STMicroelectronics VL53L7CX उड़ान का समय मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर उपयोगकर्ता गाइड

STMicroelectronics VL53L7CX उड़ान का समय मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर

अंतर्वस्तु छिपाना

1 परिचय

2 आदिवर्णिक और संक्षिप्त शब्द

3 कार्यात्मक विवरण

4 पैकेज सामग्री और डेटा प्रवाह

परिचय

इस उपयोगकर्ता पुस्तिका का उद्देश्य यह बताना है कि अल्ट्रा लाइट ड्राइवर (ULD) API का उपयोग करके VL53L7CX टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (ToF) सेंसर को कैसे हैंडल किया जाए। यह डिवाइस को प्रोग्राम करने के मुख्य कार्यों, कैलिब्रेशन और आउटपुट परिणामों का वर्णन करता है।

अल्ट्रावाइड FoV की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया, VL53L7CX टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट सेंसर 90° विकर्ण FoV प्रदान करता है। STMicroelectronics की फ़्लाइट सेंस तकनीक पर आधारित, VL53L7CX में लेज़र एमिटर पर रखा गया एक कुशल मेटा सरफ़ेस लेंस (DOE) शामिल है जो दृश्य पर 60° x 60° वर्ग FoV का प्रक्षेपण सक्षम करता है।

इसकी मल्टीज़ोन क्षमता 8×8 ज़ोन (64 ज़ोन) का मैट्रिक्स प्रदान करती है और 60 सेमी तक तेज गति (350 हर्ट्ज) पर काम कर सकती है।

प्रोग्रामेबल डिस्टेंस थ्रेशहोल्ड के साथ ऑटोनॉमस मोड के साथ अल्ट्रावाइड FoV के संयोजन के कारण, VL53L7CX किसी भी ऐसे एप्लिकेशन के लिए एकदम सही है जिसमें कम-पावर यूजर डिटेक्शन की आवश्यकता होती है। ST के पेटेंटेड एल्गोरिदम और अभिनव मॉड्यूल निर्माण VL53L7CX को प्रत्येक क्षेत्र में, गहराई की समझ के साथ FoV के भीतर कई ऑब्जेक्ट्स का पता लगाने की अनुमति देता है। STMicroelectronics हिस्टोग्राम एल्गोरिदम 60 सेमी से परे कवर ग्लास क्रॉसटॉक इम्युनिटी सुनिश्चित करते हैं।

VL53L5CX से व्युत्पन्न, दोनों सेंसरों के पिनआउट और ड्राइवर संगत हैं, जो एक सेंसर से दूसरे में सरल स्थानांतरण सुनिश्चित करता है।

एसटी की फ्लाइट सेंस प्रौद्योगिकी पर आधारित सभी टाइम-ऑफ-फ्लाइट (टीओएफ) सेंसरों की तरह, वीएल53एल7सीएक्स प्रत्येक क्षेत्र में, लक्ष्य के रंग और परावर्तन की परवाह किए बिना एक निरपेक्ष दूरी रिकॉर्ड करता है।

एक लघु रिफ्लोएबल पैकेज में रखा गया, जो एक SPAD सरणी को एकीकृत करता है, VL53L7CX विभिन्न परिवेश प्रकाश स्थितियों में और कवर ग्लास सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए सर्वोत्तम रेंजिंग प्रदर्शन प्राप्त करता है।

एसटी के सभी टीओएफ सेंसर एक वीसीएसईएल को एकीकृत करते हैं जो पूरी तरह से अदृश्य 940 एनएम आईआर प्रकाश का उत्सर्जन करता है, जो आंखों के लिए पूरी तरह से सुरक्षित है (श्रेणी 1 प्रमाणन)।

VL53L7CX रोबोटिक्स, स्मार्ट स्पीकर, वीडियो प्रोजेक्टर, कंटेंट मैनेजमेंट जैसे अल्ट्रावाइड FoV की आवश्यकता वाले किसी भी एप्लिकेशन के लिए एकदम सही सेंसर है। मल्टीज़ोन क्षमता और 90° FoV का संयोजन जेस्चर पहचान, रोबोटिक्स के लिए SLAM और स्मार्ट बिल्डिंग के लिए कम पावर सिस्टम एक्टिवेशन जैसे नए उपयोग के मामलों को बढ़ा सकता है।

चित्र 1. VL53L7CX सेंसर मॉड्यूल

आदिवर्णिक और संक्षिप्त शब्द

परिवर्णी/संक्षिप्त रूप	परिभाषा
डीओई	विवर्तनिक ऑप्टिकल तत्व
एफओवी	का क्षेत्र view
आई²सी	इंटर-इंटीग्रेटेड सर्किट (सीरियल बस)
केसीपीएस/एसपीएडी	प्रति सेकंड प्रति एसपीएडी किलो-गिनती (एसपीएडी सरणी में फोटॉनों की संख्या को मापने के लिए प्रयुक्त इकाई)
टक्कर मारना	रैंडम एक्सेस मेमोरी
एससीएल	धारावाहिक घड़ी रेखा
एसडीए	सीरियल डेटा
एसपीएडी	एकल फोटॉन हिमस्खलन डायोड
टीओएफ	उड़ान का समय
यूएलडी	अल्ट्रा लाइट ड्राइवर
वीसीएसईएल	ऊर्ध्वाधर गुहा सतह उत्सर्जक डायोड
वीएचवी	बहुत उच्च वॉल्यूमtage
एक्सटॉक	क्रॉसटॉक

