Siv Sonar, Lidar, thiab Khoos Phis Tawj Lub Zeem Muag ntawm Microcontrollers los Pab Qhov Muag Tsis Pom Kev: 16 Cov Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:27

Kuv xav tsim qhov ntse 'pas nrig' uas tuaj yeem pab tib neeg nrog kev xiam oob qhab ntau dua li cov kev daws teeb meem uas twb muaj lawm. Tus pas nrig yuav tuaj yeem ceeb toom rau tus neeg siv khoom ntawm yam khoom pem hauv ntej lossis ntawm ob sab los ntawm kev ua suab nrov hauv ib puag ncig lub suab nrov lub mloog pob ntseg. Tus pas nrig tseem yuav muaj lub koob yees duab me me thiab LIDAR (Kev Tshawb Pom Lub Teeb thiab Ruaj Ntseg) kom nws tuaj yeem paub cov khoom thiab tib neeg hauv chav thiab ceeb toom rau tus neeg siv los ntawm kev siv lub mloog pob ntseg. Txog kev nyab xeeb, lub mloog pob ntseg yuav tsis thaiv txhua qhov suab nrov vim tias yuav muaj lub microphone uas tuaj yeem lim tawm txhua yam suab tsis tsim nyog thiab ua rau lub tsheb suab nrov thiab tib neeg tham. Thaum kawg lub kaw lus yuav muaj GPS kom nws tuaj yeem qhia qhia thiab qhia tus neeg siv mus rau qhov twg.

Thov pov npav rau kuv hauv Microcontroller thiab Kev Tawm Tsam Sab Nraud!

Kauj ruam 1: Txheej txheem cej luam ntawm Txoj Haujlwm

Raws li Kev Nkag Mus Rau Ntiaj Teb rau Cov Neeg dig muag, kev txav lub cev yog ib qho teeb meem loj tshaj plaws rau cov neeg dig muag. Kev taug kev lossis taug kev yooj yim hauv txoj kev uas muaj neeg coob tuaj yeem nyuaj heev. Kev lig kev cai tsuas yog siv tshuaj uas paub zoo tshaj plaws "rab pas nrig dawb" uas feem ntau yog siv los tshuaj xyuas ib puag ncig los ntawm kev tsoo qhov teeb meem nyob ze ntawm tus neeg siv. Kev daws teeb meem zoo dua yuav yog lub cuab yeej uas tuaj yeem hloov tus neeg pom kev los ntawm kev muab cov ntaub ntawv hais txog qhov chaw ntawm cov teeb meem kom tus neeg dig muag tuaj yeem tawm mus hauv ib puag ncig tsis paub thiab xav tias nyab xeeb. Thaum lub sijhawm ua haujlwm no, tau siv lub roj teeb me me uas ua tau raws cov qauv no tau tsim. Cov cuab yeej tuaj yeem txheeb xyuas qhov loj thiab qhov chaw ntawm cov khoom siv los ntawm cov ntsuas ntsuas uas ntsuas txoj haujlwm ntawm cov khoom cuam tshuam nrog tus neeg siv, xa cov ntaub ntawv ntawd mus rau tus tswj hwm microcontroller, thiab tom qab ntawd hloov nws mus rau lub suab kom muab cov ntaub ntawv rau tus neeg siv. Lub cuab yeej tau tsim los siv kev lag luam LIDAR (Kev Tshawb Pom Lub Teeb thiab Lub Teeb), SONAR (Lub Suab Qhia thiab Kev Sib Tw), thiab khoos phis tawj thev naus laus zis thev naus laus zis txuas nrog microcontrollers thiab programmed los muab cov ntaub ntawv xav tau tso tawm siv lub mloog pob ntseg lossis lub mloog pob ntseg. Kev tshawb pom thev naus laus zis tau teeb tsa nyob rau hauv "tus pas nrig dawb" los qhia rau lwm tus neeg siv qhov xwm txheej thiab muab kev nyab xeeb ntxiv.

