झ्याल (कभर ग्लास) मा मोड्युलको माथि थपिएको छ। VL53L5CX मोड्युल सेल्फ क्यालिब्रेट गरिएको छ, र कुनै पनि अतिरिक्त क्यालिब्रेसन बिना प्रयोग गर्न सकिन्छ।

यदि मोड्युल कभर गिलासद्वारा सुरक्षित गरिएको छ भने क्रसस्टल्क क्यालिब्रेसन आवश्यक हुन सक्छ। VL53L5CX हिस्टोग्राम एल्गोरिदमको लागि धन्यवाद 60 सेन्टीमिटर भन्दा बढि क्रसस्टक गर्न प्रतिरक्षा छ। यद्यपि, 60 सेन्टिमिटर भन्दा कम दूरीमा, Xtalk वास्तविक फर्काइएको संकेत भन्दा ठूलो हुन सक्छ। यसले गलत लक्ष्य पठन दिन्छ वा लक्ष्यहरू वास्तवमा भन्दा नजिक देखिन्छ। सबै crosstalk क्यालिब्रेसन प्रकार्यहरू Xtalk प्लगइन (वैकल्पिक) मा समावेश छन्। प्रयोगकर्ताले प्रयोग गर्न आवश्यक छ file 'vl53l5cx_plugin_xtalk'।

क्रसस्टकलाई एक पटक क्यालिब्रेट गर्न सकिन्छ, र डाटा बचत गर्न सकिन्छ त्यसैले यसलाई पछि पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ। एक निश्चित दूरीमा लक्ष्य, ज्ञात प्रतिबिम्बको साथ आवश्यक छ। आवश्यक न्यूनतम दूरी 600 मिमी हो, र लक्ष्यले सम्पूर्ण FoV कभर गर्नुपर्छ। सेटअपको आधारमा, प्रयोगकर्ताले निम्न तालिकामा प्रस्तावित रूपमा क्रसस्टक क्यालिब्रेसन अनुकूलन गर्न सेटिङहरू परिमार्जन गर्न सक्छ।

तालिका 1. क्यालिब्रेसनका लागि उपलब्ध सेटिङहरू

सेटिङ	न्यूनतम	STMicroelectronics द्वारा प्रस्तावित	अधिकतम
दूरी [मिमी]	600	600	3000
s को संख्याampलेस	1	4	16
प्रतिबिम्ब [%]	1	3	99

नोट: s को संख्या बढाउँदैampलेसले शुद्धता बढाउँछ, तर यसले क्यालिब्रेसनको लागि समय पनि बढाउँछ। s को संख्या सापेक्ष समयamples रैखिक छ, र मानहरूले अनुमानित टाइमआउटलाई पछ्याउँछन्:

• २६ सेकेन्डample ≈ 1 सेकेन्ड
• २६ सेकेन्डamples ≈ 2.5 सेकेन्ड
• २६ सेकेन्डamples ≈ 8.5 सेकेन्ड

क्यालिब्रेसन प्रकार्य vl53l5cx_calibrate_xtalk() प्रयोग गरेर गरिन्छ। यो प्रकार्य कुनै पनि समयमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। तर, सेन्सर पहिले सुरु गर्नुपर्छ। निम्न चित्रले क्रसस्टक क्यालिब्रेसन प्रवाहलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।

दायरा प्रवाह

निम्न चित्रले मापन प्राप्त गर्न प्रयोग गरिने दायरा प्रवाह प्रतिनिधित्व गर्दछ। दायरा सत्र सुरु गर्नु अघि Xtalk क्यालिब्रेसन र वैकल्पिक प्रकार्य कलहरू प्रयोग गर्नुपर्छ। प्राप्त/सेट प्रकार्यहरू दायरा सत्रमा प्रयोग गर्न सकिँदैन, र 'अन-द-फ्लाइ' प्रोग्रामिङ समर्थित छैन।

उपलब्ध सुविधाहरू

VL53L5CX ULD API ले धेरै प्रकार्यहरू समावेश गर्दछ, जसले प्रयोगकर्तालाई प्रयोग केसको आधारमा सेन्सर ट्युन गर्न अनुमति दिन्छ। चालकका लागि उपलब्ध सबै प्रकार्यहरू निम्न खण्डहरूमा वर्णन गरिएका छन्।

प्रारम्भिकरण
VL53L5CX सेन्सर प्रयोग गर्नु अघि प्रारम्भिकरण गर्नुपर्छ। यो अपरेसन प्रयोगकर्तालाई आवश्यक छ:

1. सेन्सरमा पावर (VDDIO, AVDD, LPn पिनहरू उच्चमा सेट गरियो, र पिन I2C_RST 0 मा सेट गरियो)
2. प्रकार्यलाई कल गर्नुहोस् vl53l5cx_init()। प्रकार्यले फर्मवेयर (~ ८४ Kbytes) लाई मोड्युलमा प्रतिलिपि गर्छ। यो I²C इन्टरफेसमा कोड लोड गरेर, र प्रारम्भिकता पूरा गर्न बुट दिनचर्या प्रदर्शन गरेर गरिन्छ।

सेन्सर रिसेट व्यवस्थापन

उपकरण रिसेट गर्न, निम्न पिनहरू टगल गर्न आवश्यक छ:

1. VDDIO, AVDD र LPn पिनहरूलाई कममा सेट गर्नुहोस्।
2. 10 ms पर्खनुहोस्।
3. VDDIO, AVDD र LPn पिनहरूलाई उच्चमा सेट गर्नुहोस्।

नोट: I2C_RST पिन मात्र टगल गर्दा I²C संचार रिसेट हुन्छ।

संकल्प

रिजोलुसन उपलब्ध क्षेत्रहरूको संख्यासँग मेल खान्छ। VL53L5CX सेन्सरमा दुई सम्भावित रिजोल्युसनहरू छन्: 4 × 4 (16 क्षेत्रहरू) र 8 × 8 (64 क्षेत्रहरू)। पूर्वनिर्धारित रूपमा सेन्सर 4 × 4 मा प्रोग्राम गरिएको छ।
प्रकार्य vl53l5cx_set_resolution() ले प्रयोगकर्तालाई रिजोल्युसन परिवर्तन गर्न अनुमति दिन्छ। दायरा फ्रिक्वेन्सी रिजोल्युसनमा निर्भर हुने हुनाले, दायरा फ्रिक्वेन्सी अद्यावधिक गर्नु अघि यो प्रकार्य प्रयोग गरिनुपर्छ। यसबाहेक, रिजोलुसन परिवर्तन गर्दा परिणामहरू पढ्दा I²C बसमा ट्राफिक साइज पनि बढ्छ।

दायरा आवृत्ति

दायरा आवृत्ति मापन आवृत्ति परिवर्तन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। अधिकतम आवृत्ति 4 × 4 र 8 × 8 रिजोल्युसनहरू बीच फरक छ, यो प्रकार्य एक संकल्प चयन पछि प्रयोग गर्न आवश्यक छ। निम्न तालिकामा न्यूनतम र अधिकतम स्वीकृत मानहरू सूचीबद्ध छन्।

तालिका 2. न्यूनतम र अधिकतम दायरा फ्रिक्वेन्सीहरू

संकल्प	न्यूनतम दायरा आवृत्ति [Hz]	अधिकतम दायरा आवृत्ति [Hz]
६४०×५१२	1	60
६४०×५१२	1	15

दायरा आवृत्ति प्रकार्य vl53l5cx_set_range_frequency_hz() को प्रयोग गरेर अद्यावधिक गर्न सकिन्छ। पूर्वनिर्धारित रूपमा, दायरा फ्रिक्वेन्सी 1 Hz मा सेट गरिएको छ।

दायरा मोड

दायरा मोडले प्रयोगकर्तालाई उच्च कार्यसम्पादन वा कम पावर खपतमा दायरा छनौट गर्न अनुमति दिन्छ। त्यहाँ दुई मोड प्रस्तावित छन्:

• निरन्तर: यन्त्रले प्रयोगकर्ताद्वारा परिभाषित दायरा फ्रिक्वेन्सीको साथ लगातार फ्रेमहरू समात्छ। VCSEL सबै दायराहरूमा सक्षम गरिएको छ, त्यसैले अधिकतम दायरा दूरी र परिवेश प्रतिरोधात्मक क्षमता राम्रो छ। यो मोड छिटो दायरा मापन वा उच्च प्रदर्शन को लागी सल्लाह दिइन्छ।
• स्वायत्त: यो पूर्वनिर्धारित मोड हो। यन्त्रले प्रयोगकर्ताद्वारा परिभाषित दायरा फ्रिक्वेन्सीको साथ लगातार फ्रेमहरू समात्छ। VCSEL लाई प्रयोगकर्ता द्वारा परिभाषित अवधिमा सक्षम गरिएको छ, प्रकार्य vl53l5cx_set_integration_time_ms() प्रयोग गरेर। VCSEL सधैं सक्षम नभएकोले, बिजुली खपत कम हुन्छ। कम दायरा आवृत्ति संग लाभ अधिक स्पष्ट छन्। यो मोड कम पावर अनुप्रयोगहरूको लागि सल्लाह दिइन्छ।