कार्यात्मक विवरण

सिस्टम ख़त्मview

VL53L7CX सिस्टम एक हार्डवेयर मॉड्यूल और होस्ट पर चलने वाले अल्ट्रा लाइट ड्राइवर सॉफ़्टवेयर (VL53L7CX ULD) से बना है (नीचे चित्र देखें)। हार्डवेयर मॉड्यूल में ToF सेंसर होता है। STMicroelectronics सॉफ़्टवेयर ड्राइवर प्रदान करता है, जिसे इस दस्तावेज़ में "ड्राइवर" के रूप में संदर्भित किया गया है। यह दस्तावेज़ ड्राइवर के कार्यों का वर्णन करता है, जो होस्ट के लिए सुलभ हैं। ये फ़ंक्शन सेंसर को नियंत्रित करते हैं और रेंजिंग डेटा प्राप्त करते हैं।

चित्र 2. VL53L7CX सिस्टम खत्मview

प्रभावी अभिविन्यास
मॉड्यूल में आरएक्स एपर्चर पर एक लेंस शामिल है, जो लक्ष्य की कैप्चर की गई छवि को फ़्लिप (क्षैतिज और लंबवत) करता है। नतीजतन, एसपीएडी सरणी के नीचे बाईं ओर जोन 0 के रूप में पहचाने जाने वाले क्षेत्र को दृश्य के शीर्ष दाईं ओर स्थित एक लक्ष्य द्वारा प्रकाशित किया जाता है।

चित्र 3. VL53L7CX प्रभावी अभिविन्यास

योजनाबद्ध और I²C विन्यास

ड्राइवर और फ़र्मवेयर के बीच संचार I²C द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसमें 1 मेगाहर्ट्ज तक संचालन करने की क्षमता होती है। कार्यान्वयन के लिए SCL और SDA लाइनों पर पुल-अप की आवश्यकता होती है। अधिक जानकारी के लिए VL53L7CX डेटाशीट देखें। VL53L7CX डिवाइस का डिफ़ॉल्ट I²C पता 0x52 है। हालाँकि, अन्य डिवाइस के साथ टकराव से बचने के लिए डिफ़ॉल्ट पता बदलना संभव है, या अधिक सिस्टम FoV के लिए सिस्टम में कई VL53L7CX मॉड्यूल जोड़ने की सुविधा है। I²C पता vl53l7cx_set_i2c_address() फ़ंक्शन का उपयोग करके बदला जा सकता है।

चित्र 4. I²C बस पर एकाधिक सेंसर

किसी डिवाइस को I²C बस पर अन्य डिवाइस को प्रभावित किए बिना अपना I²C पता बदलने की अनुमति देने के लिए, उन डिवाइस के I²C संचार को अक्षम करना महत्वपूर्ण है जिन्हें नहीं बदला जा रहा है। प्रक्रिया निम्नलिखित है:

सिस्टम को सामान्य रूप से चालू करें।
उस डिवाइस का LPn पिन नीचे खींच लें जिसका पता नहीं बदला जाएगा।
उस डिवाइस का LPn पिन खींचें जिसका I²C पता परिवर्तित हो गया है।

set_i2c_address() फ़ंक्शन का उपयोग करके डिवाइस के लिए I²C पता प्रोग्राम करें।
डिवाइस के LPn पिन को दोबारा प्रोग्राम नहीं किया जा रहा है।

सभी डिवाइस अब I²C बस पर उपलब्ध होनी चाहिए। सिस्टम में सभी VL53L7CX डिवाइस के लिए उपरोक्त चरणों को दोहराएं जिन्हें नए I²C पते की आवश्यकता है।

पैकेज सामग्री और डेटा प्रवाह

ड्राइवर वास्तुकला और सामग्री

VL53L7CX ULD पैकेज चार फ़ोल्डरों से बना है। ड्राइवर फ़ोल्डर / में स्थित है

VL53L7CX_ULD_API.
ड्राइवर अनिवार्य और वैकल्पिक से बना है fileएस। वैकल्पिक fileएस हैं plugins ULD सुविधाओं का विस्तार करने के लिए उपयोग किया जाता है। प्रत्येक प्लगइन शब्द "vl53l7cx_plugin" (उदाहरण के लिए vl53l7cx_plugin_xtalk.h) से शुरू होता है। यदि उपयोगकर्ता प्रस्तावित नहीं चाहता है plugins, उन्हें अन्य ड्राइवर सुविधाओं को प्रभावित किए बिना हटाया जा सकता है। निम्नलिखित आंकड़ा अनिवार्य का प्रतिनिधित्व करता है fileएस और वैकल्पिक plugins.

आंकड़ा 5. ड्राइवर आर्किटेक्चर

उपयोगकर्ता को भी दो लागू करने की जरूरत है file/प्लेटफ़ॉर्म फ़ोल्डर में स्थित है। प्रस्तावित प्लेटफॉर्म एक खाली शेल है, और इसे समर्पित कार्यों से भरा होना चाहिए।

टिप्पणी: प्लेटफ़ॉर्म.h file यूएलडी का उपयोग करने के लिए अनिवार्य मैक्रो शामिल हैं। सब file ULD का सही ढंग से उपयोग करने के लिए सामग्री अनिवार्य है

अंशांकन प्रवाह

क्रॉसटॉक (Xtalk) को SPAD सरणी पर प्राप्त सिग्नल की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो VCSEL प्रकाश के कारण होता है
मॉड्यूल के शीर्ष पर जोड़ी गई सुरक्षात्मक खिड़की (कवर ग्लास) के अंदर प्रतिबिंब। VL53L7CX मॉड्यूल स्व-कैलिब्रेट किया गया है, और इसे बिना किसी अतिरिक्त कैलिब्रेशन के इस्तेमाल किया जा सकता है।

