アイティプランターで水耕栽培

VL53L0X

2018年2月21日 - 未分類

ToFの測量ユニットVL53L0Xを使って見ました。こんなに小さいのにレーザー計測しています。ストロベリーリナックスさんで購入しました。

I2Cで簡単に使えます。SCL、SDA、3.3V、GNDの4本を半田付けするだけです。Raspberry Pi Model3につながっています。I2Cポートを4つ出しておいたので、色々なI2Cデバイスの実験が簡単にできます。

1秒間隔で100mmを測定した所、

103 mm
103 mm
102 mm
104 mm
103 mm
103 mm
102 mm
104 mm
104 mm
105 mm
105 mm
103 mm
104 mm
101 mm
102 mm
104 mm
103 mm
103 mm
103 mm

といった感じです。しっかりと固定すれば、もっと安定するかもしれません。最大と最小で誤差が5mmほどと言ったところでしょうか。平均を取ればいいと思います。2mまで測定できます。レンジローバーになった場合には、8190 か 8191の値がでます。

遅ればせながら、データシートを読みました。4つのモードがあるようです。

1. Default mode
2. High speed
3. High accuracy  max 1200mm
4. Long range   max 2200mm

ロングレンジモード以外では1200mmが最大で、ロングレンジモードにすると2200mmまで測定できます。部屋の天井の高さが測定できました。その時の計測値は、

2048 mm
2119 mm
2057 mm
2089 mm
2033 mm
2085 mm
2095 mm
2045 mm
2061 mm
8190 mm
2120 mm
2111 mm
2067 mm

といった感じです。誤差は2倍に増えるそうです。

また、レーザーは35度で広がり、受光面は25度で集光する。つまり、FOVが25度になっているようです。レーザーと受光面の距離が3mmあります。

1m先のものを測定する場合、半径22cmの円で測定していることになります。直径44cmですから、結構、大きなスポットです。2m先のものならば、直径88cmの円ですね。遠方になる程、測定精度が下がる一因です。何故、レンズを付けて集光しなかったのだろう?レンズを付けて集光すれば、もっと遠方まで、ピンスポットで測定できそうです。使うとすれば、テレセントリックレンズですね。FOV25度の広がりを並行にしてくれます。一度、試してみたいですね。> 凸レンズで試してみました。驚きました。レンズまでの距離が測れています。透明なものでも距離計測できるのですね。大したものです。

レーザー式ToF距離測定の弱点は、外乱光に弱いことです。屋内では、そこそこ使えていても、太陽光がでている屋外では、測定精度が低下します。

データシートでは、誤差が2倍になると書いてありました。

予想外にレーザースポットが大きく、小さなミラーで反射させて測定することは難しいですね。ミラーが小さいと、ミラーまでの距離を測定してしまうようです。ミラーを大きめにすれば、ミラーに反射した先にあるものの距離が測れます。

しかし、VL53L0Xがどこを測っているのか、よく分からないのは問題です。そこで、PiCamに付けて、画像と一緒に距離測定してみました。

画面中央に、結構、大きく写らないと距離が測定できませんでした。細かな物体の距離測定には向いていません。

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