श्रेणी मोड प्रकार्य vl53l5cx_set_range_mode() प्रयोग गरेर परिवर्तन गर्न सकिन्छ।

एकीकरण समय

एकीकरण समय स्वायत्त दायरा मोड प्रयोग गरेर मात्र उपलब्ध सुविधा हो (खण्ड 4.5: रेंजिङ मोड हेर्नुहोस्)। यसले प्रयोगकर्तालाई VCSEL सक्षम हुँदा समय परिवर्तन गर्न अनुमति दिन्छ। यदि दायरा मोड निरन्तरमा सेट गरिएको छ भने एकीकरण समय परिवर्तन गर्दा कुनै प्रभाव हुँदैन। पूर्वनिर्धारित एकीकरण समय 5 ms मा सेट गरिएको छ।
एकीकरण समयको प्रभाव 4 × 4 र 8 × 8 रिजोल्युसनहरूको लागि फरक छ। रिजोल्युसन 4×4 एक एकीकरण समय मिलेर बनेको छ, र 8×8 रिजोलुसन चार एकीकरण समय मिलेर बनेको छ। निम्न तथ्याङ्कहरूले दुवै संकल्पहरूको लागि VCSEL उत्सर्जन प्रतिनिधित्व गर्दछ।

सबै एकीकरण समय + 1 ms ओभरहेडको योग मापन अवधि भन्दा कम हुनुपर्छ। अन्यथा, दायरा अवधि स्वतः बढाइन्छ।

पावर मोडहरू

यन्त्र प्रयोग नगर्दा पावर मोडहरू पावर खपत कम गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। VL53L5CX ले निम्न शक्ति मोडहरू मध्ये एकमा काम गर्न सक्छ:

• वेक-अप: उपकरण HP निष्क्रिय (उच्च शक्ति) मा सेट गरिएको छ, निर्देशनहरूको लागि पर्खँदै।
• निद्रा: यन्त्र LP निष्क्रिय (कम पावर), कम पावर स्थितिमा सेट गरिएको छ। वेक-अप मोडमा सेट नभएसम्म यन्त्र प्रयोग गर्न सकिँदैन।

यो मोडले फर्मवेयर र कन्फिगरेसन राख्छ।
पावर मोड प्रकार्य vl53l5cx_set_power_mode() प्रयोग गरेर परिवर्तन गर्न सकिन्छ। पूर्वनिर्धारित मोड वेक-अप हो।

नोट: यदि प्रयोगकर्ताले पावर मोड परिवर्तन गर्न चाहन्छ भने, उपकरण दायराको अवस्थामा हुनु हुँदैन।

शार्पेनर

लक्ष्यबाट फर्काइएको संकेत तीखो किनारहरू भएको सफा पल्स होइन। किनारहरू टाढा ढलान हुन्छन् र नजिकैको क्षेत्रहरूमा रिपोर्ट गरिएको दूरीलाई असर गर्न सक्छ। पर्दाको चमकले गर्दा हुने केही वा सबै संकेत हटाउन शार्पनर प्रयोग गरिन्छ।

पूर्वampतलको चित्रमा देखाइएको le ले FoV मा केन्द्रित 100 mm मा नजिकको लक्ष्य, र अर्को लक्ष्य, 500 mm मा अझ पछाडि प्रतिनिधित्व गर्दछ। शार्पनर मानको आधारमा, नजिकको लक्ष्य वास्तविक भन्दा धेरै क्षेत्रमा देखा पर्न सक्छ।

शार्पनर प्रकार्य vl53l5cx_set_sharpener_percent() प्रयोग गरेर परिवर्तन गर्न सकिन्छ। अनुमति दिइएको मानहरू ०% र ९९% बीचमा छन्। पूर्वनिर्धारित मान 0% हो।

लक्ष्य आदेश

VL53L5CX ले प्रति क्षेत्र धेरै लक्ष्यहरू मापन गर्न सक्छ। हिस्टोग्राम प्रशोधनका लागि धन्यवाद, होस्टले रिपोर्ट गरिएका लक्ष्यहरूको क्रम छनौट गर्न सक्षम छ। त्यहाँ दुई विकल्पहरू छन्:

• निकटतम: सबैभन्दा नजिकको लक्ष्य पहिलो रिपोर्ट गरिएको छ
• बलियो: सबैभन्दा बलियो लक्ष्य पहिलो रिपोर्ट गरिएको छ

लक्ष्य क्रम प्रकार्य vl53l5cx_set_target_order() प्रयोग गरेर परिवर्तन गर्न सकिन्छ। पूर्वनिर्धारित क्रम बलियो छ।

पूर्वampनिम्न चित्रमा le ले दुई लक्ष्यहरूको पहिचान प्रतिनिधित्व गर्दछ। एक कम प्रतिबिम्ब संग 100 मिमी मा, र एक उच्च प्रतिबिम्ब संग 700 मिमी मा।