यदि मॉड्यूल को कवर ग्लास द्वारा संरक्षित किया जाता है तो क्रॉसटॉक कैलिब्रेशन की आवश्यकता हो सकती है। VL53L7CX इससे प्रतिरक्षित है
हिस्टोग्राम एल्गोरिदम की बदौलत 60 सेमी से आगे क्रॉसटॉक। हालाँकि, 60 सेमी से कम की छोटी दूरी पर, एक्सटॉक वास्तविक रिटर्न सिग्नल से बड़ा हो सकता है। यह गलत लक्ष्य रीडिंग देता है या लक्ष्यों को उनकी वास्तविक सीमा से अधिक करीब दिखाता है। सभी क्रॉसटॉक अंशांकन फ़ंक्शन एक एक्सटॉक प्लगइन (वैकल्पिक) में शामिल हैं। उपयोगकर्ता को इसका उपयोग करने की आवश्यकता है file 'vl53l7cx_plugin_xtalk'।

क्रॉसटॉक को एक बार कैलिब्रेट किया जा सकता है, और डेटा को सहेजा जा सकता है ताकि इसे बाद में फिर से इस्तेमाल किया जा सके। एक निश्चित दूरी पर एक लक्ष्य, एक ज्ञात परावर्तन के साथ आवश्यक है। आवश्यक न्यूनतम दूरी 600 मिमी है, और लक्ष्य को पूरे FoV को कवर करना चाहिए। सेटअप के आधार पर, उपयोगकर्ता क्रॉसटॉक अंशांकन को अनुकूलित करने के लिए सेटिंग्स को संशोधित कर सकता है, जैसा कि निम्नलिखित तालिका में प्रस्तावित है।

तालिका 1. अंशांकन के लिए उपलब्ध सेटिंग्स

सेटिंग	मिन	STMicroelectronics द्वारा प्रस्तावित	अधिकतम
दूरी [मिमी]	600	600	3000
एस की संख्याampलेस	1	4	16
प्रतिबिंब [%]	1	3	99

टिप्पणी: एस की संख्या में वृद्धिampलेस सटीकता बढ़ाता है, लेकिन यह अंशांकन के लिए समय भी बढ़ाता है। s . की संख्या के सापेक्ष समयampलेस रैखिक है, और मान अनुमानित टाइमआउट का पालन करते हैं:

1 सेकंडampले ≈ 1 सेकंड
4 सेकंडampलेस ≈ 2.5 सेकंड
16 सेकंडampलेस ≈ 8.5 सेकंड

कैलिब्रेशन vl53l7cx_calibrate_xtalk() फ़ंक्शन का उपयोग करके किया जाता है। इस फ़ंक्शन का उपयोग किसी भी समय किया जा सकता है। हालाँकि, सेंसर को पहले आरंभीकृत किया जाना चाहिए। निम्न चित्र क्रॉसटॉक कैलिब्रेशन प्रवाह को दर्शाता है।

चित्र 6. क्रॉसटॉक अंशांकन प्रवाह

रेंजिंग फ्लो

निम्न चित्र माप प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रेंजिंग प्रवाह को दर्शाता है। रेंजिंग सत्र शुरू करने से पहले Xtalk अंशांकन और वैकल्पिक फ़ंक्शन कॉल का उपयोग किया जाना चाहिए। रेंजिंग सत्र के दौरान get/set फ़ंक्शन का उपयोग नहीं किया जा सकता है, और 'ऑन-द-फ्लाई' प्रोग्रामिंग समर्थित नहीं है।

चित्र 7. VL53L7CX का उपयोग करके रेंजिंग प्रवाह

उपलब्ध सुविधाएँ

VL53L7CX ULD API में कई फ़ंक्शन शामिल हैं, जो उपयोगकर्ता को उपयोग के मामले के आधार पर सेंसर को ट्यून करने की अनुमति देते हैं। ड्राइवर के लिए उपलब्ध सभी फ़ंक्शन निम्नलिखित अनुभागों में वर्णित हैं।

प्रारंभ

VL53L7CX सेंसर का उपयोग करने से पहले आरंभीकरण किया जाना चाहिए। इस ऑपरेशन के लिए उपयोगकर्ता की आवश्यकता है:

सेंसर चालू करें (VDDIO, AVDD, LPn पिन उच्च पर सेट करें, तथा पिन I2C_RST 0 पर सेट करें)

फ़ंक्शन vl53l7cx_init() को कॉल करें। फ़ंक्शन फर्मवेयर (~84 Kbytes) को मॉड्यूल में कॉपी करता है। यह I²C इंटरफ़ेस पर कोड लोड करके और आरंभीकरण को पूरा करने के लिए बूट रूटीन निष्पादित करके किया जाता है।

सेंसर रीसेट प्रबंधन

डिवाइस को रीसेट करने के लिए, निम्नलिखित पिनों को टॉगल करना होगा:

पिन VDDIO, AVDD, और LPn पिन को निम्न पर सेट करें।
10 मि.से. प्रतीक्षा करें।
पिन VDDIO, AVDD, और LPn पिन को उच्च पर सेट करें।

टिप्पणी: केवल I2C_RST पिन को टॉगल करने से I²C संचार रीसेट हो जाता है।

संकल्प

रिज़ॉल्यूशन उपलब्ध ज़ोन की संख्या के अनुरूप होता है। VL53L7CX सेंसर में दो संभावित रिज़ॉल्यूशन हैं: 4×4 (16 ज़ोन) और 8×8 (64 ज़ोन)। डिफ़ॉल्ट रूप से सेंसर 4×4 में प्रोग्राम किया जाता है। फ़ंक्शन vl53l7cx_set_resolution() उपयोगकर्ता को रिज़ॉल्यूशन बदलने की अनुमति देता है। चूंकि रेंजिंग फ़्रीक्वेंसी रिज़ॉल्यूशन पर निर्भर करती है, इसलिए रेंजिंग फ़्रीक्वेंसी को अपडेट करने से पहले इस फ़ंक्शन का उपयोग किया जाना चाहिए। इसके अलावा, रिज़ॉल्यूशन बदलने से परिणाम पढ़ते समय I²C बस पर ट्रैफ़िक का आकार भी बढ़ जाता है।