Kauj Ruam 2: Tshawb Nrhiav Yav Tom Ntej

Xyoo 2017, Lub Koom Haum Saib Xyuas Kev Noj Qab Haus Huv (World Health Organization) tau tshaj tawm tias muaj 285 lab tus tib neeg uas muaj qhov muag tsis pom kev thoob ntiaj teb uas 39 lab tus neeg dig muag kiag li. Cov neeg feem coob tsis xav txog cov teeb meem uas cov neeg tsis pom kev pom txhua hnub. Raws li Kev Nkag Mus Rau Ntiaj Teb rau Cov Neeg dig muag, kev txav lub cev yog ib qho teeb meem loj tshaj plaws rau cov neeg dig muag. Kev taug kev lossis taug kev yooj yim hauv txoj kev uas muaj neeg coob tuaj yeem nyuaj heev. Vim li no, coob leej neeg uas tsis pom kev zoo xav coj tus phooj ywg pom kev lossis tus neeg hauv tsev neeg los pab coj mus rau ib puag ncig tshiab. Kev lig kev cai tsuas yog siv tshuaj uas paub zoo tshaj plaws "rab pas nrig dawb" uas feem ntau yog siv los tshuaj xyuas ib puag ncig los ntawm kev tsoo qhov teeb meem nyob ze ntawm tus neeg siv. Kev daws teeb meem zoo dua yuav yog lub cuab yeej uas tuaj yeem hloov tus neeg pom kev los ntawm kev muab cov ntaub ntawv hais txog qhov chaw ntawm cov teeb meem kom tus neeg dig muag tuaj yeem tawm mus hauv ib puag ncig tsis paub thiab xav tias nyab xeeb. NavCog, kev koom tes ntawm IBM thiab Carnegie Mellon University, tau sim daws qhov teeb meem los ntawm kev tsim cov txheej txheem uas siv Bluetooth beacons thiab cov xov tooj ntawm tes los pab qhia. Txawm li cas los xij, kev daws teeb meem tsis yooj yim thiab ua pov thawj tias raug nqi ntau rau kev ua haujlwm loj. Kuv qhov kev hais daws qhov no los ntawm kev tshem tawm qhov xav tau rau cov khoom siv sab nraud thiab siv lub suab los coj tus neeg siv thoob plaws ib hnub (Daim duab 3). Qhov kom zoo dua ntawm kev siv thev naus laus zis nyob rau hauv "tus pas nrig dawb" yog nws qhia lub ntiaj teb tas li ntawm tus neeg siv cov xwm txheej uas ua rau hloov pauv tus cwj pwm ntawm cov neeg ib puag ncig.

Kauj Ruam 3: Tsim Kom Tau

Tom qab tshawb fawb cov thev naus laus zis muaj, Kuv tau tham txog kev daws teeb meem nrog cov kws tshaj lij pom kev ntawm txoj hauv kev zoo tshaj plaws los pab cov neeg tsis pom kev mus rau lawv ib puag ncig. Cov lus hauv qab no teev cov yam ntxwv tseem ceeb tshaj plaws uas xav tau rau ib tus neeg hloov mus rau kuv lub cuab yeej.

Feature - Nqe lus piav qhia:

• Kev laij lej - Lub kaw lus xav tau los ua cov txheej txheem nrawm rau kev sib pauv cov ntaub ntawv ntawm cov neeg siv thiab cov ntsuas. Piv txwv li, lub kaw lus yuav tsum muaj peev xwm qhia rau tus neeg siv ntawm cov teeb meem nyob rau pem hauv ntej uas tsawg kawg 2m deb.
• Kev Pab Them Nqi - Cov txheej txheem xav tau muab nws cov kev pabcuam sab hauv thiab sab nraud txhawm rau txhim kho kev ua haujlwm ntawm tib neeg tsis pom kev zoo.
• Sijhawm - Lub kaw lus yuav tsum ua haujlwm zoo ib yam li nruab hnub thaum hmo ntuj.
• Range - Qhov ntau yog qhov kev ncua deb ntawm tus neeg siv thiab lub hom phiaj kom pom los ntawm lub kaw lus. Qhov zoo tshaj plaws yam tsawg kawg nkaus yog 0.5 m, qhov ntau ntau yuav tsum ntau dua 5 m. Qhov kev ncua deb ntxiv yuav zoo dua tab sis nyuaj rau suav.
• Hom Phiaj - Lub kaw lus yuav tsum pom qhov tshwm sim tam sim ntawm cov khoom. Lub kaw lus yuav tsum tuaj yeem qhia qhov sib txawv ntawm cov khoom txav thiab cov khoom zoo li qub.