प्रति क्षेत्र धेरै लक्ष्यहरू

VL53L5CX प्रति क्षेत्र चार लक्ष्यहरू मापन गर्न सक्छ। प्रयोगकर्ताले सेन्सरद्वारा फर्काइएको लक्ष्यहरूको संख्या कन्फिगर गर्न सक्छ।

नोट: पत्ता लगाउन दुई लक्ष्यहरू बीचको न्यूनतम दूरी 600 मिमी छ।

चालकबाट चयन सम्भव छैन; यो 'Plateform.h' मा गर्नु पर्छ file। म्याक्रो VL53L5CX_NB_ TARGET_PER_ZONE लाई 1 र 4 बीचको मानमा सेट गर्न आवश्यक छ। खण्ड 4.9 मा वर्णन गरिएको लक्ष्य क्रम: लक्ष्य क्रमले पत्ता लगाइएको लक्ष्यको क्रमलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ। पूर्वनिर्धारित रूपमा, सेन्सरले प्रति क्षेत्र अधिकतम एक लक्ष्य मात्र आउटपुट गर्दछ।

नोट: प्रति क्षेत्र लक्ष्यहरूको बढेको संख्याले आवश्यक RAM आकार बढाउँछ

Xtalk मार्जिन

Xtalk मार्जिन एक अतिरिक्त सुविधा हो जुन Xtalk प्लगइन प्रयोग गरेर मात्र उपलब्ध छ। द .c र .f files 'vl53l5cx_plugin_xtalk' प्रयोग गर्न आवश्यक छ।

मार्जिन पत्ता लगाउने थ्रेसहोल्ड परिवर्तन गर्न प्रयोग गरिन्छ जब कभर गिलास सेन्सरको शीर्षमा अवस्थित हुन्छ। क्रसस्टक क्यालिब्रेसन डाटा सेट गरेपछि कभर गिलास कहिल्यै पत्ता नलागेको सुनिश्चित गर्न थ्रेसहोल्ड बढाउन सकिन्छ। पूर्वका लागिample, प्रयोगकर्ताले एक एकल उपकरणमा क्रसस्टक क्यालिब्रेसन चलाउन सक्छ, र अन्य सबै उपकरणहरूको लागि समान क्यालिब्रेसन डेटा पुन: प्रयोग गर्न सक्छ। Xtalk मार्जिन crosstalk सुधार ट्युन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। तलको चित्रले Xtalk मार्जिन प्रतिनिधित्व गर्दछ।

पत्ता लगाउने थ्रेसहोल्डहरू

नियमित दायरा क्षमताहरूको अतिरिक्त, सेन्सरलाई निश्चित पूर्वनिर्धारित मापदण्ड अन्तर्गत वस्तु पत्ता लगाउन प्रोग्राम गर्न सकिन्छ। यो सुविधा प्लगइन "पत्ता लगाउने थ्रेसहोल्डहरू" प्रयोग गरेर उपलब्ध छ, जुन API मा पूर्वनिर्धारित रूपमा समावेश नगरिएको विकल्प हो। द files भनिन्छ 'vl53l5cx_plugin_detection_thresholds' प्रयोग गर्न आवश्यक छ।
प्रयोगकर्ता द्वारा परिभाषित सर्तहरू पूरा हुँदा यो सुविधा पिन A3 (INT) मा अवरोध ट्रिगर गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। त्यहाँ तीन सम्भावित कन्फिगरेसनहरू छन्:

• रिजोल्युसन 4×4: प्रति क्षेत्र एक थ्रेसहोल्ड प्रयोग गर्दै (कुल 16 थ्रेसहोल्डहरू)
• रिजोल्युसन 4×4: प्रति क्षेत्र दुई थ्रेसहोल्डहरू प्रयोग गर्दै (कुल 32 थ्रेसहोल्डहरू)
• रिजोल्युसन 8×8: प्रति क्षेत्र एक थ्रेसहोल्ड प्रयोग गर्दै (कुल 64 थ्रेसहोल्डहरू)
  जुनसुकै कन्फिगरेसन प्रयोग गरियो, थ्रेसहोल्डहरू सिर्जना गर्ने प्रक्रिया र RAM साइज एउटै हो। प्रत्येक थ्रेसहोल्ड संयोजनको लागि, धेरै क्षेत्रहरू भर्न आवश्यक छ:
• क्षेत्र आईडी: चयन गरिएको क्षेत्रको आईडी (खण्ड 2.2: प्रभावकारी अभिमुखीकरणलाई सन्दर्भ गर्नुहोस्)
• मापन: समात्न मापन (दूरी, संकेत, SPAD को संख्या, ...)
• प्रकार: मापनका झ्यालहरू (विन्डोहरूमा, झ्यालहरू बाहिर, कम थ्रेसहोल्ड मुनि, ...)
• न्यून थ्रेसहोल्ड: ट्रिगरको लागि कम थ्रेसहोल्ड प्रयोगकर्ता। प्रयोगकर्ताले ढाँचा सेट गर्न आवश्यक छैन, यो स्वचालित रूपमा API द्वारा ह्यान्डल हुन्छ।
• उच्च थ्रेसहोल्ड: ट्रिगरको लागि उच्च थ्रेसहोल्ड प्रयोगकर्ता। प्रयोगकर्ताले ढाँचा सेट गर्न आवश्यक छैन; यो स्वचालित रूपमा API द्वारा ह्यान्डल गरिएको छ।
• गणितीय सञ्चालन: प्रति क्षेत्र 4 × 4 - 2 थ्रेसहोल्ड संयोजनहरूको लागि मात्र प्रयोग गरिन्छ। प्रयोगकर्ताले एउटा क्षेत्रमा धेरै थ्रेसहोल्डहरू प्रयोग गरेर संयोजन सेट गर्न सक्छ।