रेंजिंग आवृत्ति

माप आवृत्ति को बदलने के लिए रेंजिंग आवृत्ति का उपयोग किया जा सकता है। चूँकि अधिकतम आवृत्ति भिन्न होती है
4×4 और 8×8 रिज़ॉल्यूशन के बीच, रिज़ॉल्यूशन चुनने के बाद इस फ़ंक्शन का उपयोग करना होगा। न्यूनतम और अधिकतम अनुमत मान निम्न तालिका में सूचीबद्ध हैं।

तालिका 2. न्यूनतम और अधिकतम आवृत्तियों

संकल्प	न्यूनतम आवृत्ति [हर्ट्ज]	अधिकतम सीमा आवृत्ति [हर्ट्ज]
4×4	1	60
8×8	1	15

रेंजिंग फ़्रीक्वेंसी को फंक्शन vl53l7cx_set_ranging_फ़्रीक्वेंसी_hz () का उपयोग करके अपडेट किया जा सकता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, रेंजिंग आवृत्ति 1 हर्ट्ज पर सेट होती है।

रेंजिंग मोड

रेंजिंग मोड उपयोगकर्ता को उच्च प्रदर्शन या कम बिजली खपत के बीच चयन करने की अनुमति देता है। दो तरीके प्रस्तावित हैं:

निरंतर: डिवाइस लगातार उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित रेंजिंग आवृत्ति के साथ फ़्रेम पकड़ता है। VCSEL सभी रेंजिंग के दौरान सक्षम है, इसलिए अधिकतम रेंजिंग दूरी और परिवेश प्रतिरक्षा बेहतर है। इस मोड को तेज़ रेंजिंग माप या उच्च प्रदर्शन के लिए सलाह दी जाती है।
स्वायत्त: यह डिफ़ॉल्ट मोड है। डिवाइस लगातार एक रेंजिंग आवृत्ति के साथ फ़्रेम पकड़ता है
उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित। VCSEL को उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित अवधि के दौरान सक्षम किया जाता है, फ़ंक्शन vl53l7cx_set_integration_time_ms() का उपयोग करके। चूंकि VCSEL हमेशा सक्षम नहीं होता है, इसलिए बिजली की खपत कम हो जाती है। कम रेंजिंग आवृत्ति के साथ लाभ अधिक स्पष्ट हैं। कम बिजली अनुप्रयोगों के लिए इस मोड की सलाह दी जाती है।

फ़ंक्शन vl53l7cx_set_ranging_mode() का उपयोग करके रेंजिंग मोड को बदला जा सकता है।

एकीकरण समय

एकीकरण समय एक ऐसी सुविधा है जो केवल स्वायत्त रेंजिंग मोड का उपयोग करके उपलब्ध है (अनुभाग 4.5 देखें: रेंजिंग
मोड)। यह उपयोगकर्ता को VCSEL सक्षम होने पर समय बदलने की अनुमति देता है। यदि रेंजिंग हो तो एकीकरण समय बदलना
मोड को निरंतर पर सेट करने से कोई प्रभाव नहीं पड़ता। डिफ़ॉल्ट एकीकरण समय 5 ms पर सेट है। एकीकरण समय का प्रभाव 4×4 और 8×8 रिज़ॉल्यूशन के लिए अलग-अलग है। रिज़ॉल्यूशन 4×4 एक एकीकरण समय से बना है, और 8×8 रिज़ॉल्यूशन चार एकीकरण समय से बना है। निम्नलिखित आंकड़े दोनों रिज़ॉल्यूशन के लिए VCSEL उत्सर्जन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

चित्र 8. 4×4 स्वायत्त के लिए एकीकरण समय

चित्र 9. 8×8 स्वायत्त के लिए एकीकरण समय

सभी एकीकरण समय + 1 एमएस ओवरहेड का योग माप अवधि से कम होना चाहिए। अन्यथा, एकीकरण समय मान को फिट करने के लिए रेंजिंग अवधि स्वचालित रूप से बढ़ जाती है।

पावर मोड

डिवाइस का उपयोग नहीं होने पर बिजली की खपत को कम करने के लिए पावर मोड का उपयोग किया जा सकता है। VL53L7CX निम्नलिखित पावर मोड में से एक में काम कर सकता है:

वेक-अप: डिवाइस एचपी आइडल (हाई पावर) में सेट है, निर्देशों की प्रतीक्षा कर रहा है।
नींद: डिवाइस एलपी निष्क्रिय (कम पावर), कम पावर स्थिति में सेट है। डिवाइस को वेक-अप मोड में सेट किए जाने तक उपयोग नहीं किया जा सकता है। यह मोड फ़र्मवेयर और कॉन्फ़िगरेशन को बनाए रखता है।

पावर मोड को vl53l7cx_set_power_mode() फ़ंक्शन का उपयोग करके बदला जा सकता है। डिफ़ॉल्ट मोड वेक अप है।
टिप्पणी: यदि उपयोगकर्ता पावर मोड बदलना चाहता है, तो डिवाइस को रेंजिंग अवस्था में नहीं होना चाहिए।

आसियाना

लक्ष्य से लौटाया गया सिग्नल तीखे किनारों वाला साफ पल्स नहीं होता। किनारे ढलानदार होते हैं और आसन्न क्षेत्रों में रिपोर्ट की गई दूरियों को प्रभावित कर सकते हैं। शार्पनर का उपयोग वीलिंग ग्लेयर के कारण उत्पन्न सिग्नल के कुछ या सभी हिस्से को हटाने के लिए किया जाता है।

भूतपूर्वampनिम्न आकृति में दिखाया गया ले एफओवी में केंद्रित 100 मिमी पर एक करीबी लक्ष्य का प्रतिनिधित्व करता है, और दूसरा लक्ष्य, 500 मिमी पर और पीछे। शार्पनर मूल्य के आधार पर, निकट लक्ष्य वास्तविक से अधिक क्षेत्रों में दिखाई दे सकता है।

