使用树莓派5+激光距离检测模块进行周边风险物检测_电路方案

1、项目介绍

本次参加‘第二届“2024 汽车应用创意挑战赛”’，由DigiKey得捷&ADI赞助。本次主要参与的方向是安全技术。

使用检测器模块时刻检测周边的物体距离和相对速度，并展示到上位机。

树莓派作为数据中心，用于展示数据，用于风险检测报警。

2、硬件介绍

距离检测模块，使用激光来回时间差检测距离，测试距离快且准确。具有30°左右的视界，可以测试各个角度的物体距离。内部具有一个arm m0核，用于快速检测距离，并具有一个可信寄存器，用于决定是否取用距离值的可信度。

树莓派5采用运行频率为2.4GHz的64位四核Arm Cortex-A76处理器，用了新的四核2.4 GHz Cortex-A76 Arm CPU（旧型号最初是Cortex-A72，主频为1.5 GHz，但固件更新将其提升到1.8 GHz），新的南桥承载板承诺提高USB 3的吞吐量，并搭载了新的VideoCore VII GPU（树莓派4上的VideoCore VI主频为500 MHz，而VideoCore VII主频为800 MHz）。整个板子上还有许多小的改进，包括带有安装孔的内置风扇连接器、双摄像头连接器，以及与更高速卡兼容的MicroSD卡读卡器。

3 项目框图

距离检测模块，已按照100ms的时间差，计算距离值，并于上次的距离值进行计算，获取即时速度。

树莓派作为数据中心，等待网路的数据，用于展示。

4、代码讲解

连接树莓派服务器

static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;
#define HOST_IP_ADDR                 "192.168.2.137"
#define HOST_PORT                         6666

static int s_retry_num = 0;
static  char payload[256] = "Message from car race: 'hello'!!";
int car_sock  = 0;
void tcp_client_task()
{
    struct sockaddr_in dest_addr;
    inet_pton(AF_INET, HOST_IP_ADDR, &dest_addr.sin_addr);
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    dest_addr.sin_port = htons(HOST_PORT);
 
    car_sock =  socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP);
    if (car_sock < 0) {
        printf("[%s.%d] Unable to create socket: errno %dn",__func__,__LINE__, errno);
        return;
    }

    printf("[%s.%d]Socket created, connecting to %s:%dn",__func__,__LINE__, HOST_IP_ADDR, HOST_PORT);
        char rx_buffer[128];
    int err = connect(car_sock, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));
    if (err != 0) {
        printf("[%s.%d] Socket unable to connect: errno %dn",__func__,__LINE__, errno);
        return;
    }
    printf("[%s.%d] Successfully connectedn",__func__,__LINE__);
        
    err = send(car_sock, payload, strlen(payload), 0);
    if (err < 0) {
        printf("[%s.%d] Error occurred during sending: errno %dn",__func__,__LINE__, errno);
        return;
    }

    memset(rx_buffer, 0, sizeof(rx_buffer));
    int len = recv(car_sock, rx_buffer, sizeof(rx_buffer) - 1, 0);
    if (len < 0) {
        printf("[%s.%d]recv failed: errno %dn",__func__,__LINE__, errno);
    } else {
        printf("[%s.%d]Received %d bytes from %s:n",__func__,__LINE__, len, HOST_IP_ADDR);
        printf("[%s.%d]data: %sn",__func__,__LINE__, rx_buffer);
    }
}

发送数据给数据中心

void sock_send_data(char *payload,int len)
{
        if(!car_sock) return;
    int err = send(car_sock, payload, len, 0);
    if (err < 0) {
        printf("[%s.%d] Error occurred during sending: errno %dn",__func__,__LINE__, errno);
    }

}

等待客户端连接，并读取数据

 while(1){
                addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
                connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);
                if(connfd < 0){
                        perror("accept:");
                        goto err;
                }
                printf("连接的客户端IP地址:%sn",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
                printf("连接的客户端端口号:%dn",ntohs(client_addr.sin_port));
                write(connfd,"hello you!",10);
                while(1){
                        memset(buf,0,sizeof(buf));
                        ret = read(connfd,buf,sizeof(buf));
                        if(ret < 0){
                                perror("read:");
                                break;
                        }else if(ret == 0){
                                printf("write close!n");
                                break;
                        }else{
                                printf("recv:%sn",buf);
                        }
                }
                close(connfd);        
        }

根据数据计算可用的距离值

uint16_t cal_distance(uint16_t *data)
{
        uint8_t cnts = 0;
        uint8_t max = 0;
        uint16_t valall = 0;
        uint16_t maxval = 0;
        uint16_t minval = 0xffff;
        while(max < 5){
                if(data[max]){
                        valall+=data[max];
                        if(maxval < data[max]){
                                maxval = data[max];
                        }
                        if(data[max] < minval){
                                minval = data[max];
                        }
                        cnts++;
                }
                max++;
        }
        if(3 <= cnts){
                valall = valall-maxval-minval;
                valall = valall/(cnts-2);
        }else{
                valall = 0;
        }
        return valall;
}

计算速度

double preDis = 0;
double cuDis = 0;
double cuSudu = 0;
cuDis = cal_distance(spadz5);
cuSudu = (preDis - cuDis)*10;
preDis = cuDis;

5、效果展示

计算结果有当前物体与我距离，当前物体的速度数据。

6、结言

非常开心能够参加本次活动，项目设计有点简单，初次使用树莓派，很多细节不太了解，会持续使用树莓派，学习更多知识。

本次活动学习到了很多知识，群里大佬们的知识很丰富，让人心向往之。祝与非网论坛和得捷合作更多更好，提供更多更好的竞赛活动，再次感谢与非网论坛和得捷。

7、代码

参考附件

使用树莓派5+激光距离检测模块进行周边风险物检测