गति सूचक

VL53L5CX सेन्सरमा एम्बेडेड फर्मवेयर सुविधा छ जुन दृश्यमा गति पत्ता लगाउन अनुमति दिन्छ। गति सूचक अनुक्रमिक फ्रेमहरू बीच गणना गरिन्छ। यो विकल्प plugin'vl53l5cx_plugin_motion_indicator' प्रयोग गरेर उपलब्ध छ।

गति सूचक vl53l5cx_motion_indicator_init() प्रकार्य प्रयोग गरेर प्रारम्भ गरिएको छ। सेन्सर रिजोल्युसन परिवर्तन गर्न, समर्पित प्रकार्य प्रयोग गरी गति सूचक रिजोल्युसन अपडेट गर्नुहोस्: vl53l5cx_motion_indicator_set_resolution()।

प्रयोगकर्ताले गति पत्ता लगाउनको लागि न्यूनतम र अधिकतम दूरी पनि परिवर्तन गर्न सक्छ। न्यूनतम र अधिकतम दूरी बीचको भिन्नता 1500 मिमी भन्दा बढी हुन सक्दैन। पूर्वनिर्धारित रूपमा, दूरीहरू 400 mm र 1500 mm बीचको मानहरूसँग प्रारम्भ गरिन्छ।

नतिजाहरू 'motion_indicator' फिल्डमा भण्डारण गरिएका छन्। यस क्षेत्रमा, एरे 'गति' ले प्रति क्षेत्र गति तीव्रता भएको मान दिन्छ। उच्च मानले फ्रेमहरू बीचको उच्च गति भिन्नतालाई संकेत गर्छ। एक सामान्य आन्दोलनले 100 र 500 बीचको मान दिन्छ। यो संवेदनशीलता एकीकरण समय, लक्ष्य दूरी, र लक्ष्य प्रतिबिम्बमा निर्भर गर्दछ।

कम पावर अनुप्रयोगहरूको लागि एक आदर्श संयोजन स्वायत्त दायरा मोडको साथ गति सूचकको प्रयोग हो, र गतिमा प्रोग्राम गरिएको पत्ता लगाउने थ्रेसहोल्डहरू। यसले न्यूनतम पावर खपतको साथ FoV मा आन्दोलन भिन्नताहरू पत्ता लगाउन अनुमति दिन्छ।

आवधिक तापमान क्षतिपूर्ति

दायरा प्रदर्शन तापमान भिन्नताहरु द्वारा प्रभावित छ। VL53L5CX सेन्सरले तापमान क्षतिपूर्ति इम्बेड गर्दछ जुन स्ट्रिमिङ सुरु हुँदा एक पटक क्यालिब्रेट हुन्छ। यद्यपि, यदि तापक्रम विकसित भयो भने, क्षतिपूर्ति नयाँ तापक्रमसँग मिल्दैन। यो समस्याबाट बच्न, ग्राहकले स्वत: VHV प्रयोग गरेर आवधिक तापक्रम क्षतिपूर्ति चलाउन सक्छ। आवधिक तापमान क्यालिब्रेसन चल्न केही मिलिसेकेन्ड लाग्छ। प्रयोगकर्ताले अवधि परिभाषित गर्न सक्छ।

यो सुविधा प्रयोग गर्न, ग्राहकलाई आवश्यक छ:

• प्रकार्यलाई कल गर्नुहोस् vl53l5cx_set_VHV_repeat_count()।
• त्यसपछि, तर्कको रूपमा प्रत्येक नयाँ क्यालिब्रेसन बीचको फ्रेमहरूको संख्या दिनुहोस्।

यदि तर्क ० छ भने, क्षतिपूर्ति असक्षम गरिएको छ।

दायरा परिणामहरू

उपलब्ध डाटा

लक्ष्य र वातावरण डेटा को एक विस्तृत सूची दायरा गतिविधिहरु को समयमा आउटपुट हुन सक्छ। निम्न तालिकाले प्रयोगकर्तालाई उपलब्ध प्यारामिटरहरू वर्णन गर्दछ।