चित्र 10. Exampकई शार्पनर मानों का उपयोग करते हुए दृश्य का दृश्य

शार्पनर को vl53l7cx_set_sharpener_percent() फ़ंक्शन का उपयोग करके बदला जा सकता है। स्वीकृत मान 0% से 99% के बीच हैं। डिफ़ॉल्ट मान 5% है।

लक्ष्य आदेश

VL53L7CX प्रति क्षेत्र कई लक्ष्यों को माप सकता है। हिस्टोग्राम प्रोसेसिंग की बदौलत, होस्ट सक्षम है
रिपोर्ट किए गए लक्ष्यों का क्रम चुनें। दो विकल्प हैं:

निकटतम: निकटतम लक्ष्य सबसे पहले रिपोर्ट किया गया है
सबसे मजबूत: सबसे मजबूत लक्ष्य सबसे पहले रिपोर्ट किया जाता है

लक्ष्य क्रम को vl53l7cx_set_target_order() फ़ंक्शन का उपयोग करके बदला जा सकता है। डिफ़ॉल्ट क्रम सबसे मजबूत है।ampनिम्न आकृति में le दो लक्ष्यों का पता लगाने का प्रतिनिधित्व करता है। एक कम परावर्तन के साथ 100 मिमी पर, और एक उच्च परावर्तन के साथ 700 मिमी पर।

चित्र 11. Exampदो लक्ष्यों के साथ हिस्टोग्राम का ले

प्रति क्षेत्र एकाधिक लक्ष्य

VL53L7CX प्रति क्षेत्र चार लक्ष्यों को माप सकता है। उपयोगकर्ता सेंसर द्वारा लौटाए गए लक्ष्यों की संख्या को कॉन्फ़िगर कर सकता है।

टिप्पणी: पता लगाए जाने वाले दो लक्ष्यों के बीच न्यूनतम दूरी 600 मिमी है। ड्राइवर से चयन संभव नहीं है; इसे 'प्लेटफ़ॉर्म' में करना होगा। fileमैक्रो VL53L7CX_NB_ TARGET_PER_ZONE को 1 और 4 के बीच के मान पर सेट किया जाना चाहिए। अनुभाग 4.9 में वर्णित लक्ष्य क्रम: लक्ष्य क्रम सीधे पता लगाए गए लक्ष्य के क्रम को प्रभावित करता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, सेंसर प्रति ज़ोन अधिकतम एक लक्ष्य ही आउटपुट करता है।

टिप्पणी: प्रति ज़ोन लक्ष्य की बढ़ी हुई संख्या आवश्यक RAM आकार को बढ़ाती है।

एक्सटॉक मार्जिन

Xtalk मार्जिन एक अतिरिक्त सुविधा है जो केवल प्लगइन Xtalk का उपयोग करके उपलब्ध है। .c और .f files 'vl53l7cx_plugin_xtalk' का उपयोग करने की आवश्यकता है।

जब सेंसर के शीर्ष पर कवर ग्लास मौजूद होता है, तो मार्जिन का उपयोग डिटेक्शन थ्रेशहोल्ड को बदलने के लिए किया जाता है। क्रॉसटॉक कैलिब्रेशन डेटा सेट करने के बाद, यह सुनिश्चित करने के लिए थ्रेशहोल्ड को बढ़ाया जा सकता है कि कवर ग्लास का कभी पता न चले। उदाहरण के लिएampले, उपयोगकर्ता एक ही डिवाइस पर क्रॉसटॉक कैलिब्रेशन चला सकता है, और अन्य सभी डिवाइस के लिए उसी कैलिब्रेशन डेटा का पुनः उपयोग कर सकता है। क्रॉसटॉक सुधार को ट्यून करने के लिए Xtalk मार्जिन का उपयोग किया जा सकता है। नीचे दिया गया आंकड़ा Xtalk मार्जिन को दर्शाता है।

चित्र 12. एक्सटॉक मार्जिन

डिटेक्शन थ्रेसहोल्ड

नियमित रेंजिंग क्षमताओं के अलावा, सेंसर को कुछ पूर्वनिर्धारित मानदंडों के तहत किसी वस्तु का पता लगाने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। यह सुविधा प्लगइन "डिटेक्शन थ्रेसहोल्ड" का उपयोग करके उपलब्ध है, जो एक विकल्प है जो डिफ़ॉल्ट रूप से एपीआई में शामिल नहीं है। file'vl53l7cx_plugin_detection_thresholds' नामक s का उपयोग किया जाना चाहिए। इस सुविधा का उपयोग पिन A3 (INT) पर इंटरप्ट ट्रिगर करने के लिए किया जा सकता है जब उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित शर्तें पूरी होती हैं। तीन संभावित कॉन्फ़िगरेशन हैं:

रिज़ॉल्यूशन 4×4: प्रति ज़ोन एक सीमा का उपयोग करना (कुल 16 सीमाएँ)
रिज़ॉल्यूशन 4×4: प्रति ज़ोन दो थ्रेसहोल्ड का उपयोग करना (कुल 32 थ्रेसहोल्ड)
रिज़ॉल्यूशन 8×8: प्रति ज़ोन एक सीमा का उपयोग करना (कुल 64 सीमाएँ)

जो भी कॉन्फ़िगरेशन उपयोग किया जाता है, थ्रेसहोल्ड और रैम आकार बनाने की प्रक्रिया समान होती है। प्रत्येक दहलीज संयोजन के लिए, कई क्षेत्रों को भरने की आवश्यकता है:

ज़ोन आईडी: चयनित ज़ोन की आईडी (अनुभाग 2.2 देखें: प्रभावी अभिविन्यास)
मापन: पकड़ने के लिए माप (दूरी, संकेत, एसपीएडी की संख्या, ...)

