實(shí)驗(yàn)效果

凌順實(shí)驗(yàn)室（lingshunlab.com）本次分享如何用ESP32連通RPLidar激光雷達(dá)（RPLidar A1 A1M8），并且通過(guò)串口輸出全部角度和輸出指定角度的距離兩種方式，觀察測(cè)量的前方障礙物的距離。

本次實(shí)驗(yàn)，使用ESP32，RPLidar A1 連接ESP32的串口2（Serial2），數(shù)據(jù)在串口（Serial）中輸出，這樣就可以方便觀察數(shù)據(jù)變化。

元件說(shuō)明

RPLIDAR A1采用激光三角測(cè)距技術(shù)，配合自主研發(fā)的高速的視覺采集處理機(jī)構(gòu)， 可進(jìn)行每秒8000次以上的測(cè)距動(dòng)作。

RPLIDAR A1 的測(cè)距核心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的360度全方位掃描測(cè)距檢測(cè)， 從而獲得周圍環(huán)境的輪廓圖。

全面改進(jìn)了內(nèi)部光學(xué)和算法系統(tǒng)， 采樣頻率高達(dá)8000次/秒，讓機(jī)器人能更快速、精確的建圖。

傳統(tǒng)的非固態(tài)激光雷達(dá)多采用滑環(huán)傳輸能量和數(shù)據(jù)信息，但由于存在機(jī)械磨損，其連續(xù)工作時(shí)僅有數(shù)千小時(shí)壽命。綜合無(wú)線供電和光通信技術(shù),獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)了光磁融合技術(shù)徹底解決了因物理接觸磨損導(dǎo)致電氣連接失效、激光雷達(dá)壽命短的問(wèn)題

可通過(guò)電機(jī)PWM信號(hào)控制雷達(dá)掃描頻率

注意：型號(hào)為A1M8

引腳說(shuō)明

BOM表

接線方式

程序提點(diǎn)

首先，需要安裝RoboPeak開發(fā)的RPlidar的Arduino庫(kù)，由于在Arduino IDE的庫(kù)管理中沒(méi)有，所以需要手動(dòng)安裝。

解壓后，把「RPLidarDriver」文件夾，放在Arduino IDE 的安裝目錄下的「libraries」文件夾中，就可以使用RPLiadar的庫(kù)，如果提示找不到，請(qǐng)重新檢查是否安裝正確。

然后就可以開始編程了

加載剛安裝的RPLidar庫(kù)

// 加載RPLidar庫(kù)
#include 

創(chuàng)建實(shí)例：

// 創(chuàng)建一個(gè)名為lidar的雷達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)例 
RPLidar lidar;

定義控制電機(jī)的PWM引腳：

#define RPLIDAR_MOTOR 3

綁定指定串口：

lidar.begin(Serial1);

設(shè)置控制電機(jī)的引腳為輸出模式

pinMode(RPLIDAR_MOTOR, OUTPUT);

這里ESP32和Arduino 不一樣，ESP32的PWM控制需要多幾行代碼進(jìn)行定義和使用，在這次示例中，簡(jiǎn)化了這個(gè)電機(jī)的控制速度，為HIGH，LOW控制。需要ESP32 PWM控制的，可以查看相關(guān)例子，然后自己進(jìn)行修改。

使用以下判斷可以返回lidar是否正常工作的值

IS_OK(lidar.waitPoint()

返回當(dāng)前距離值，以毫米（mm）為單位

float distance = lidar.getCurrentPoint().distance;

返回當(dāng)前角度度數(shù)

float angle    = lidar.getCurrentPoint().angle;

返回該點(diǎn)是否屬于一個(gè)新的掃描點(diǎn)

bool  startBit = lidar.getCurrentPoint().startBit;

返回當(dāng)前測(cè)量的質(zhì)量

byte  quality  = lidar.getCurrentPoint().quality;

ESP32編譯RPLidar庫(kù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤

選擇使用ESP32開發(fā)板程序時(shí)，在編譯過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤：

In member function 'bool RPLidar::begin(HardwareSerial&)'

warning: no return statement in function returning non-void [-Wreturn-type]

大概意思是RPLidar::begin()這個(gè)函數(shù)定義了是bool的返回值，但在函數(shù)里面卻沒(méi)有返回值。

為什么在使用Arduino 系列開發(fā)板沒(méi)有提示，而在ESP系列開發(fā)板會(huì)有提示？凌順實(shí)驗(yàn)室（lingshunlab.com）大概認(rèn)為是，語(yǔ)法要求ESP系列是比較嚴(yán)謹(jǐn)一些。