तालिका 3. VL53L5CX सेन्सर प्रयोग गरेर उपलब्ध आउटपुट

तत्व	Nb बाइट्स (RAM)	एकाइ	विवरण
एम्बियन्ट प्रति SPAD	256	Kcps/SPAD	एम्बियन्ट दर मापन SPAD array मा, कुनै सक्रिय फोटोन उत्सर्जन बिना, शोरको कारण परिवेश संकेत दर मापन गर्न।
पत्ता लागेका लक्ष्यहरूको संख्या	64	कुनै पनि छैन	हालको क्षेत्रमा पत्ता लगाइएका लक्ष्यहरूको संख्या। यो मान मापन वैधता जान्न जाँच गर्ने पहिलो मान हुनुपर्छ।
SPAD को संख्या सक्षम पारियो	256	कुनै पनि छैन	हालको मापनको लागि सक्षम पारिएका SPAD हरूको संख्या। टाढा वा कम प्रतिबिम्बित लक्ष्यले थप SPAD सक्रिय गर्दछ।
प्रति SPAD संकेत	256 x nb लक्ष्यहरू प्रोग्राम गरियो	Kcps/SPAD	VCSEL पल्सको समयमा मापन गरिएको फोटनको मात्रा।
दायरा सिग्मा	128 x nb लक्ष्यहरू प्रोग्राम गरियो	मिलीमीटर	रिपोर्ट गरिएको लक्ष्य दूरीमा आवाजको लागि सिग्मा अनुमानक।
दूरी	128 x nb लक्ष्यहरू प्रोग्राम गरियो	मिलीमीटर	लक्ष्य दूरी
लक्ष्य स्थिति	64 x nb लक्ष्यहरू प्रोग्राम गरियो	कुनै पनि छैन	मापन वैधता। हेर्नुहोस् खण्ड 5.5: परिणामहरू व्याख्या थप जानकारीको लागि।
प्रतिबिम्ब	64 x संख्या लक्ष्यहरू प्रोग्राम गरियो	प्रतिशत	प्रतिशतमा अनुमानित लक्ष्य प्रतिबिम्ब
गति सूचक	140	कुनै पनि छैन	गति सूचक परिणामहरू समावेश संरचना। क्षेत्र 'गति' ले गति तीव्रता समावेश गर्दछ।

नोट: यदि प्रयोगकर्ताले प्रति क्षेत्र एक भन्दा बढी लक्ष्य प्रोग्राम गरेको छ भने धेरै तत्वहरू (प्रति स्प्याड, सिग्मा, ...) डेटा पहुँच फरक छ (खण्ड 4.10: प्रति क्षेत्र बहु ​​लक्ष्यहरू हेर्नुहोस्)। पूर्व हेर्नुहोस्ampथप जानकारीको लागि कोडहरू।

आउटपुट चयन अनुकूलित गर्नुहोस्

पूर्वनिर्धारित रूपमा, सबै VL53L5CX आउटपुटहरू सक्षम छन्। आवश्यक भएमा, प्रयोगकर्ताले केही सेन्सर आउटपुटहरू असक्षम गर्न सक्छन्।
ड्राइभरमा असक्षम मापन उपलब्ध छैन; यो 'Platform.h' मा प्रदर्शन गर्नुपर्छ file। प्रयोगकर्ताले आउटपुटहरू असक्षम गर्न निम्न म्याक्रोहरू घोषणा गर्न सक्छन्:
#VL53L5CX_DISABLE_AMBIENT_PER_SPAD परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_NB_SPADS_ENABLED परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_NB_TARGET_DETECTED परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_SIGNAL_PER_SPAD परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_RANGE_SIGMA_MM परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_DISTANCE_MM परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_TARGET_STATUS परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_REFLECTANCE_PERCENT परिभाषित गर्नुहोस्
#VL53L5CX_DISABLE_MOTION_INDICATOR परिभाषित गर्नुहोस्

फलस्वरूप, नतिजा संरचनामा क्षेत्रहरू घोषणा गरिँदैन, र डाटा होस्टमा हस्तान्तरण गरिएको छैन। RAM साइज र I²C साइज घटाइएको छ।
डेटा स्थिरता सुनिश्चित गर्न, ST ले सधैं 'लक्ष्यहरूको संख्या पत्ता लगाइएको' र 'लक्ष्य स्थिति' सक्षम राख्न सिफारिस गर्दछ। यसले लक्ष्य स्थितिको आधारमा मापन फिल्टर गर्दछ (खण्ड 5.5: परिणाम व्याख्या हेर्नुहोस्)।