प्रकार: माप की खिड़कियां (खिड़कियों में, खिड़कियों से बाहर, कम दहलीज के नीचे, ...)
निम्न सीमा: ट्रिगर के लिए निम्न सीमा उपयोगकर्ता। उपयोगकर्ता को प्रारूप सेट करने की आवश्यकता नहीं है, इसे स्वचालित रूप से एपीआई द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
उच्च सीमा: ट्रिगर के लिए उच्च सीमा वाला उपयोगकर्ता। उपयोगकर्ता को प्रारूप सेट करने की आवश्यकता नहीं है; यह स्वचालित रूप से API द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

गणितीय ऑपरेशन: केवल 4×4 – 2 थ्रेसहोल्ड संयोजन प्रति क्षेत्र के लिए उपयोग किया जाता है। उपयोगकर्ता एक ज़ोन में कई थ्रेसहोल्ड का उपयोग करके संयोजन सेट कर सकता है।

गति सूचक

VL53L7CX सेंसर में एक एम्बेडेड फ़र्मवेयर सुविधा है जो किसी दृश्य में गति का पता लगाने की अनुमति देती है।
संकेतक की गणना अनुक्रमिक फ़्रेमों के बीच की जाती है। यह विकल्प प्लगइन 'vl53l7cx_plugin_motion_indicator' का उपयोग करके उपलब्ध है।

मोशन इंडिकेटर को vl53l7cx_motion_indicator_init() फ़ंक्शन का उपयोग करके आरंभीकृत किया जाता है। सेंसर बदलने के लिए
रिज़ॉल्यूशन, समर्पित फ़ंक्शन का उपयोग करके मोशन इंडिकेटर रिज़ॉल्यूशन को अपडेट करें: vl53l7cx_motion_indicator_set_resolution().

उपयोगकर्ता गति का पता लगाने के लिए न्यूनतम और अधिकतम दूरी भी बदल सकता है। न्यूनतम और अधिकतम दूरी के बीच का अंतर 1500 मिमी से अधिक नहीं हो सकता। डिफ़ॉल्ट रूप से, दूरियों को 400 मिमी और 1500 मिमी के बीच मानों के साथ प्रारंभ किया जाता है।

परिणाम 'motion_ indicator' फ़ील्ड में संग्रहीत किए जाते हैं। इस फ़ील्ड में, सरणी 'motion' एक मान देता है जिसमें निम्न शामिल होता है
प्रति क्षेत्र गति तीव्रता। उच्च मान फ़्रेम के बीच उच्च गति भिन्नता को इंगित करता है। एक सामान्य गति 100 और 500 के बीच मान देती है। यह संवेदनशीलता एकीकरण समय, लक्ष्य दूरी और लक्ष्य परावर्तन पर निर्भर करती है।

कम बिजली अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श संयोजन स्वायत्त रेंजिंग मोड और गति पर प्रोग्राम किए गए डिटेक्शन थ्रेशोल्ड के साथ गति संकेतक का उपयोग है। यह न्यूनतम बिजली खपत के साथ FoV में गति भिन्नता का पता लगाने की अनुमति देता है।

आवधिक तापमान क्षतिपूर्ति

रेंजिंग प्रदर्शन तापमान भिन्नता से प्रभावित होता है। VL53L7CX सेंसर तापमान एम्बेड करता है
मुआवजा जो स्ट्रीमिंग शुरू होने पर एक बार कैलिब्रेट किया जाता है। हालाँकि, अगर तापमान बढ़ता है, तो
क्षतिपूर्ति नए तापमान के साथ संरेखित नहीं हो सकती है। इस समस्या से बचने के लिए, ग्राहक ऑटो वीएचवी का उपयोग करके आवधिक तापमान क्षतिपूर्ति चला सकता है। आवधिक तापमान अंशांकन चलाने में कुछ मिलीसेकंड लगते हैं। उपयोगकर्ता अवधि को परिभाषित कर सकता है। इस सुविधा का उपयोग करने के लिए, ग्राहक को यह करना होगा:

फ़ंक्शन vl53l7cx_set_VHV_repeat_count() को कॉल करें.
फिर, प्रत्येक नए अंशांकन के बीच फ़्रेम की संख्या को तर्क के रूप में दें।

यदि तर्क 0 है, तो मुआवज़ा अक्षम है।

परिणाम लेकर

उपलब्ध डेटा
गतिविधियों के दौरान लक्ष्य और पर्यावरण डेटा की एक विस्तृत सूची आउटपुट हो सकती है। निम्न तालिका उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध मापदंडों का वर्णन करती है।

तालिका 3. VL53L7CX सेंसर का उपयोग कर उपलब्ध आउटपुट

तत्व	नायब बाइट्स (रैम)	इकाई	विवरण
एसपीएडी प्रति परिवेश	256	केसीपीएस/एसपीएडी	शोर के कारण परिवेशी सिग्नल दर को मापने के लिए, बिना किसी सक्रिय फोटॉन उत्सर्जन के, SPAD सरणी पर परिवेशी दर मापन किया गया।
खोजे गए लक्ष्यों की संख्या	64	कोई नहीं	वर्तमान क्षेत्र में खोजे गए लक्ष्यों की संख्या। माप की वैधता जानने के लिए जाँच करने वाला यह मान सबसे पहले होना चाहिए।
सक्षम किए गए SPAD की संख्या	256	कोई नहीं	वर्तमान माप के लिए सक्षम SPADs की संख्या। एक दूर या कम परावर्तक लक्ष्य अधिक SPADs को सक्रिय करता है।
एसपीएडी प्रति सिग्नल	256 x nb लक्ष्य क्रमादेशित	केसीपीएस/एसपीएडी	VCSEL पल्स के दौरान मापी गई फोटॉनों की मात्रा।
रेंज सिग्मा	128 x nb लक्ष्य क्रमादेशित	मिलीमीटर	रिपोर्ट की गई लक्ष्य दूरी में शोर के लिए सिग्मा अनुमानक।
दूरी	128 x nb लक्ष्य क्रमादेशित	मिलीमीटर	लक्ष्य दूरी
लक्ष्य स्थिति	64 x nb लक्ष्य क्रमादेशित	कोई नहीं	माप की वैधता. देखना धारा 5.5: परिणाम व्याख्या अधिक जानकारी के लिए.
परावर्तन	64 x संख्या लक्ष्य क्रमादेशित	प्रतिशत	प्रतिशत में अनुमानित लक्ष्य परावर्तन
गति सूचक	140	कोई नहीं	गति सूचक परिणामों वाली संरचना। क्षेत्र 'गति' में गति की तीव्रता होती है।

