物联网人工智能小车（ESP32）——激光测距模块VL53L0X的运用_距离_激光

在前面的自动避障小车中，紧张利用超声波传感器来进行障碍物间隔的丈量，接下来将先容另一种常常用到的测距传感器——激光测距传感器。
其丈量事理是传感器发出激光，然后再通过吸收到的返回的激光来丈量间隔的方法。
激光测距的方法有两种，一种是脉冲法，一种是相位法。
脉冲法的事理与超声波传感器类似，是利用激光发射出去到返回之间的韶光来打算激光器到物体之间的间隔。
而相位法则利用发出去的激光返回后的相位与仪器内直接返回激光的相位差来打算激光器到物体之间的间隔。

这次利用的为新一代翱翔韶光（ToF）激光测距模块，这款翱翔测距模块是基于基于VL53L0X设计的。
样子如下图所示：

VL53L0X是ST推出的第二代FlightSense技能的翱翔韶光传感器，与传统的测距传感器不同，VL53L0X采取ST的ToF技能，是目前最小的激光测距芯片，无论目标颜色和反射率如何，都可以进行间隔丈量，抗滋扰能力更强。
芯片如下图所示：

VL53L0X是完备集成的传感器，配有嵌入式红外、人眼安全激光，前辈的滤波器和超高速光子探测阵列。
VL53L0X增强了ST FlightSense™系列，丈量间隔更长，速率和精度更高，从而开启了新运用之门。
纵然在恶劣事情条件下，该传感器也可以直接确定与目标物体之间的间隔，最远2米，并且不受目标反射率影响。

VL53L0X芯片的紧张特色：

n 940nm激光VCSEL

n VCSEL驱动器

n 测距传感器，配有高等的嵌入衰落掌握器

n 4.4mmx2.4mmx1.0mm

n 快速、准确的间隔丈量

n 丈量绝对间隔达2m

n 报告的间隔不受目标反射率影响

n 在高红外光环境下运行

n 前辈的嵌入式光学串扰补偿，以简化玻璃罩的设计

n 1类激光设备，符合最新标准IEC 60825-1:2014（第3版）

n 可回流焊元件

n 无需额外光学器件

n 单电源

n I2C接口，用于器件掌握和数据传输

n Xshutdown（复位）和中断GPIO

VL53L0X的参数：

事情电压：3.3V/5V

产品尺寸：4.4mm × 2.4mm × 1.0mm

测距范围：30 ~ 2000mm

测距精度：±5% (高速模式)，±3% (高精度模式)

测距韶光(min)：20ms (高速模式)，200ms(高精度模式)

测距角度：25°

激光波长：940nm

事情温度：-20 ~ 70°C

VL53L0X传感器供应了3种丈量模式：单次丈量模式、连续丈量模式和定时丈量模式。

（1）单次丈量模式：在这种丈量模式下，一次触发只实行一次间隔丈量，丈量结束后，VL53L0X传感器会返回待机状态，等待下一次触发。

（2）连续丈量模式：在该模式下会以连续的办法实行间隔丈量。
一次丈量结束，下一次丈量就会立即启动，用户必须停滞测距才能返回到待机状态，末了的一次丈量在停滞前完成。

（3）定时丈量模式：这种模式实际上便是指定时间间隔的连续丈量模式。
当一次丈量结束后，经由用户定义的延迟韶光之后，才会启动下一次丈量。
用户必须停滞测距才能返回到待机状态，末了的一次丈量在停机前完成。

VL53L0X传感器还供应了4种不同的精度模式：

精度模式

丈量韶光预算范围(ms)

测距间隔(m)

范例运用处景

默认

30

1.2

标准

高精度

200

1.2（精度<±3%）

精确丈量

长间隔

33

2

长间隔，只适用于阴郁无红外线条件

高速

20

1.2（精度<±5%）

高速，精度不优先

在实际的运用中，需根据当前的哀求去选择得当的精度模式，以达到最佳的丈量效果。

VL53L0X的激光测距模块的接口如下：

VCC

电源正（3.3V/5V电源输入）

GND

电源地

SDA

I2C的数据引脚

SCL

I2C的时钟引脚

SHUT

引脚，可接IO口

INT

中断输出引脚，可接IO口

下面就来将激光测距模块与ESP32开拓板连接到一起。
在这里，IIC通信利用的是ESP32的默认引脚21和22。
详细连接如下表所示：

激光测距模块

ESP32模块

VCC

+5V

GND

GND

SDA

P21

SCL

P22

接下来便是打开开拓软件Arduino IDE，首先须要安装VL53L0X的库，利用库可以免去我们很多底层的开拓事情，需不要关注IIC通信的细节，也不须要仔细的去理解VL53L0X内部寄存器的构造，利用库文件所供应的函数，直接就可以完成模块的利用了。

打开Arduino IDE的库管理面板，在搜索框中输入“VL53L0X”然后选择安装“Adafruit_VL53L0X”库，如下图所示：

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