這時(shí)，我們要修改一下RPLidar庫(kù)的兩個(gè)文件，分別是RPlidar.h和divRPlidar.cpp，把RPLidar::begin()函數(shù)的定義bool>RPlidar.cpp，把RPLidar::begin()函數(shù)的定義bool>RPlidar.cpp，把RPLidar::begin()函數(shù)的定義bool 改成 void ，定義為無(wú)返回值即可，以下圖片是修改參考：

再次編譯，錯(cuò)誤提示消失。

程序代碼

以下是完整的代碼，是在RPlidar的例程simple_connect為基礎(chǔ)，進(jìn)行修改的。

// lingshunlab.com
// https://lingshunlab.com/book/arduino/esp32-use-rplidar-a1

// This sketch code is based on the RPLIDAR driver library provided by RoboPeak
// include library // 加載庫(kù)
#include 

// 創(chuàng)建一個(gè)名為lidar的雷達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)例 
RPLidar lidar;

#define RPLIDAR_MOTOR 14  // 用于控制 RPLIDAR 電機(jī)速度。因?yàn)镋SP32的PWM設(shè)置較復(fù)雜，
                          // 現(xiàn)在只是簡(jiǎn)單使用HIGH，LOW進(jìn)行控制
                          // 該引腳應(yīng)與RPLIDAR的MOTOCTRL信號(hào)相連。

// welcome to lingshunlab.com
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // bind the RPLIDAR driver to the arduino hardware serial
  // 將RPLIDAR驅(qū)動(dòng)與ESP32 的 Serial2 硬件串口綁定。
  Serial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 16, 17);
  while(lidar.begin(Serial2));
  // set pin modes
  // 設(shè)置引腳模式
  pinMode(RPLIDAR_MOTOR, OUTPUT);
  delay(1000);
  // 啟動(dòng)雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)
  digitalWrite(RPLIDAR_MOTOR, HIGH);
}

void loop() {
  if (IS_OK(lidar.waitPoint())) {
    float distance = lidar.getCurrentPoint().distance; //distance value in mm unit
                                                        //距離值以毫米為單位
    float angle    = lidar.getCurrentPoint().angle;   //anglue value in degree
                                                      //度數(shù)的角度值
    bool  startBit = lidar.getCurrentPoint().startBit;  //whether this point is belong to a new scan
                                                        //該點(diǎn)是否屬于一個(gè)新的掃描點(diǎn)

    byte  quality  = lidar.getCurrentPoint().quality;   //quality of the current measurement
                                                        //當(dāng)前測(cè)量的質(zhì)量

    //在這里進(jìn)行數(shù)據(jù)處理...
    // - 1 -
    // perform data processing here...
    // Output all data in the serial port  
    //在串口中輸出所有數(shù)據(jù)

    //    for(int i = 0;i < 6 - String(angle).length(); i++){
    //      Serial.print(" ");
    //    }
    //    Serial.print(String(angle));
    //    Serial.print(" | ");
    //    for(int i = 0;i < 8 - String(distance).length(); i++){
    //      Serial.print(" ");
    //    }
    //    Serial.print(distance);
    //    Serial.print(" | ");
    //    Serial.print(startBit);
    //    Serial.print(" | ");
    //    for(int i = 0;i < 2 - String(quality).length(); i++){
    //      Serial.print(" ");
    //    }
    //    Serial.println(quality);

    // - 2 - 
    // Output the specified angle data
    // 輸出指定角度
    if(angle > 0 and angle < 100 ){
      Serial.print(angle);
      Serial.print(" | ");
      Serial.println(distance);
    }
  } else {
    digitalWrite(RPLIDAR_MOTOR, LOW); //stop the rplidar motor
                                   //停止rplidar馬達(dá)

    // try to detect RPLIDAR...
    // 嘗試檢測(cè)RPLIDAR... 
    rplidar_response_device_info_t info;
    if (IS_OK(lidar.getDeviceInfo(info, 100))) {
       // detected...
       // 檢測(cè)到
       lidar.startScan();

       // start motor rotating at max allowed speed
       // 啟動(dòng)電機(jī)以最大允許速度旋轉(zhuǎn)
       digitalWrite(RPLIDAR_MOTOR, HIGH);
       delay(1000);
    }
  }
}

上傳完成后，可以看到指定角度輸出的數(shù)據(jù)。

審核編輯：劉清