विस्तृत परिणामहरू प्राप्त गर्दै

दायरा सत्रको समयमा, नयाँ दायरा डेटा उपलब्ध छ कि छैन भनेर जान्न दुई तरिकाहरू छन्:

• मतदान मोड: लगातार प्रकार्य प्रयोग गर्दछ vl53l5cx_check_data_ready()। यसले सेन्सरद्वारा फर्काइएको नयाँ स्ट्रिम गणना पत्ता लगाउँछ।
• अवरोध मोड: पिन A3 (GPIO1) मा उठाइएको अवरोधको लागि पर्खन्छ। ~100 μs पछि अवरोध स्वतः खाली हुन्छ।

जब नयाँ डाटा तयार हुन्छ, परिणामहरू प्रकार्य vl53l5cx_get_range_data() प्रयोग गरेर पढ्न सकिन्छ। यसले सबै चयन गरिएको आउटपुट समावेश गरी अद्यावधिक गरिएको संरचना फर्काउँछ। यन्त्र एसिन्क्रोनस भएकोले, दायरा सत्र जारी राख्न खाली गर्न कुनै अवरोध छैन।
यो सुविधा दुबै निरन्तर र स्वायत्त दायरा मोडहरूको लागि उपलब्ध छ।

कच्चा फर्मवेयर ढाँचा प्रयोग गर्दै

I²C मार्फत दायरा डेटा स्थानान्तरण पछि, फर्मवेयर ढाँचा र होस्ट ढाँचा बीच एक रूपान्तरण छ। यो अपरेसन सामान्यतया सेन्सरको पूर्वनिर्धारित आउटपुटको रूपमा मिलिमिटरमा दायरा दूरीको लागि गरिन्छ। यदि प्रयोगकर्ता फर्मवेयर ढाँचा प्रयोग गर्न चाहन्छ भने, निम्न म्याक्रो प्लेटफर्ममा परिभाषित हुनुपर्छ file: VL53L5CX
#VL53L5CX_USE_RAW_FORMAT परिभाषित गर्नुहोस्

परिणाम व्याख्या

VL53L5CX द्वारा फिर्ता गरिएको डाटा लक्ष्य स्थिति खातामा लिन फिल्टर गर्न सकिन्छ। स्थिति मापन वैधता संकेत गर्दछ। पूर्ण स्थिति सूची निम्न तालिकामा वर्णन गरिएको छ।

तालिका 4. उपलब्ध लक्ष्य स्थितिको सूची

लक्ष्य स्थिति	विवरण
0	दायरा डेटा अद्यावधिक गरिएको छैन
1	SPAD array मा सिग्नल दर धेरै कम छ
2	लक्ष्य चरण
3	सिग्मा अनुमानक धेरै उच्च छ
4	लक्ष्य एकरूपता असफल भयो
5	दायरा मान्य
6	कार्य नगरिएको वरिपरि लपेट्नुहोस् (सामान्यतया पहिलो दायरा)
7	दर एकरूपता असफल भयो
8	हालको लक्ष्यको लागि सिग्नल दर धेरै कम छ
9	ठूलो पल्सको साथ मान्य दायरा (मर्ज गरिएको लक्ष्यको कारण हुन सक्छ)
10	दायरा मान्य छ, तर अघिल्लो दायरामा कुनै लक्ष्य फेला परेन
11	मापन एकरूपता असफल भयो
12	शार्पनरको कारणले अर्को एकद्वारा धमिलो लक्ष्य
13	लक्ष्य पत्ता लाग्यो तर असंगत डाटा। प्राय: माध्यमिक लक्ष्यहरूको लागि हुन्छ।
255	कुनै लक्ष्य फेला परेन (पत्ता लगाएको संख्या सक्षम भएमा मात्र)

एकरूप डेटा हुनको लागि, प्रयोगकर्ताले अवैध लक्ष्य स्थिति फिल्टर गर्न आवश्यक छ। विश्वास मूल्याङ्कन दिन, स्थिति 5 भएको लक्ष्यलाई 100% मान्य मानिन्छ। 6 वा 9 को स्थिति 50% को विश्वास मूल्य संग विचार गर्न सकिन्छ। अन्य सबै स्थितिहरू 50% आत्मविश्वास स्तर भन्दा तल छन्।

चालक त्रुटिहरू

VL53L5CX सेन्सर प्रयोग गरेर त्रुटि देखा पर्दा, चालकले एउटा विशिष्ट त्रुटि फर्काउँछ। निम्न तालिकाले सम्भावित त्रुटिहरू सूचीबद्ध गर्दछ।

तालिका 5. चालक प्रयोग गरेर उपलब्ध त्रुटिहरूको सूची

लक्ष्य स्थिति	विवरण
0	कुनै त्रुटि छैन
127	प्रयोगकर्ताले गलत सेटिङ प्रोग्राम गर्यो (अज्ञात रिजोल्युसन, दायरा आवृत्ति धेरै उच्च, ...)
255	प्रमुख त्रुटि। I²C त्रुटिको कारणले सामान्यतया टाइमआउट त्रुटि।
अन्य	माथि वर्णन गरिएको धेरै त्रुटिहरूको संयोजन

नोट: होस्टले प्लेटफर्म प्रयोग गरेर थप त्रुटि कोडहरू लागू गर्न सक्छ files.

