Jak szybko uruchomić projekt trójwymiarowego optycznego pomiaru ToF

Aby zapobiec utracie danych pomiarowych, biblioteka główna zapobiega rozpoczęciu nowego cyklu pomiarowego przez zablokowanie bufora danych do czasu uruchomienia procedury ewaluacji. W związku z tym deweloperzy zazwyczaj przewidują dwa bufory dla danych nieprzetworzonych, co umożliwia wykonywanie zadań pomiarowych i ewaluacyjnych naprzemiennie.

Dla deweloperów aplikacji procedury biblioteki głównej stanowią osłonę dla charakterystyki kalibracji, pomiarów i ewaluacji. W rzeczywistości do uzyskania danych pomiarowych do kodu aplikacji wysokiego poziomu deweloperzy mogą wykorzystać zestaw ewaluacyjny i aplikację AFBR-S50 Explorer jako kompletną platformę prototypowania.

Dla deweloperów, którzy muszą wdrożyć niestandardowe oprogramowanie, przewidziano zestaw rozwojowy oprogramowania AFBR-S50, który łączy w sobie wstępnie skompilowane moduły biblioteki głównej z kilkoma przykładami oprogramowania. Dzięki niemu deweloperzy mogą szybko tworzyć własne aplikacje do pomiarów czasu przelotu (ToF), bazując na przykładach dostępnych w zestawie. Deweloperzy mogą uzyskać dostęp do funkcji sprzętu AFBR-S50MV85G i biblioteki głównej AFBR-S50 w spersonalizowanym kodzie oprogramowania, wywołując funkcje w interfejsie API zestawu rozwojowego oprogramowania AFBR-S50 i określając własne funkcje dla różnych wywołań obsługiwanych przez bibliotekę główną (patrz ponownie ilustracja 7).

Firma Broadcom udostępnia obszerną dokumentację interfejsu API i przykładowego oprogramowania, umożliwiając deweloperom szybkie dostosowanie przykładów oprogramowania do ich potrzeb lub rozpoczęcie pracy od zera. W rzeczywistości podstawowy cykl pomiaru i ewaluacji jest prosty - wystarczy dopasować funkcje niestandardowe i wywołania interfejsu API do cyklu pomiarowego (patrz ponownie ilustracja 8). Na przykład omówiony wcześniej cykl pomiarowy obejmuje trzy fazy: integrację urządzeń ToF, odczyt danych i ewaluację. Podstawowe wywołania interfejsu API biblioteki potrzebne do zainicjowania tych trzech faz to:

• Argus_TriggerMeasurement(), które asynchronicznie uruchamia pojedynczą klatkę pomiarową
• Argus_GetStatus(), które zwraca STATUS_OK po pomyślnym zakończeniu pomiaru
• Argus_EvaluateData(), które dokonuje ewaluacji użytecznych informacji na podstawie nieprzetworzonych danych pomiarowych

Firma Broadcom demonstruje tę podstawową pętlę pomiarową w przykładowej aplikacji dołączonej do dystrybucji zestawu rozwojowego oprogramowania (SDK), pokazanej na listingu 1.

Kopiuj

int main(void)
{
   status_t status = STATUS_OK;
   
   /* Initialize the platform hardware including the required peripherals
   * for the API. */
   hardware_init();
   
   /* The API module handle that contains all data definitions that is
   * required within the API module for the corresponding hardware device.
   * Every call to an API function requires the passing of a pointer to this
   * data structure. */
   argus_hnd_t * hnd = Argus_CreateHandle();
   handle_error(hnd ? STATUS_OK : ERROR_FAIL, "Argus_CreateHandle failed!");
   
   /* Initialize the API with default values.
   * This implicitly calls the initialization functions
   * of the underlying API modules.
   *
   * The second parameter is stored and passed to all function calls
   * to the S2PI module. This piece of information can be utilized in
   * order to determine the addressed SPI slave and enabled the usage
   * of multiple devices on a single SPI peripheral. */
   
   status = Argus_Init(hnd, SPI_SLAVE);
   handle_error(status, "Argus_Init failed!");
   