Kauj Ruam 4: Kev Tsim Vaj Tsev thiab Kev Xaiv Khoom

Tom qab saib ntau yam sib txawv, Kuv txiav txim siab ntawm cov ntu xaiv los ntawm pawg sib txawv hauv qab no.

Nqe ntawm qhov chaw xaiv:

• Zungle Panther: $ 149.99
• LiDAR Lite V3: $ 149.99
• LV-MaxSonar-EZ1: $ 29.95
• Ultrasonic Sensor - HC -SR04: $ 3.95
• Raspberry Pi 3: $ 39.95
• Arduino: $ 24.95
• Kinect: $ 32.44
• Floureon 11.1v 3s 1500mAh: $ 19.99
• LM2596HV: $ 9.64

Kauj Ruam 5: Kev Xaiv Khoom: Txoj Kev Sib Txheeb

Kuv txiav txim siab siv lub suab tswj raws li txoj hauv kev los cuam tshuam nrog lub cuab yeej vim tias muaj ntau lub nyees khawm ntawm tus pas nrig tuaj yeem nyuaj rau tus neeg tsis pom kev, tshwj xeeb tshaj yog yog qee qhov haujlwm xav tau ua ke ntawm cov nyees khawm. Nrog kev tswj lub suab, tus neeg siv tuaj yeem siv cov lus txib ua ntej los tham nrog tus pas nrig uas txo qhov ua yuam kev.

Ntaus ntawv: Pros --- Cons:

• Khawm: Tsis muaj qhov yuam kev ntawm kev hais kom ua thaum khawm khawm --- Nws tuaj yeem nyuaj kom ntseeg tau tias cov khawm raug raug nias
• Kev tswj lub suab: Yooj yim vim tias tus neeg siv tuaj yeem siv cov lus txib ua ntej --- Kev hais lus tsis raug tuaj yeem ua rau yuam kev

Kauj Ruam 6: Xaiv Khoom: Microcontroller

Cov cuab yeej siv Raspberry Pi vim nws tus nqi qis thiab lub zog ua haujlwm txaus los laij daim duab qhia kev tob. Intel Joule yuav yog qhov kev xaiv zoo dua tab sis nws tus nqi yuav tau ob npaug tus nqi ntawm cov kab ke uas yuav tsis zoo tagnrho cov cuab yeej no uas tau tsim los muab kev xaiv qis dua rau cov neeg siv. Arduino tau siv rau hauv cov kab ke vim nws tuaj yeem tau txais cov ntaub ntawv los ntawm cov khoom siv tau yooj yim. BeagleBone thiab Intel Edison tsis tau siv vim tias tus nqi qis rau kev ua haujlwm piv uas tsis zoo rau qhov txheej txheem tus nqi qis.

Microcontroller: Pros --- Cons:

• Raspberry Pi: Muaj lub zog ua haujlwm txaus rau nrhiav kev cuam tshuam thiab tau koom ua ke WiFi/Bluetooth --- Tsis muaj ntau txoj hauv kev xaiv kom tau txais cov ntaub ntawv los ntawm cov ntsuas
• Arduino: Yooj yim txais cov ntaub ntawv los ntawm cov ntsuas me me. yog ie. LIDAR, Ultrasonic, SONAR, thiab lwm yam --- Tsis txaus ua lub zog rau nrhiav teeb meem
• Intel Edison: Muaj peev xwm txheej txheem teeb meem sai nrog lub khoos phis tawj nrawm --- Xav tau cov tsim tawm ntxiv los ua haujlwm rau lub kaw lus
• Intel Joule: Muaj ob qhov ua tiav nrawm ntawm ib qho ntawm microcontrollers ntawm cov neeg siv khoom lag luam rau hnub tim --- Tus nqi siab heev rau cov kab ke no thiab nyuaj rau cuam tshuam nrog GPIO rau kev sib cuam tshuam sensor
• BeagleBone Dub: Kev cog lus thiab sib xws nrog cov cuab yeej siv hauv qhov haujlwm los ntawm kev siv Lub Hom Phiaj Kev Tawm Tswv Yim (GPIO) --- Tsis txaus ua lub zog kom ua tau zoo

