阅读说明：本技术 一种多路Vl53l0X激光测距校准方法及驱动 (Multi-channel Vl53l0X laser ranging calibration method and drive ) 是由 王心源 于 2020-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及多路传感器驱动技术领域,尤其是一种多路Vl53l0X激光测距校准方法,本方法可以达到无需人工干预实现Vl53l0X激光测距模块的驱动和校准,自校准功能可以极大程度的减少因为安装位置等因素造成的系统误差；并且在校准过后可以存储校准数据,掉电不丢失,无需每次上电都进行校准可以进行快速响应。本方法可以通过串口实时监测测量数据,若发现数据异常可以发送校准命令校准异常传感器,可以灵活适应各种场景；本发明的方法通过合理规划flash存储区域以节省flash空间并且可以反复擦写而不影响主程序；本发明还提供一种多路Vl53l0X激光测距校准驱动。(The invention relates to the technical field of multi-channel sensor driving, in particular to a multi-channel Vl53l0X laser ranging calibration method, which can achieve the purpose of realizing the driving and calibration of a Vl53l0X laser ranging module without manual intervention, and the self-calibration function can greatly reduce system errors caused by factors such as installation positions and the like; and the calibration data can be stored after calibration, the power failure is not lost, and the quick response can be realized without calibrating every time of power-on. The method can monitor the measurement data in real time through the serial port, and can send a calibration command to calibrate the abnormal sensor if data abnormality is found, so that the method can be flexibly suitable for various scenes; the method of the invention saves the flash space by reasonably planning the flash storage area and can be repeatedly erased without influencing the main program; the invention also provides a multi-channel Vl53l0X laser ranging calibration drive.)

一种多路Vl53l0X激光测距校准方法及驱动

技术领域

本发明涉及多路传感器驱动技术领域，尤其是一种多路Vl53l0X激光测距校准方法。

背景技术

I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，其可靠性强，实现成本低，并且可以通过多地址机制挂载多个外设，是现在普遍通用的数据总线。激光测距具有体积小、测量精度高、功耗低在中小距离测量中具有广泛应用。

现有短距离测距方案常采用超声波测距方法，超声波测距具有体积较大，测量时间较长，测量死区较大，难以保证在近距离的测量精度，波束角较大，难以在狭小空间内实现多传感器测距阵列，因为Vl53l0X复位后会丢失配置信息，包括设备id，因此采用Vl53l0X激光测距模块的方案往往只驱动一个激光测距模块或者采用多路总线占用过多芯片资源，现有的Vl53l0X驱动方法往往没有校准功能或者只在上电时有校准功能，不能灵活校准Vl53l0X以提高测量精度。

本发明的方法基于STM32F103C8T6芯片基于单I2C总线驱动多路Vl53l0X激光测距模块，本方法分别为每个Vl53l0X激光测距模块规划flash存储空间存储校准数据及配置信息，节约空间且不会干扰主程序；本方法在上电时执行自校准程序无需人工干预减少安装误差及外部环境误差；本方法校准过程采用多次校准求方差的方法确保校准结果准确；本方法采用直插式可以灵活拆装并在更换模块后可以通过上位机指令重新校准指定模块，在指定flash空间中存储指定校准参数，掉电不丢失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有的Vl53l0X驱动方法往往没有校准功能或者只在上电时有校准功能，不能灵活校准Vl53l0X以提高测量精度问题，本发明提供了一种多路Vl53l0X激光测距校准方法，设有自校准程序，有效解决了现有上述问题。

一方面，本发明提供了一种多路Vl53l0X激光测距校准方法，

一种多路Vl53l0X激光测距校准方法及驱动，其特征在于：包括如下步骤，

1)、Vl53l0X的I2C地址会在重启后丢失，所以MCU在初始化前需要给指定的模块配置地址，通过特定的片选引脚使能指定的Vl53l0X激光测距模块，此时只有该模块可以和MCU通信，通过I2C总线配置该模块的地址并进行后续配置；