   /* Print some information about current API and connected device. */
   uint32_t value = Argus_GetAPIVersion();
   uint8_t a = (value >> 24) & 0xFFU;
   uint8_t b = (value >> 16) & 0xFFU;
   uint8_t c = value & 0xFFFFU;
   uint32_t id = Argus_GetChipID(hnd);
   argus_module_version_t mv = Argus_GetModuleVersion(hnd);
   print("\n##### AFBR-S50 API - Simple Example ##############\n"
   " API Version: v%d.%d.%d\n"
   " Chip ID: %d\n"
   " Module: %s\n"
   "##################################################\n",
   a, b, c, id,
   mv == AFBR_S50MV85G_V1 ? "AFBR-S50MV85G (v1)" :
   mv == AFBR_S50MV85G_V2 ? "AFBR-S50MV85G (v2)" :
   mv == AFBR_S50MV85G_V3 ? "AFBR-S50MV85G (v3)" :
   mv == AFBR_S50LV85D_V1 ? "AFBR-S50LV85D (v1)" :
   mv == AFBR_S50MV68B_V1 ? "AFBR-S50MV68B (v1)" :
   mv == AFBR_S50MV85I_V1 ? "AFBR-S50MV85I (v1)" :
   mv == AFBR_S50SV85K_V1 ? "AFBR-S50SV85K (v1)" :
   "unknown");
      
/* Adjust some configuration parameters by invoking the dedicated API methods. */
   status = Argus_SetConfigurationFrameTime( hnd, 100000 ); // 0.1 second = 10 Hz
   handle_error(status, "Argus_SetConfigurationFrameTime failed!");
   
   /* The program loop ... */
   for (;;)
   {
      myData = 0;
      /* Triggers a single measurement.
      * Note that due to the laser safety algorithms, the method might refuse
      * to restart a measurement when the appropriate time has not been elapsed
      * right now. The function returns with status #STATUS_ARGUS_POWERLIMIT and
      * the function must be called again later. Use the frame time configuration
      * in order to adjust the timing between two measurement frames. */
      Argus_TriggerMeasurement(hnd, measurement_ready_callback);
      handle_error(status, "Argus_StartMeasurementTimer failed!");
      STATUS_ARGUS_POWERLIMIT)
      {
         /* Not ready (due to laser safety) to restart the measurement yet.
         * Come back later. */
         continue;
      }
      else
      {
         /* Wait until measurement data is ready. */
      do
         {
            status = Argus_GetStatus(hnd);
         }
         while (status == STATUS_BUSY);
         handle_error(status, "Waiting for measurement data ready (Argus_GetStatus) failed!");
         /* The measurement data structure. */
         argus_results_t res;
         
         /* Evaluate the raw measurement results. */
         status = Argus_EvaluateData(hnd, &res, (void*) myData);
         handle_error(status, "Argus_EvaluateData failed!");
         
         /* Use the obtain results, e.g. print via UART. */
         print_results(&res);
         }
      }
}

Listing 1: Przykładowy kod w dystrybucji zestawu rozwojowego oprogramowania (SDK) AFBR-S50 firmy Broadcom demonstrujący podstawowy schemat projektowania dla pozyskiwania i oceny danych ToF z modułu AFBR-S50MV85G. (Źródło kodu: Broadcom)

Jak widać na listingu, trzy wywołania funkcji interfejsu API wymienione wcześniej stanowią podstawę wykonywania cyklu pomiarowego. Studiując dokumentację API i inne przykładowe aplikacje w zestawie rozwojowym oprogramowania, deweloperzy mogą szybko wdrożyć złożone rozwiązania 3D, wykorzystując zdolność modułu do dostarczania danych potrzebnych do określenia zaawansowanych elementów charakterystyki, takich jak prędkość, kierunek i kąt nachylenia obiektu docelowego.

Podsumowanie

Optyczne urządzenia do pomiaru czasu przelotu (ToF) umożliwiły opracowanie rozwiązań dla różnych dziedzin wymagających precyzyjnego pomiaru odległości, jednak ograniczenia wynikające z zasięgu pomiarowego, dokładności i niezawodności wykluczyły możliwość ich stosowania w przemysłowych układach pomiarowych wymagających urządzeń o niskim poborze mocy, będących w stanie zapewnić dokładne wyniki przy większym zasięgu. Zintegrowany optyczny podsystem pomiaru czasu przelotu (ToF) firmy Broadcom spełnia nowe wymagania, umożliwiając opracowanie urządzeń pomiarowych następnej generacji. Korzystając z zestawu ewaluacyjnego opartego na wspomnianym urządzeniu, deweloperzy mogą szybko wdrożyć systemy do precyzyjnego pomiaru w jednym wymiarze, a także do złożonego śledzenia ruchu obiektów w trzech wymiarach.

Autor: Stephen Evanczuk

Kontakt w Polsce

Arkadiusz Rataj

Sales Manager Central Eastern Europe & Turkey

Digi-Key Electronics Germany

0048 696 307 330

arkadiusz.rataj@digikey.com

poland.support@digikey.pl