संशोधन इतिहास 

तालिका 6. कागजात संशोधन इतिहास

मिति	संस्करण	परिवर्तनहरू
21-जुन-2021	1	प्रारम्भिक रिलीज
30-अगस्ट-2021	2	थपियो खण्ड 5.4: कच्चा फर्मवेयर ढाँचा प्रयोग गर्दै नयाँ लक्ष्य स्थिति 13 मा थपियो तालिका ४. उपलब्ध लक्ष्य स्थितिको सूची
६-सेप्टेम्बर-१८	3	लक्ष्यहरू बीचको न्यूनतम न्यूनतम दूरीको बारेमा टिप्पणी थपियो खण्ड 4.10: प्रति क्षेत्र धेरै लक्ष्यहरू
10-अगस्ट-2023	4	परिमार्जित चित्र ४ उदाampदुई लक्ष्यहरु संग हिस्टोग्राम को le
०८-फेब्रुअरी-२०२४	5	थपियो VHV (धेरै उच्च भोल्युमtagई) को खण्ड 1: एक्रोनिम र संक्षिप्त रूपहरू. थपियो खण्ड 4.14: आवधिक तापमान क्षतिपूर्ति

महत्त्वपूर्ण सूचना - ध्यानपूर्वक पढ्नुहोस्

STMicroelectronics NV र यसका सहायक कम्पनीहरू ("ST") ले बिना सूचना कुनै पनि समयमा ST उत्पादनहरू र/वा यस कागजातमा परिवर्तनहरू, सुधारहरू, परिमार्जनहरू, परिमार्जनहरू र सुधारहरू गर्ने अधिकार सुरक्षित राख्छन्। खरिदकर्ताहरूले अर्डर राख्नु अघि ST उत्पादनहरूमा नवीनतम सान्दर्भिक जानकारी प्राप्त गर्नुपर्छ। ST उत्पादनहरू अर्डर स्वीकृतिको समयमा ST को बिक्रीका सर्तहरू र सर्तहरू अनुसार बेचिन्छन्।
ST उत्पादनहरूको छनोट, छनोट र प्रयोगको लागि खरिदकर्ताहरू पूर्ण रूपमा जिम्मेवार छन् र ST ले आवेदन सहायता वा खरिदकर्ताहरूको उत्पादनहरूको डिजाइनको लागि कुनै दायित्व मान्दैन।
कुनै लाइसेन्स, एक्सप्रेस वा निहित, कुनै पनि बौद्धिक सम्पत्ति अधिकार यहाँ ST द्वारा प्रदान गरिएको छैन।
यहाँ उल्लेख गरिएको जानकारी भन्दा फरक प्रावधानहरू सहित ST उत्पादनहरूको पुन: बिक्रीले त्यस्तो उत्पादनको लागि ST द्वारा प्रदान गरिएको कुनै पनि वारेन्टी रद्द हुनेछ।
ST र ST लोगो ST को ट्रेडमार्क हो। ST ट्रेडमार्क बारे थप जानकारीको लागि, सन्दर्भ गर्नुहोस् www.st.com/trademarks। अन्य सबै उत्पादन वा सेवा नामहरू तिनीहरूका सम्बन्धित मालिकहरूको सम्पत्ति हुन्।
यस कागजातमा भएको जानकारीले यस कागजातको कुनै पनि अघिल्लो संस्करणहरूमा पहिले प्रदान गरिएको जानकारीलाई हटाउँछ र प्रतिस्थापन गर्दछ।
© 2024 STMicroelectronics - सबै अधिकार सुरक्षित

कागजातहरू / स्रोतहरू

STMicroelectronics VL53L5CX फ्लाइट रेंजिङ सेन्सरको मल्टिजोन समय [pdf] प्रयोगकर्ता पुस्तिका VL53L5CX फ्लाइट रेंजिङ सेन्सरको मल्टिजोन समय, VL53L5CX, फ्लाइट रेंजिङ सेन्सरको मल्टिजोन समय, उडान दायरा सेन्सरको समय, उडान रेंजिंग सेन्सर, रेंजिङ सेन्सर, सेन्सर

सन्दर्भहरू

• प्रयोगकर्ता पुस्तिका