टिप्पणी: कई तत्वों (सिग्नल प्रति स्पैड, सिग्मा, ...) के लिए डेटा तक पहुंच अलग होती है यदि उपयोगकर्ता ने प्रति क्षेत्र एक से अधिक लक्ष्य प्रोग्राम किए हैं (अनुभाग 4.10 देखें: प्रति क्षेत्र एकाधिक लक्ष्य)। उदाहरण देखेंampअधिक जानकारी के लिए ले कोड।

आउटपुट चयन को अनुकूलित करें

डिफ़ॉल्ट रूप से, सभी VL53L7CX आउटपुट सक्षम हैं। यदि आवश्यक हो, तो उपयोगकर्ता कुछ सेंसर आउटपुट को अक्षम कर सकता है। माप को अक्षम करना ड्राइवर पर उपलब्ध नहीं है; इसे 'प्लेटफ़ॉर्म' में निष्पादित किया जाना चाहिए। file. उपयोगकर्ता आउटपुट को अक्षम करने के लिए निम्नलिखित मैक्रो घोषित कर सकता है:

#परिभाषित करना VL53L7CX_DISABLE_AMBIENT_PER_SPAD
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_अक्षम_एनबी_एसपीएडीएस_सक्षम
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_अक्षम_एनबी_लक्ष्य_पहचाना गया
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_DISABLE_SIGNAL_PER_SPAD
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_DISABLE_RANGE_SIGMA_MM
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_अक्षम_दूरी_मिमी
#परिभाषित करें VL53L7CX_अक्षम_लक्ष्य_स्थिति
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_अक्षम_प्रतिबिंब_प्रतिशत
#परिभाषित करना वीएल53एल7सीएक्स_अक्षम_गति_सूचक

परिणामस्वरूप, फ़ील्ड परिणाम संरचना में घोषित नहीं किए जाते हैं, और डेटा होस्ट को स्थानांतरित नहीं किया जाता है। RAM आकार और I²C आकार कम हो जाते हैं। डेटा की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, ST हमेशा 'पता लगाए गए लक्ष्यों की संख्या' और 'लक्ष्य स्थिति' को सक्षम रखने की अनुशंसा करता है। यह लक्ष्य स्थिति के आधार पर माप को फ़िल्टर करता है (अनुभाग 5.5 देखें: परिणाम व्याख्या)।

रेंजिंग परिणाम प्राप्त करना

रेंजिंग सत्र के दौरान, यह जानने के दो तरीके हैं कि क्या नया रेंज डेटा उपलब्ध है:

मतदान मोड: लगातार vl53l7cx_check_data_ready() फ़ंक्शन का उपयोग करता है। यह सेंसर द्वारा लौटाए गए एक नए स्ट्रीम काउंट का पता लगाता है।

इंटरप्ट मोड: पिन A3 (GPIO1) पर उत्पन्न इंटरप्ट की प्रतीक्षा करता है। इंटरप्ट ~100 μs के बाद स्वचालित रूप से साफ़ हो जाता है।

जब नया डेटा तैयार हो जाता है, तो परिणाम vl53l7cx_get_ranging_data() फ़ंक्शन का उपयोग करके पढ़े जा सकते हैं। यह सभी चयनित आउटपुट वाली एक अपडेटेड संरचना लौटाता है। चूंकि डिवाइस एसिंक्रोनस है, इसलिए रेंजिंग सत्र को जारी रखने के लिए कोई रुकावट नहीं है। यह सुविधा निरंतर और स्वायत्त रेंजिंग मोड दोनों के लिए उपलब्ध है।

कच्चे फर्मवेयर प्रारूप का उपयोग करना

रेंजिंग डेटा को I²C के माध्यम से स्थानांतरित करने के बाद, फ़र्मवेयर फ़ॉर्मेट और होस्ट फ़ॉर्मेट के बीच रूपांतरण होता है। यह ऑपरेशन आम तौर पर सेंसर के डिफ़ॉल्ट आउटपुट के रूप में मिलीमीटर में रेंजिंग दूरी रखने के लिए किया जाता है। यदि उपयोगकर्ता फ़र्मवेयर फ़ॉर्मेट का उपयोग करना चाहता है, तो प्लेटफ़ॉर्म में निम्न मैक्रो को परिभाषित किया जाना चाहिए file: वीएल53एल7सीएक्स

#परिभाषित करें VL53L7CX_USE_RAW_FORMAT

परिणाम व्याख्या

VL53L7CX द्वारा लौटाए गए डेटा को लक्ष्य स्थिति को ध्यान में रखते हुए फ़िल्टर किया जा सकता है। स्थिति माप की वैधता को इंगित करती है। पूरी स्थिति सूची निम्न तालिका में वर्णित है।