2)、在该Vl53l0X模块地址对应的MCU内部flash存储区域查询该校准信息，若已校准过则从相应flash区域读取补偿参数进行配置；

3)、若没有校准则为防止安装误差以及外部环境造成的误差启动自校准程序，自校准程序分为如下几步：

(1).Vl53l0X模块对比预设距离以及测量距离，返回补偿参数用于每次测量后的校正；

(2).重复3次校准过程分别保存测量结果；

(3).计算3次测量结果方差，若小于阈值则校准成功；

(4).MCU获得补偿参数后存储在该模块对应地址的flash区域；

4)、循环从各Vl53l0X模块读取数据；

5)、串口输出测量数据。

另一方面，本发明提供了一种多路Vl53l0X激光测距校准驱动，

一种多路Vl53l0X激光测距校准驱动，所述校准驱动包括控制部分和传感器部分，其中，控制部分采用STM32F103C8T6芯片，传感器部分采用多个Vl53l0X激光测距模块。

进一步的，物理上激光测距模块采用直插式固定在驱动平台上，并与控制部分相连；控制上，多路Vl53l0X激光测距模块挂载在同一个I2C总线上与MCU通信，每个激光测距模块都有独立的片选接口分别连接MCU的不同引脚；将MCU的flash分为程序区，配置信息区，配置信息区内又为每个Vl53l0X激光测距模块划分独立的配置信息地址块。

本发明的有益效果是：本发明提供的方法结构简单，成本较低，传感器部分和控制部分采用模块化连接，可以任意更换传感器，较为灵活；多路传感器挂载再一路I2C总线上可以节省片上资源，方便平台以后扩展其他的接口和功能。本方法可以达到无需人工干预实现Vl53l0X激光测距模块的驱动和校准，自校准功能可以极大程度的减少因为安装位置等因素造成的系统误差；并且在校准过后可以存储校准数据，掉电不丢失，无需每次上电都进行校准可以进行快速响应。本方法可以通过串口实时监测测量数据，若发现数据异常可以发送校准命令校准异常传感器，可以灵活适应各种场景；本发明的方法通过合理规划flash存储区域以节省flash空间并且可以反复擦写而不影响主程序。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的程序流程图；

图2是本发明的校准流程图；

图3是本发明的Flash配置信息图；

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种多路Vl53l0X激光测距校准方法及驱动，包括如下步骤，

1)、Vl53l0X的I2C地址会在重启后丢失，所以MCU在初始化前需要给指定的模块配置地址，通过特定的片选引脚使能指定的Vl53l0X激光测距模块，此时只有该模块可以和MCU通信，通过I2C总线配置该模块的地址并进行后续配置；

2)、在该Vl53l0X模块地址对应的MCU内部flash存储区域查询该校准信息，若已校准过则从相应flash区域读取补偿参数进行配置；

3)、若没有校准则为防止安装误差以及外部环境造成的误差启动自校准程序，自校准程序分为如下几步：

(1).Vl53l0X模块对比预设距离以及测量距离，返回补偿参数用于每次测量后的校正；

(2).重复3次校准过程分别保存测量结果；

(3).计算3次测量结果方差，若小于阈值则校准成功；

(4).MCU获得补偿参数后存储在该模块对应地址的flash区域；

4)、循环从各Vl53l0X模块读取数据；

5)、串口输出测量数据。

一种多路Vl53l0X激光测距校准驱动，所述校准驱动包括控制部分和传感器部分，其中，控制部分采用STM32F103C8T6芯片，传感器部分采用多个Vl53l0X激光测距模块，

在一种优选的具体实施方式中，物理上激光测距模块采用直插式固定在驱动平台上，并与控制部分相连；控制上，多路Vl53l0X激光测距模块挂载在同一个I2C总线上与MCU通信，每个激光测距模块都有独立的片选接口分别连接MCU的不同引脚；将MCU的flash分为程序区，配置信息区，配置信息区内又为每个Vl53l0X激光测距模块划分独立的配置信息地址块。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。