常见到的激光测距传感器所使用的原理
第十四届智能车竞赛赛道中凸显的横断路障,它让去年韩国国内智能车竞赛中参加决赛的队伍备受困扰,同样,它也使得今年国内参加比赛的队员感到苦恼。
2018年韩国全国大学生智能车竞赛中的横断路障成功越过横断路障的关键就是需要能够尽可能提前检测到它的存在,然后在路障前后的一米区内精确绕过路障。在绕过路障的过程中,车模不再具有赛道的导引。如果仅仅依靠车模开环控制完成绕行,则车模的轨迹就会受到赛道环境的影响,要么弯绕大了卡在旁边的赛道路肩上,要么弯绕小了,剐蹭在路障上。视觉检测路障并开环绕行为了避免绕行中厄运的发生,则需要对车模绕行路障引入反馈控制。一种方案就是在车模上增加转向陀螺仪和车模行进距离传感器,这样可以精确控制车模运行轨迹,从而能够适应更加复杂多变的环境。另一种方案就是增加路障距离传感器,控制车模与路障之间的距离使得绕行转弯不太大也不太小。近期很多同学在寻找各种测距传感器。传统的超声传感器对于反射物体要求比较高,面积小的物体就会测不到,测量距离误差较大。现在更多同学把目光转移到一大类基于激光的测距传感器。
常见到的激光测距传感器所使用的原理包括有:TOF(TimeofFlight),几何测距,结构光方法等。TOF测距原理和超声波测距相似,只是它使用的是光波。由于激光定向性强,所以探测空间分辨率较高。由于它是通过测量光波从发送到接受之间的时间差来计算物体距离,所以物体表面的反射率对于测量结果影响不大。
fTOF激光距离传感器由于半导体工艺的进步,TOF激光测距传感器的价格也比较便宜。近期很多同学在询问这类传感器是否可以允许用于竞赛中。对于这类封装比较小(集成了传感器,处理电路和接口芯片)的模块可以被当做整体传感器应用于竞赛中。但需要排除一些体积比较大并具有MCU,功能比较综合的TOF传感器。
TOP10120传感器以及其中的接口芯片TOP10120是一款TOF激光测距传感器。它的测距结果可以通过UART,或者I2C总线输出。测量范围在1001800mm,输出结果速度最快每秒33个数据。
通过UART输出的测量结果以及串口波形该模块体积比较小,价格相对比较便宜,在一个车模上可以安装多个这样的传感器。所以很多同学不仅希望使用它检测赛道中的路障,而且还希望用于信标组中,检测信标障碍。那么这个传感器在使用中,究竟效果如何。对于大的路障,小的信标检测距离有多远。是否会受到环境光线影响,多个TOF模块之间是否会存在干扰呢r