Kauj Ruam 7: Kev Xaiv Cov Khoom: Sensors

Kev sib xyaw ua ke ntawm ntau lub ntsuas hluav taws xob tau siv txhawm rau kom tau txais qhov chaw raug siab. Kinect yog lub cim ntsuas tseem ceeb vim tias thaj tsam nws tuaj yeem luam theej duab rau teeb meem ib zaug. LIDAR uas sawv rau LIght Detection and Ranging, yog ib txoj hauv kev pom kev deb uas siv lub teeb nyob rau hauv daim ntawv ntawm lub laser pulsed los ntsuas kev nrug deb ntawm qhov twg lub sensor mus rau cov khoom nrawm; lub ntsuas cua tau siv vim tias nws tuaj yeem taug qab thaj tsam txog 40 metres (m) deb thiab txij li nws tuaj yeem luam theej duab ntawm ntau lub ces kaum, nws tuaj yeem tshawb pom yog tias cov kauj ruam yuav nce lossis nqis. SOund Navigation Thiab Ranging (SONAR) thiab Ultrasonic sensors tau siv los thaub qab taug qab thaum qhov Kinect plam tus ncej lossis tsoo hauv av uas yuav ua rau muaj kev phom sij rau tus neeg siv. Lub 9 Degrees of Freedom Sensor tau siv los taug qab cov lus qhia uas tus neeg siv tau ntsib yog li lub cuab yeej tuaj yeem khaws cov ntaub ntawv rau qhov tseeb dua ncaj qha rau lwm lub sijhawm tus neeg taug kev ntawm tib qhov chaw.

Sensors: Pros --- Cons:

• Kinect V1: tuaj yeem taug qab cov khoom 3D nrog --- Tsuas yog lub koob yees duab txhawm rau txheeb xyuas ib puag ncig
• Kinect V2: Muaj 3 lub koob yees duab infrared thiab lub Liab, Ntsuab, Xiav, Qhov tob (RGB-D) lub koob yees duab rau qhov ntsuas qhov tseeb 3D qhov ntsuas pom --- tuaj yeem ua kom sov thiab yuav xav tau lub kiv cua txias, thiab loj dua lwm qhov ntsuas
• LIDAR: Beam uas tuaj yeem taug qab qhov chaw mus txog 40 m deb --- Yuav tsum tau muab tso rau ntawm qhov khoom thiab tsuas tuaj yeem saib mus rau qhov ntawd
• SONAR: Beam uas tuaj yeem taug qab 5 m deb tab sis nyob deb deb --- Cov khoom me me zoo li plaub tuaj yeem ua rau lub ntsuas ntsuas
• Ultrasonic: Muaj ntau txog li 3 m thiab yog qhov pheej yig heev --- Qhov nrug tuaj yeem qee zaum tsis raug
• 9 Qib ntawm Kev ywj pheej Sensor: Zoo rau kev paub txog kev taw qhia thiab nrawm ntawm tus neeg siv --- Yog tias muaj dab tsi cuam tshuam nrog cov ntsuas, qhov kev suav nrug tuaj yeem suav tsis raug

Kauj Ruam 8: Xaiv Khoom: Software

Cov software xaiv rau thawj ob peb tus qauv ua nrog Kinect V1 sensor yog Freenect tab sis nws tsis raug. Thaum hloov mus rau Kinect V2 thiab Freenect2, cov txiaj ntsig taug qab tau zoo dua qub vim kev txhim kho kev taug raws li V2 muaj lub koob yees duab HD thiab 3 lub koob yees duab infrared tsis zoo li lub koob yees duab ntawm Kinect V1. Thaum kuv tau siv OpenNi2 nrog Kinect V1, lub luag haujlwm tau txwv thiab kuv tsis tuaj yeem tswj hwm qee qhov haujlwm ntawm lub cuab yeej.

Software: Pros --- Cons:

• Freenect: Muaj qib qis dua ntawm kev tswj hwm txhua yam --- Tsuas yog txhawb nqa Kinect V1
• OpenNi2: Tau yooj yim tsim cov ntsiab lus huab cov ntaub ntawv los ntawm cov ntaub ntawv ntws los ntawm Kinect --- Tsuas yog txhawb nqa Kinect V1 thiab tsis muaj kev txhawb nqa rau kev tswj qis
• Freenect2: Muaj qib qis dua ntawm kev tswj hwm lub ntsuas pa --- Tsuas yog ua haujlwm rau Kinect V2
• ROS: Cov txheej txheem ua haujlwm zoo tshaj plaws rau kev ua haujlwm lub koob yees duab ua haujlwm --- Yuav tsum tau teeb tsa ntawm daim npav SD nrawm kom lub software yuav ua haujlwm