तालिका 4. उपलब्ध लक्ष्य स्थिति की सूची

लक्ष्य स्थिति	विवरण
0	रेंजिंग डेटा अपडेट नहीं किया गया है
1	SPAD सरणी पर सिग्नल दर बहुत कम है
2	लक्ष्य चरण
3	सिग्मा अनुमानक बहुत अधिक है
4	लक्ष्य निरंतरता विफल रही
5	रेंज वैध
6	चारों ओर लपेटें नहीं किया गया (आम तौर पर पहली श्रेणी)
7	दर स्थिरता विफल रही
8	वर्तमान लक्ष्य के लिए सिग्नल दर बहुत कम है
9	बड़े पल्स के साथ मान्य रेंज (मर्ज किए गए लक्ष्य के कारण हो सकता है)
10	श्रेणी मान्य है, लेकिन पिछली श्रेणी में कोई लक्ष्य नहीं मिला
11	मापन संगति विफल रही
12	शार्पनर की वजह से लक्ष्य एक दूसरे से धुंधला हो गया
13	लक्ष्य का पता चला लेकिन असंगत डेटा। द्वितीयक लक्ष्यों के लिए अक्सर होता है।
255	कोई लक्ष्य नहीं पाया गया (केवल तभी पता लगाए गए लक्ष्यों की संख्या सक्षम है)

सुसंगत डेटा प्राप्त करने के लिए, उपयोगकर्ता को अमान्य लक्ष्य स्थिति को फ़िल्टर करने की आवश्यकता होती है। विश्वास रेटिंग देने के लिए, स्थिति 5 वाले लक्ष्य को 100% वैध माना जाता है। 6 या 9 की स्थिति को 50% के विश्वास मूल्य के साथ माना जा सकता है। अन्य सभी स्थितियाँ 50% विश्वास स्तर से नीचे हैं।

ड्राइवर त्रुटियाँ

जब VL53L7CX सेंसर का उपयोग करते समय कोई त्रुटि होती है, तो ड्राइवर एक विशिष्ट त्रुटि लौटाता है। निम्न तालिका संभावित त्रुटियों को सूचीबद्ध करती है।

तालिका 5. ड्राइवर का उपयोग करते समय उपलब्ध त्रुटियों की सूची

लक्ष्य स्थिति	विवरण
0	कोई त्रुटि नहीं
127	उपयोगकर्ता ने गलत सेटिंग प्रोग्राम की (अज्ञात रिज़ॉल्यूशन, रेंजिंग आवृत्ति बहुत अधिक, ...)
255	प्रमुख त्रुटि। आमतौर पर I²C त्रुटि के कारण टाइमआउट त्रुटि।
अन्य	ऊपर वर्णित कई त्रुटियों का संयोजन

टिप्पणी: होस्ट प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करके अधिक त्रुटि कोड लागू कर सकता है files.

संशोधन इतिहास

तालिका 6. दस्तावेज़ संशोधन इतिहास

तारीख	संस्करण	परिवर्तन
02-अगस्त-2022	1	प्रारंभिक रिहाई
02-सितम्बर-2022	2	अद्यतन अनुभाग परिचय लक्ष्यों के बीच न्यूनतम दूरी के बारे में नोट जोड़ा गया अनुभाग 4.10: बहु प्रति क्षेत्र लक्ष्य
21-फरवरी-2024	3	वीएचवी (बहुत उच्च वॉल्यूम) जोड़ा गयाtagई) को अनुभाग 1: संक्षिप्त और संक्षिप्त रूप. जोड़ा गया अनुभाग 4.14: आवधिक तापमान क्षतिपूर्ति

ग्राहक सहेयता

महत्वपूर्ण सूचना – ध्यानपूर्वक पढ़ें
एसटीमाइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स एनवी और इसकी सहायक कंपनियां ("एसटी") बिना किसी सूचना के किसी भी समय एसटी उत्पादों और/या इस दस्तावेज़ में परिवर्तन, सुधार, संवर्द्धन, संशोधन और सुधार करने का अधिकार सुरक्षित रखती हैं। खरीदारों को ऑर्डर देने से पहले एसटी उत्पादों पर नवीनतम प्रासंगिक जानकारी प्राप्त करनी चाहिए। एसटी उत्पादों को ऑर्डर पावती के समय लागू एसटी की बिक्री की शर्तों और नियमों के अनुसार बेचा जाता है।

क्रेता एसटी उत्पादों के चयन, चयन और उपयोग के लिए पूरी तरह से जिम्मेदार हैं और एसटी आवेदन सहायता या खरीदारों के उत्पादों के डिजाइन के लिए कोई दायित्व नहीं लेता है।

यहां एसटी द्वारा किसी भी बौद्धिक संपदा अधिकार के लिए कोई लाइसेंस, व्यक्त या निहित, प्रदान नहीं किया गया है।

यहां दी गई जानकारी से भिन्न प्रावधानों के साथ एसटी उत्पादों की पुनर्बिक्री से ऐसे उत्पाद के लिए एसटी द्वारा दी गई किसी भी वारंटी को रद्द कर दिया जाएगा।

ST और ST लोगो ST के ट्रेडमार्क हैं। ST ट्रेडमार्क के बारे में अतिरिक्त जानकारी के लिए, देखें www.st.com/ट्रेडमार्कअन्य सभी उत्पाद या सेवा नाम उनके संबंधित स्वामियों की संपत्ति हैं।

इस दस्तावेज़ में दी गई जानकारी इस दस्तावेज़ के किसी भी पूर्ववर्ती संस्करण में दी गई जानकारी का स्थान लेगी।
© 2024 एसटीमाइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स – सभी अधिकार सुरक्षित

दस्तावेज़ / संसाधन

STMicroelectronics VL53L7CX उड़ान का समय मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर [पीडीएफ] उपयोगकर्ता गाइड
VL53L7CX टाइम ऑफ़ फ़्लाइट मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर, VL53L7CX, टाइम ऑफ़ फ़्लाइट मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर, फ़्लाइट मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर, मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर, रेंजिंग सेंसर