Kauj Ruam 9: Kev Xaiv Khoom: Lwm Yam

Cov roj teeb Lithium Ion tau raug xaiv vim yog lub teeb pom kev, muaj lub zog muaj peev xwm siab, thiab tau them rov qab. 18650 qhov sib txawv ntawm cov roj teeb lithium ion muaj cov duab thooj voos kheej kheej thiab haum zoo rau hauv tus pas nrig tus qauv. Tus pas nrig thib 1 yog ua los ntawm cov yeeb nkab PVC vim tias nws hollow thiab txo qhov hnyav ntawm tus pas nrig.

Kauj Ruam 10: Kev Txhim Kho Txheej Txheem: Tsim Kho Vajtse Ntu 1

Ua ntej peb yuav tsum sib dhos Kinect kom nws sib zog thiab yog li nws yuav haum sab hauv ntawm tus pas nrig. Kuv pib los ntawm kev tshem tag nrho cov khoom sab nrauv los ntawm Kinect raws li cov yas siv hnyav ntau. Tom qab ntawd kuv yuav tsum tau txiav cov hlua kom lub hauv paus tuaj yeem raug tshem tawm. Kuv nqa cov xov hlau los ntawm cov txuas uas tau qhia hauv daim duab thiab muab lawv txuas rau hauv kab ntawv usb nrog lub teeb liab xov tooj thiab lwm ob qhov kev sib txuas yog rau 12V lub hwj chim nkag. Txij li thaum kuv xav kom tus kiv cua sab hauv tus pas nrig kom khiav ntawm lub zog kom txias tag nrho lwm cov khoom, Kuv txiav lub txuas tawm ntawm tus kiv cua los ntawm Kinect thiab txuas 5V los ntawm Raspberry Pi. Kuv kuj tau ua lub khoos phis tawj me me rau LiDAR xaim kom nws tuaj yeem txuas ncaj qha rau hauv Raspberry Pi yam tsis muaj lwm txoj hauv kev.

Kuv yuam kev siv cov xaim dawb rau ib qho dub yog li tsis txhob saib cov duab rau kab duab kab

Kauj Ruam 11: Kev Txhim Kho Txheej Txheem: Tsim Kho Vajtse Ntu 2

Kuv tsim cov tswj hwm los muab lub zog rau txhua lub cuab yeej uas xav tau 5V zoo li Raspberry Pi. Kuv tau ntsuas tus tswj hwm los ntawm kev ntsuas ib lub 'meter' ntawm qhov tso tawm thiab kho tus tiv thaiv kom tus tswj hwm yuav muab 5.05V. Kuv tso nws me ntsis siab dua 5V vim dhau sijhawm, lub roj teeb hluav taws xob poob qis thiab cuam tshuam me ntsis rau qhov tso tawm hluav taws xob. Kuv kuj tau ua tus hloov pauv uas tso cai rau kuv kom muaj zog txog 5 lub cuab yeej uas xav tau 12V los ntawm lub roj teeb.

Kauj Ruam 12: Kev Txhim Kho Txheej Txheem: Ua Haujlwm Txheej Txheem Part 1

Ib qho ntawm qhov nyuaj tshaj plaws ntawm cov kab ke no yog lub cajmeem. Thaum kuv thawj zaug tau txais Kinect los ua si ib puag ncig nrog nws, Kuv tau teeb tsa qhov program hu ua RTAB Daim Ntawv Qhia uas siv cov ntaub ntawv ntws los ntawm Kinect thiab hloov nws mus rau hauv huab huab. Nrog lub ntsiab lus huab, nws tsim cov duab 3D uas tuaj yeem hloov pauv kom pom qhov tob ntawm txhua qhov khoom siv. Tom qab ua si ib puag ncig nrog nws ib pliag thiab kho txhua qhov teeb tsa, Kuv txiav txim siab teeb tsa qee cov software ntawm Raspberry Pi kom tso cai rau kuv pom cov ntaub ntawv ntws los ntawm Kinect. Ob daim duab kawg saum toj no qhia txog dab tsi Raspberry Pi tuaj yeem tsim tawm txog 15-20 ntas ib ob.